ENERGIENEUTRALE MONUMENTEN

Afstudeerperiode 2008-2009

Energieneutrale monumenten

ENERGIENEUTRALE MONUMENTEN Afstudeerrapport

G. Briët J. S. Marto M.R. van der Veen

M.C. Vieveen

Afstudeerrapport

- 1-



ENERGIENEUTRALE MONUMENTEN Afstudeerrapport

Energieneutrale monumenten, Afstudeeropdracht Datum: Plaats: Studiejaar Groep: Auteurs:

Begeleider:

06-01-2009 Groningen 2008 – 2009 Firmus G. Briët J. S. Marto M.R. van der Veen M.C. Vieveen B. Boschma

Afstudeerrapport

276835, 269997, 270012, 270014,

Bouwkunde Bouwkunde Bouwkunde Bouwkunde

& architectuur 1ste fase algemeen & architectuur 1ste fase & architectuur 1ste fase

- 2-



Samenvatting ‘Hoe kunnen monumenten verantwoord gerenoveerd worden dat leidt tot een neutrale energiehuishouding?’, de kernvraag van het afstudeerproject van groep Firmus. Om hierop te kunnen antwoorden is onderzoek gedaan door middel van een ‘case study’, de Fogelsangh State te Veenklooster. Om antwoord te kunnen geven op de hoofdvraag is het volgende onderzoek gedaan. In een vooronderzoek is voornamelijk de bouwkundige en installatietechnische situatie van de State in kaart gebracht. Parallel hieraan is een analyse gemaakt van energiecomponenten: mogelijke bouwkundige aanpassingen die leiden tot een reductie van de energievraag, mogelijke duurzame installatietechnieken binnen het gebouw die zorgen voor een efficiënt energiegebruik en duurzame energiebronnen voor het gebruik van duurzame energie. Van een analyse van precedenten is afgezien vanwege het feit dat elk monument zeer specifieke waarden heeft en daarmee ook de te kunnen toepassen maatregelen. In de conceptvorming zijn verschillende energieconcepten opgesteld. Een gericht op energiereductie, een gericht op zelfvoorziening in energie, en een gericht op zelfvoorziening op een volledig duurzame manier. Aan de hand van de EPC zijn de effecten op het gebied van de energiehuishouding inzichtelijk gemaakt. In concept I wordt een besparing van 56,4% op de energievraag behaald door het isoleren van de zoldervloer en het toepassen van voorzetramen, waarbij de ingrepen compleet ‘omkeerbaar’ zijn en zodoende geen afbreuk doen op de monumentale waarde van de State. In concept II worden duurzame installaties toegepast voor de energiehuishouding, te weten PV Twin-panelen, warmtepomp, HRe-ketel, buffervat en de verlichting gedeeltelijk vervangen met spaarlampen. Hiermee wordt volledig zelfstandig voorzien in de thermische energievraag. Daarnaast deels in de elektriciteitsvraag. Dit levert een besparing op de EPC op van 47,0%. Het derde concept is in beginsel identiek aan de tweede, echter zijn hierop de volgende aanpassingen. Het buffervat zal worden naverwarmd door een elektrische naverwarmer. Door toepassing van PV-panelen op de bijgebouwen zal voorzien worden in de elektrische energievraag. Hiermee is het gebruik van gas uitgesloten en heeft dit een duurzamere energiehuishouding. Vanuit de conceptvorming zijn een tweetal scenario’s uitgewerkt, te weten uitwerking A en B. Uitwerking A beoogt een ‘realistisch’ houdt het reduceren van de energievraag en het optimaliseren en toepassen van duurzame installaties. Gestreefd is naar een verbetering van de energievraag met 50% op de huidige situatie. Monumentale waarden staan hier hoog in het vaandel. Energiereductie wordt behaald door het isoleren van de zoldervloer en het toepassen van voorzetramen. Beide ingrepen zijn reversibel. Laatstgenoemde verandert echter het beeld van de kozijnen. Er vindt toepassing plaats van PV Twin-panelen, warmtepomp, HRe-ketel, buffervat en spaarlampen. Zodoende wordt compleet zelfstandig in thermische energie voorzien. Om het binnenklimaat te kunnen beheersen worden drie klimaatkasten ingebouwd. Deze worden voor zover mogelijk weggewerkt in de wanden. Verandering van de beleving van de ruimten is hiermee onvermijdelijk maar wel noodzaak voor de kwaliteit van de collectie. Er wordt 76,11% verbetering geboekt op de EPC en 54,58% op de energiebehoefte. De Dumo-coëfficiënt is verbeterd. Deze veranderd van 610 naar 1.150. De investeringskosten bedragen €155.962,-. Bij beschouwing van de exploitatie wordt een winst van €13.060,01 per jaar behaald.

Afstudeerrapport

- 3-



In uitwerking B is het streven naar een 100% eigen energievoorziening op een duurzame manier. Hierbij staat de instandhouding van de huidige monumentale waarden eveneens hoog in het vaandel. Door verbreding van het blikveld, dat inhoud dat er ook gezocht wordt naar oplossingen buiten de State om, is tot een tweede uitwerking gekomen. De maatregelen die getroffen worden op de State zelf zijn identiek als in uitwerking A. Op de bijgebouwen worden PV-panelen geplaatst. Daarnaast vindt er toepassing van een nieuwbouwcomponent plaats in de vorm van een paviljoen dat mogelijkheden biedt voor primair trouwfeesten als in het verlengde van de trouwmogelijkheden op de State. Door plaatsing van het paviljoen als object langs de ‘verloren’ zichtas wordt deze weer versterkt, waardoor de relatie met het landgoed beter naar voren komt. De mogelijkheden aan activiteiten nabij de State neemt toe en daarmee de gebruiksmogelijkheden. De volgende verbeteringen op de energiekosten worden geboekt. Er wordt 81,25% bespaard op het gasverbruik en 102,23% op het elektriciteitsverbruik, wat dus inhoudt dat er een overproductie ontstaat van 2,23%. Het resultaat is hiermee een verbetering van 88,14% op de energiekosten. Vanuit de uitwerkingen A en B is gekomen tot een drietal aanbevelingen voor de State. De eerste aanbeveling beoogt een verbetering van de huidige installaties. In het tweede advies wordt ingegaan op het toevoegen van duurzame bronnen en bouwkundige ingrepen om tot een beter energiebeleid te komen. De derde en laatste aanbeveling betreft de uitbreiding van de trouwmogelijkheden op de State door middel van een nieuwbouwcomponent. Dit component is zelfvoorzienend en draagt mede energie af aan de State. Het is van belang de duurzaamheid van cultureel erfgoed, waarin de waarde veelal in de monumentale waarde zit, te waarborgen en te verduurzamen (qua energiehuishouding). Hier liggen vooral mogelijkheden in duurzame installatietechnieken en niet zozeer in bouwkundige aanpassingen waarmee een reductie van de energievraag wordt beoogt. Ieder monument bezit specifieke kwaliteiten dat het moeilijk zo niet onmogelijk maakt om een specifieke algemene strategie te ontwikkelen voor het verkrijgen van een energieneutrale huishouding. In het project is de EPC veelal als leidraad gebruikt om de energiehuishouding in kaart te brengen en effecten door maatregelen hiervan te bepalen. Achteraf kan gesteld worden dat dit een inaccuraat middel is. Ten eerste werkt de EPC met vele forfaitaire waarden die gebaseerd zijn op standaarden in de bouw. Ten tweede is het doel van een EPC niet om de energiehuishouding in kaart te brengen maar meer om een indicatie te geven van de energiezuinigheid in een bredere context. Door een juiste procesbeheersing en de wisselwerking tussen de afstudeergroep en externe specialisten uit het MkB, is gekomen tot aanbevelingen voor de Fogelsangh State en zijn duurzame oplossingen aangedragen voor een benadering van een energieneutrale huishouding voor monumenten in het algemeen. In de toekomst is de verwachting dat duurzaamheid qua energie als ook cultureel erfgoed zal toenemen. Zodoende is het voor de groep een zeer interessante leerperiode geweest.

Afstudeerrapport

- 4-



Inhoudsopgave Voorwoord .........................................................................................................7 1.

Inleiding ......................................................................................................8

2.

Projectomschrijving .....................................................................................9

3.

2.1

Onderwerp en vraagstelling........................................................................ 9

2.2

Plan van aanpak ..................................................................................... 10

Vooronderzoek ........................................................................................... 11 3.1

3.1.1

Doelstelling en onderzoek...............................................................................................11

3.1.2

Resultaten en conclusies.................................................................................................11

3.2

4.

5.

Analyse Fogelsangh State .................................................................... 13

3.2.1


3.2.2

Resultaten en conclusies.................................................................................................13

Conceptvorming ......................................................................................... 15 4.1

Doelstelling en onderzoek ........................................................................ 15

4.2

Resultaten en conclusies .......................................................................... 16

4.2.1

Concept I: Verminderen energievraag ............................................................................16

4.2.2

Concept II: Energieneutraal gebouw...............................................................................17

4.2.3

Concept 3: Energielevering .............................................................................................18

Uitwerkingen ............................................................................................. 20 5.1

Uitwerking A........................................................................................... 20

5.1.1


5.1.2

Resultaten .......................................................................................................................21

5.1.3

Conclusie .........................................................................................................................23

5.2

6.

Analyse energiecomponenten ................................................................... 11

Uitwerking B........................................................................................... 25

5.2.1


5.2.2

Resultaten .......................................................................................................................27

5.2.3

Conclusie .........................................................................................................................31

Reflectie..................................................................................................... 33 6.1

Competenties ......................................................................................... 33

6.2

Procesbeheersing en evaluatie .................................................................. 34

7.

Conclusies .................................................................................................. 36

8.

Aanbevelingen ........................................................................................... 37

Literatuur ......................................................................................................... 38

Afstudeerrapport

- 5-



Bijlagen............................................................................................................ 39

Afstudeerrapport

- 6-



Voorwoord Voor u ligt de eindrapportage van het afstudeerproject ‘Energieneutrale monumenten’, een STER project, Steek Energie in Renovatie, binnen het EKC, Energiekenniscentrum, en het atelier D, Duurzaam Bouwen, aan de Hanzehogeschool Groningen. In het kenniscentrum en atelier D is de mogelijkheid tot diepgaand onderzoek waarbij intensieve samenwerking met collega-studenten en docenten als ook externen, specialisten in het MkB, plaatsvindt. Hierbij staat in de breedste zin van het woord ‘duurzaamheid’ en kennisuitwisseling centraal. Het atelier D biedt ons dan ook de juiste condities voor het succesvol kunnen afronden van onze opleiding. Daarnaast neemt duurzaam bouwen een steeds hogere vlucht en zullen we in ons latere beroepsveld hier steeds meer mee in aanraking komen. De instandhouding van monumentale panden krijgt eveneens steeds meer waarde. Dit is onderdeel binnen ons huidige idee vanuit de maatschappij voor een duurzamer leven. De dubio dat hierdoor lijkt te ontstaat, tussen enerzijds het in stand willen houden van monumenten en anderzijds het duurzamer willen bouwen vormt voor ons een grote uitdaging en sluit aan op onze ambities. De afgelopen periode hebben we onderzoek gedaan en gekeken hoe monumenten energieneutraal gemaakt kunnen worden, waarbij de Fogelsangh State de case study vormde en we hier intensief onderzoek hebben gedaan naar mogelijkheden en kansen. Dank gaat uit naar de externe partijen, Adema Architecten, Visbeek Installatietechniek BV en Frits Weijers Bouwfysica en Installatietechniek, die ons ondersteund hebben tijdens dit project. In het bijzonder willen wij dhr. C. Krikke, van Visbeek Installatietechniek BV, bedanken die ons meerdere malen geadviseerd heeft op het gebied van de installatietechnische aspecten, dhr. B. Boschma, en De Graaf de Marchant et d’Asembourg voor het beschikbaar stellen van de Fogelsangh State als case study voor ons onderzoek. G. Briët, J.S. Marto, M.R. van der Veen, M.C. Vieveen Groningen, 6 januari 2009

Afstudeerrapport

- 7-


1.


Inleiding

In de huidige maatschappij wordt het bewust omgaan met energie een steeds belangrijker onderwerp als onderdeel van een duurzame leefomgeving. Ook in de ‘bouwwereld’ wordt duurzaamheid steeds belangrijker. Dit vertaalt zich naar diverse ‘duurzame’ concepten zoals Cradle to Cradle en CO2-neutraal bouwen. Dergelijke concepten nemen een steeds grotere vlucht. Daarnaast zien we momenteel een groeiende trend in de belangstelling voor de instandhouding van de bestaande gebouwenvoorraad. Hiermee ontstaat er een toenemende vraag naar kennis hoe bewuster omgegaan kan worden met energie in relatie tot renovatieprojecten en in hoeverre dit bijdraagt aan een duurzame leefomgeving. Energieneutraal bouwen en het in stand houden van monumentale panden. Twee tegenstrijdige belangen. Liggen hier kansen? Het hoofddoel van het afstudeeronderzoek is om een passend antwoord te geven op de vraag hoe monumenten gerenoveerd kunnen worden waarbij een energieneutrale energiehuishouding ontstaat. Hierbinnen is de Fogelsangh State de casestudy, het concrete project waar mogelijke oplossingen voor aangedragen zullen worden. Het onderzoek is hiermee uit drie delen opgebouwd. Dit zijn het vooronderzoek, de conceptvorming en de uitwerking. In het vooronderzoek zal de Fogelsangh State in kaart gebracht worden op voornamelijk bouwkundig en installatietechnisch gebied. Daarnaast zal een analyse gemaakt worden van energiecomponenten in het algemeen. In de conceptvorming, waar het vooronderzoek als input geldt, zullen een drietal concepten opgesteld worden, waarbinnen gekeken wordt naar verschillende maatregelen met betrekking tot energiebesparing. Die zijn bouwkundig en installatietechnisch van aard en hebben zowel betrekking op het reduceren van de vraag naar energie als het verduurzamen van de gevraagde energie. In de uitwerking zullen een tweetal voorstellen gedaan worden met betrekking tot de Fogelsangh State. De eerste beoogt een ‘realistische’ uitwerking met minimale ingrepen. In de tweede uitwerking zal een functie-uitbreiding plaatsvinden met daarnaast een zelfvoorziening in energie. Het daaropvolgende onderdeel betreft een evaluatie van de werkzaamheden in relatie met de competenties en ambities van groep Firmus en de studenten individueel. Dit onderdeel is dan ook voornamelijk studie-georiënteerd. Het rapport wordt afgesloten met conclusies en aanbevelingen richting de State aan de hand van het onderzoek en de hoofdvraag.

Afstudeerrapport

- 8-


2.


Projectomschrijving

In de volgende paragraven wordt bondig het onderwerp, de vraagstelling, de interpretatie hiervan en het globale plan van aanpak behandeld. Een uitgebreide toelichting kunt u vinden in de bijlagen, bijlage A. Projectplan.

2.1

Onderwerp en vraagstelling

Het hoofddoel van de afstudeeropdracht is het komen tot een sluitend antwoord op de vraag: Hoe kunnen monumentale gebouwen effectief energieneutraal worden? Met energieneutraal beogen wij dat de benodigde elektrische en thermische energie volledig voorzien wordt door eigen duurzame energiebronnen. Hierbij is er geen aansluiting met het bestaande gasnet vereist. Binnen het onderzoek vormt de Fogelsangh State het concrete studieobject. Vanuit de State zijn in beginsel een aantal doelen geformuleerd die in acht genomen moeten worden. Doelen vanuit de Fogelsangh State: - Verlagen exploitatielasten; - Behoud van karakteristieke waarden rijksmonument; - Behalen museumstatus. Hieruit volgen een aantal probleemstellingen en tegelijk aandachtspunten die in beschouwing genomen moeten worden. - Behoud karakter versus aanpassingen ten behoeve van het gebruik. - Behoud karakter versus reductie van de exploitatielasten. Hierbij moet opgemerkt worden dat het gebruik en de exploitatielasten in verband staan met de wensen van de opdrachtgever. Daarnaast heeft het gebruik betrekking tot de energiehuishouding en staat dus in relatie staat met de hoofdvraag. Met bovenstaande gegevens is een plan van aanpak opgesteld met verschillende ambities betreft het neutraal maken van de energiehuishouding. Dit vertaalt zich in verschillende concepten en uitwerkingen. Zie voor een toelichting bijlage A. Projectplan

Afstudeerrapport

- 9-


2.2


Plan van aanpak

Aan de hand van de hoofdvraag en de interpretatie van het probleemveld is een globaal plan van aanpak geschetst. Hierbij wordt in beginsel onderscheidt gemaakt in een aantal opeenvolgende fasen. Dit zijn het vooronderzoek, de conceptvorming en de uitwerkingen. De volgende illustratie geeft een meer gespecificeerd beeld weer. Zie voor een nadere toelichting bijlage A. Projectplan.

Afstudeerrapport

- 10-


3.

Vooronderzoek

3.1

Analyse energiecomponenten


3.1.1 Doelstelling en onderzoek Binnen het vooronderzoek is een overzicht en analyse gemaakt van ‘energiecomponenten’. Dit onderzoek is tweeledig. Enerzijds is het bedoeld om een overzicht te geven van interne bouwkundige maatregelen, interne installatietechnische maatregelen en externe energiebronnen. Anderzijds wordt gekeken welke van deze componenten relevant kunnen zijn voor de Fogelsangh State. Dit leidt tot een goede basis voor de conceptvorming. Het onderzoek is geschied volgens een vooraf opgestelde systematiek die een goede vergelijking tussen de componenten mogelijk maakt. Zie voor een nadere toelichting de bijlage B. Vooronderzoek: Rapport analyse energiecomponenten.

3.1.2 Resultaten en conclusies De drie volgende groepen worden onderscheiden: Bouwkundige maatregelen; Installatietechnische maatregelen. Duurzame energiebronnen; Hieronder volgt voor elke gebied afzonderlijk de resultaten en eerste conclusies. Bouwkundige maatregelen De volgende punten zijn beschouwd: (Na)isoleren (dak, gevel, vloer in- en uitwendig); Gevelopeningen. Uit de studie is naar voren gekomen dat er voor de State mogelijkheden liggen met betrekking tot beide aspecten. Eenvoudige winsten vallen te boeken aangezien het monument (bijna) niet geïsoleerd is. Daarnaast moet opgemerkt worden dat isolatietoepassingen inventief, voor zover mogelijk omkeerbaar en niet zichtbaar moeten zijn in verband met de monumentale waarde. Daarnaast zijn er glassoorten met een relatief hoge U-waarde die qua esthetiek (bijna) dezelfde verschijningsvorm hebben als het al toegepaste glas. Installatietechnische maatregelen De volgende onderdelen zijn te onderscheiden: Ventilatie; Verwarming (vloeren wandverwarming, radiatoren en convectoren en koeling); Verlichting; Warmwatertoestellen; Warmteterugwinning; Luchtbevochtigers. Bovengenoemde aspecten, die allen betrekking hebben op het binnenklimaat, zijn doorgelicht qua mogelijkheden en in combinatie met elkaar. Daarnaast is naar de

Afstudeerrapport

- 11-



relevantie gekeken voor de State. Daaruit kwam naar voren dat alle installatietechnische aspecten die bouwkundige ingrepen vereisen in beginsel niet tot de mogelijkheden behoren. Ten eerste kan gesteld worden dat er goed gekeken moet worden naar de huidige werking van de installaties in de State. Ten tweede dat er zeer specifieke eisen gelden vanuit de State die veel invloed hebben op installatietechnische oplossingen. Duurzame energiebronnen De volgende bronnen zijn beschouwd: Windenergie; Blue energy; Zonne-energie; PV Twin-panelen; Thermische warmte; Bio-energie. Uit het onderzoek is naar voren gekomen dat er voor de State kansen liggen voor toepassing van windenergie, zonne-energie, PV Twin-panelen en thermische warmte. De State beschikt over een groot landgoed zonder directe belendingen. Daarnaast heeft de State evenals de bijgebouwen een plat dak, dat plaatsing van cellen mogelijk geschikt maakt.

Afstudeerrapport

- 12-


3.2


Analyse Fogelsangh State

3.2.1 Doelstelling en onderzoek De analyse van de Fogelsangh State heeft als doel een gedegen inzicht te geven in de bestaande situatie van het gebouw. Dit onderscheidt zich voornamelijk in de bestaande bouwkundige situatie, installatietechnische situatie en monumentale waarden. De bestaande projectgegevens zijn hiertoe doorgelicht. Er zijn bouwkundige en installatietechnische opnamen gedaan. Er heeft een thermografisch onderzoek plaatsgevonden. Daarnaast zijn diverse gegevens geanalyseerd. Er is een analyse van het ICN rapport (Instituut Collectie Nederland) van de voorgaande restauratie en een analyse van het energiegebruik aan de hand van de meterstanden. Daarnaast is er een EPC-berekening gemaakt evenals een berekening van de DuMo-coëfficiënt (Duurzame Monumenten). Zie voor een nadere toelichting bijlage C. Vooronderzoek – Rapport analyse Fogelsangh State.

3.2.2 Resultaten en conclusies De volgende samenvatting kan gemaakt worden naar aanleiding van het onderzoek. Hierbinnen wordt onderscheid gemaakt in ‘praktijk onderzoek’ en ‘theoretische benadering’. Zie voor een nadere toelichting bijlage B. Vooronderzoek: Rapport analyse Fogelsangh State. Praktijk onderzoek Opname: Verwarming vindt door middel van vloerverwarming en radiatoren plaats; Het materiaal is in goede staat; Folie is op het glas toegepast ter beperking van UV-straling (collectiebehoud); Er is geen automatische schakeling van de verlichting toegepast; Door naden en kieren vindt voldoende ventilatie plaats; De lederradiatoren lekken; Het gebouw is redelijk goed toegankelijk voor gebruikers van rolstoelen; De luchtvochtigheid wordt beïnvloed door het buitenklimaat en het aantal bezoekers; TL- en LED-verlichting, aan of uit, alleen tijdens openingstijden; Warmwatertoestellen 2 HR100, 2 elektrische boilers en een close-in boiler. Tekeningen: De constructie is recentelijk verbeterd; Leidingen t.b.v. verwarming beperkt door algemeen kanaal; Aantal ruimten (toiletten, verdieping voorhuis en beheerderwoning) is geïsoleerd; Isolatie van de zoldervloer mogelijk; Isolatie achter lambrisering niet (of zeer beperkt) mogelijk.

Afstudeerrapport

- 13-



Thermografisch onderzoek: Er zijn geen grote warmteverliezen door naden en aansluitingen met kozijnen; Ter hoogte van maaiveldaansluiting vinden grote warmteverliezen plaats; Warmte trekt door naden van de onderliggende verdieping naar de zolderverdieping; De retourleidingen van de radiatoren voeren geen warm water af; Een aantal plinten langs de vloeren in het souterrain zijn ongeïsoleerd. Meterstanden Fogelsangh State (inclusief beheerderwoning): Gasverbruik: tussen de 15.000 en 20.000 m3 per jaar; Elektriciteitgebruik: rond de 3.515 kWh per jaar. Theoretische benadering DuMo-coëfficiënt: Du-index: 305; Mo index: 2; DuMo-coëfficiënt: 610. EPC berekening: EPW: 2,72 (eis nieuwbouw: 0,8) EPU: 4,46 (eis nieuwbouw: 2,2) gebaseerd op de Qtot:Qtoel waarde van 2,026 Energiebehoefte elektriciteit: 54.304,8 kWh Energiebehoefte gas: 47.280,2 m3

Afstudeerrapport

- 14-


4.

Conceptvorming

4.1

Doelstelling en onderzoek


Als gevolg op het vooronderzoek is de conceptvorming uitgevoerd. Dit houdt in principe een oriëntatie op mogelijke energieconcepten in voor monumenten met de Fogelsangh State in het bijzonder. De State is hier dan ook de ‘case study’. Er wordt inzicht verkregen in de effecten van installatietechnische en bouwkundige maatregelen op de energiehuishouding van de Fogelsangh State. Om vat te krijgen op de verschillende bouwkundige en installatietechnische mogelijkheden zijn een drietal concepten opgesteld. Deze concepten omvatten een bundel van gelijksoortige maatregelen zijn de ‘varianten’ binnen de concepten. De EPC-berekening dient als toetsingsmiddel om te kijken wat de effecten van de maatregelen zijn op de energiehuishouding. Daarnaast is een globaal beeld van de materiaalkosten geschetst. Ook is gekeken naar de uitvoerbaarheid van bouwkundige ingrepen evenals de gevolgen hiervan op de monumentale waarden. De drie concepten zijn in beginsel als volgt te typeren: Concept I: Verminderen energievraag (bouwkundig); Concept II: Energieneutraal gebouw (installatietechnisch); Concept III: Energie genereren voor de omgeving (installatietechnisch). De eerste twee concepten, die de bouwkundige en installatietechnische mogelijkheden binnen de Fogelsangh State illustreren, gelden als input voor Uitwerking A. Voor uitwerking B, waarbij gekeken wordt naar duurzame energiebronnen (extern), geldt concept III als primaire input. Tevens wordt gebruik gemaakt van concept II. In de volgende paragrafen worden de uitgangspunten nader gedefinieerd. De resultaten en de getrokken conclusies worden hierbij per concept behandeld. Zie voor een nadere verdieping in de conceptvorming bijlage D. Conceptvorming: Rapport energieconcepten.

Afstudeerrapport

- 15-


4.2


Resultaten en conclusies

4.2.1 Concept I: Verminderen energievraag Uitgangspunten Concept I omvat in beginsel het reduceren van de huidige energievraag van de Fogelsangh State. Dit vertaalt zich in de volgende punten: Veranderen gebouw toegestaan; Verminderen transmissieverliezen door buitenschil; Gevel-, spouw-, dak-, vloerisolatie; Kierdichting (aansluitdetails); Kozijnen vervangen/beglazing vervangen; Tegengaan verminderen binnenklimaat; Klimaatinstallatie (luchttemperatuur en vochtigheid). Resultaten Hieronder staat een overzicht van de effecten van de verschillende maatregelen op de State vertaald in een EPC-berekening en investeringskosten. Tussen de verschillende varianten is een combinatie van maatregelen samengesteld (de vetgedrukte onderdelen).

bron: rapport energieconcepten Zoals uit de tabel naar voren komt is het isoleren van de zoldervloer, toepassen van voorzetramen en ventileren met mechanische afvoer een goede combinatie van maatregelen om de energievraag te reduceren. Dit levert volgens de EPC-berekening een afname naar de vraag op van 56,4%. De materiaalkosten bedragen hierbij €47.838,De gegeven combinatie heeft kortweg de volgende consequenties. Het isoleren van de zoldervloer is compleet reversibel en praktisch gezien eenvoudig uitvoerbaar. Opgemerkt moet worden dat bij het isoleren van de zoldervloer de inhoud van de te verwarmen ruimtes kleiner wordt. De ruimte onder de kap kan men dan aanmerken als een onverwarmde ruimte. Daarnaast worden voorzetramen toegepast. Dit is eveneens reversibel. Door de bovengenoemde maatregelen wordt de huidige situatie van ventileren verstoord. De natuurlijke ventilatie wordt immers beperkt. Het is noodzaak extra te ventileren. Dit vindt plaats door middel van mechanische afzuiging door de bestaande schoorsteenschachten. Door het creëren van onderdruk zal de ventilatiecapaciteit worden gewaarborgd. Daarbij zorgen de kozijnen, via geïntegreerde ventilatiesleuven, voor een natuurlijke aanvoer van de ventilatielucht. Hierbij blijft de oorspronkelijke klimaathuishouding qua ventilatie in essentie intact. Zie voor een uitgebreide toelichting bijlage D. Conceptvorming: Rapport energieconcepten.

4.2.2 Concept II: Energieneutraal gebouw Uitgangspunten Concept II heeft de volgende uitgangspunten: Behouden van het gebouw;

Afstudeerrapport

- 16-

Afstudeerperiode 2008-2009 -


Koppelen installaties; Optimaliseren installaties.

De authenticiteit (versletenheid) van het gebouw moet behouden blijven. Hierbij zijn bouwkundige ingrepen aan het pand niet van toepassing. Oplossingen worden gezocht in de installatietechniek. Dit betekent dat de ventilatievoorziening ongewijzigd blijft. Aan de energievraag moet worden voldaan door installaties. Dit betekent naast nieuwe installaties ook een koppeling tussen verschillende installaties: PV Twin-panelen, HRe, warmtepomp, buffervat, warmwatertoestel en verbetering van de bestaande verlichting. Resultaten Hieronder staat een overzicht van de effecten van de verschillende maatregelen op de State vertaald in de EPC en materiaalkosten. Tussen de verschillende varianten is een goede combinatie van maatregelen samengesteld (de vetgedrukte onderdelen). bron: rapport energieconcepten Zoals uit de tabel naar voren komt is het toepassen van PV Twin-panelen, een verticale bodemcollector, een HRe-ketel en spaarlampen een goede combinatie van maatregelen. Dit levert een energiebesparing op volgens de EPC van 47,0%. De materiaalkosten bedragen hierbij €62.916,De State voorziet door toepassing van PV Twin-panelen op het platte dak en een verticale bodemcollector volledig in haar eigen thermische energie behoefte. De thermische warmte dient opgeslagen te worden, waarvoor een buffervat toegepast dient te worden. Deze dient buiten het gebouw onder de grond geplaatst te worden gezien het feit dat deze anders een onaanvaardbare afbreuk doet aan het gebouw. De thermische warmte die hiermee wordt gecreëerd zal toegepast worden voor een continue laagtemperatuur verwarming van de lederradiatoren en andere radiatoren en convectoren evenals de vloerverwarming. Een HRe ketel wordt toegepast ten behoeve van het kunnen naverwarmen. Om vast te houden aan de huidige monumentale beleving in de State is het belangrijk dat de verlichting dezelfde authenticiteit behoudt. Door toepassing van Deco spiraal lampen en spaarlampen, daar waar de authenciteit nagebootst kan worden, veranderd er aan de beleving in principe niets, daarbij levert het een geringe energiebesparing op. Zie voor een uitgebreide toelichting bijlage D. Conceptvorming: Rapport energieconcepten. 4.2.3 Concept 3: Energielevering Uitgangspunten Concept III heeft de volgende uitgangspunten: Behouden van het gebouw; Gebruik van elektriciteit; Opwekken van duurzame energie. Concept III gaat uit van een situatie waarbij wordt voorzien in de eigen energievoorziening. Wanneer de situatie ontstaat van overcapaciteit zal er worden teruggeleverd aan het elektriciteitsnet. Als input voor concept III wordt uitgegaan van de resultaten uit concept II. Echter om te kunnen voorzien door middel van gegenereerde elektriciteit zijn een aantal aanpassingen

Afstudeerrapport

- 17-



vereist. De authenticiteit (versletenheid) van het gebouw moet behouden blijven. Hierbij zijn bouwkundige ingrepen aan het pand niet van toepassing. Oplossingen worden gezocht in installatietechnische toepassingen. Dit betekent dat de ventilatievoorziening ongewijzigd blijft. Aan de energievraag moet worden voldaan door middel van installaties. Dit betekent naast nieuwe installaties ook koppeling tussen deze verschillende installaties. Hiervoor gelden dezelfde varianten als in concept II. Echter het buffervat zal worden naverwarmd door middel van een elektrisch element. Hiermee komt de HRe-ketel te vervallen. Een toevoeging aan concept II is het opwekken van duurzame energie. Naast zonne-energie (elektriciteit) en aardwarmte (thermische warmte) zal tevens energie gegenereerd worden uit wind (elektriciteit). Resultaten De resultaten uit concept III kunnen niet volledig weergegeven worden in een uitwerking op de EPC-berekening. Dit aangezien maatregelen als het naverwarmen van het buffervat en de toepassing van een windturbine niet in de EPC-berekening kunnen worden verwerkt. De onderstaande tabel vermeldt de in te voeren maatregelen en is incompleet. Gezien dit feit is de uitkomst met een < teken aangegeven aangezien niet exact duidelijk is wat de besparing op de EPC van de bestaande situatie betreft. bron: rapport energieconcepten Een goede combinatie in relatie me de uitgangspunten is dan ook de toepassing van PV Twin-panelen, PV-panelen, een verticale bodemcollector, elektrische naverwarmer en de toepassing van spaarlampen. Hiermee wordt voorzien in duurzame energie. Wel kan worden gesteld dat het rendement van elektrisch verwarmen lager ligt dan het verwarmen met gas. Gezien het feit dat de elektriciteit zelf duurzaam wordt opgewekt zal dit van positieve invloed zijn op de kosten omdat geen sprake is van prijsverhogingen. Ten opzichte van concept II wordt in dit concept, zoals gezegd, extra elektrische energie geleverd door toepassing van PV-panelen, Redenko PV ZEN STP-18U/B op de platte daken. Winning van energie door de toepassing van een windmolen bleek financieel niet rendabel te zijn. Daarnaast doet het een niet aanvaardbare afbreuk op de monumentale waarde van het culturele erfgoed. Zie voor een uitgebreide toelichting bijlage D. Conceptvorming: Rapport energieconcepten.

Afstudeerrapport

- 18-


5.

Uitwerkingen

5.1

Uitwerking A


In dit hoofdstuk vindt u een mogelijke uitwerking van de Fogelsangh State om dit, binnen de gestelde randvoorwaarden en uitgangspunten, ‘energieneutraal’ te krijgen. Die uitgangspunten en randvoorwaarden worden in de hierop volgende paragraven nader toegelicht. Daarop volgt een vertaling naar bouwkundige en installatietechnische maatregelen. Eveneens heeft er een toetsing plaatsgevonden aan weten regelgeving en richtlijnen vanuit de ‘monumentenzorg’. De gevolgen voor de energiehuishouding van de State worden in kaart gebracht waarbij de EPC-berekening als theoretisch rekenmodel is gebruikt. Tevens is een energiebalans opgesteld. Zie voor een uitgebreide toelichting bijlage E. Uitwerking: Rapport uitwerking A. 5.1.1 Doelstelling en onderzoek De conceptvorming, is als input gebruikt voor ‘Uitwerking A’. Hieruit zijn consequenties en neveneffecten door bouwkundige en installatietechnische maatregelen inzichtelijk gemaakt, voornamelijk op het gebied van energie. Dit is nader uitgediept en onderworpen aan vraagstukken vanuit de monumentale waarden. Deze uitwerking beoogt een maximale energievraag reductie en maximaal gebruik van duurzame energievormen binnen een strikte visie. Hierbij staat het behoudt van de monumentale waarden hoog in het vaandel. Concept Hieronder volgt een puntsgewijze toelichting dat het concept toelicht: Energievraag reductie door bouwkundige aanpassingen; Optimaliseren installaties; Toepassing van duurzame installaties dan wel energiebronnen. Voor het opstellen van uitwerking A ligt een concept ten grondslag. Binnen het concept wordt uitgegaan van het optimaliseren van de bestaande situatie, zowel het gebouw als de zich daarbinnen aanwezig zijnde installaties. Binnen deze uitwerking is gezocht naar realistische uitvoerbare maatregelen waarbij is gestreefd naar een verbetering van de energievraag van 50% op de huidige situatie. De haalbaarheid zal worden getoetst op energiedoelstellingen, financiële haalbaarheid en naar de gevolgen voor het gebouw. De gevolgen voor het gebouw worden hierbij weer opgedeeld in de aspecten: uitvoering (bereikbaarheid en ingreep aan het monument), constructie (gewicht en montage) en bouwfysica (veranderingen binnenklimaat ten behoeve van de bezoeker, de collectie en het gebouw). Visie monumentale waarde Wij beschouwen ‘reversibiliteit’ als een duurzame ingreep. Dit gaat boven ‘niet zichtbare’ ingrepen die niet omkeerbaar zijn. Toegevoegd moet worden dat de monumentale waarden zich kenmerken door een mate van versletenheid. Dit betekent dat veranderingen die het pand door de jaren heen hebben plaatsgevonden, en een lichte mate van veroudering van materialen, ook zichtbaar moeten blijven.

Afstudeerrapport

- 19-



Regelgeving musea Op dit moment is de Fogelsangh State actief in het verkrijgen van een registratie in het museumregister. Hiervoor dient men te voldoen aan eisen voor het binnenklimaat en (dag)licht. Het stappenplan uit het boek Klimaatwerk van het ICN is doorlopen, waarin gekeken is naar de waardestelling, de mogelijkheden van het gebouw, de collectienoden en de klimaatbeheersing. Concreet kan gesteld worden dat de relatieve luchtvochtigheid moet worden beheerst. Enkel natuurlijke toevoer van ventilatielucht voldoet hier niet aan. Een oplossing zijn lokale klimaatinstallaties (decentraal klimaatsysteem). Voordelen hiervan zijn dat het gehele binnenklimaat voldoet aan de gestelde klimaatwensen, deze zijn compact van formaat en kan als redelijk kleine ingreep worden uitgevoerd. 5.1.2 Resultaten In deze paragraaf worden de bouwkundige en installatietechnische ingrepen nader toegelicht. Vervolgens worden achtereenvolgens de aspecten investering, energie en exploitatie behandeld. Bouwkundige maatregelen De energievraag wordt gereduceerd door het doen van bouwkundige aanpassingen. Uit de conceptvorming en de visie ten aanzien van het monument in deze uitwerking resulteren de volgende aanpassingen. De zoldervloer wordt geïsoleerd om opwaartse warmteverliezen tegen te gaan. De opbouw is als volgt: dampremmende folie, EPS isolatieplaten en een zwevende dekvloer van spaanplaat. De dampremmende folie is voor het voorkomen van vochtproblemen. Uit concept I, binnen de conceptvorming, volgt dat dit, uitgaande van de EPCberekening, een reductie van 42,2% op de energievraag heeft bij een gesteld gelijk gebruik. Het isoleren van de zoldervloer is een compleet ‘omkeerbaar’ proces. De zoldervloer is tevens niet toegankelijk voor bezoekers. Daarom doet deze ingreep geen afbreuk op de monumentale beleving van de State. Alle raamkozijnen worden voorzien van achterzetramen om warmtetransmissie via de gevelopeningen te reduceren. Deze ingreep Dit is reversibel. Bij het toepassen van achterzetramen worden minimale bouwkundige ingrepen gedaan. Voor de Fogelsangh State geldt dat deze achterzetramen bij alle buitenkozijnen worden toegepast met uitzondering van de tuinkamer, de vestibule en de balkonkamer. Dit vanwege bouwkundige beperkingen met betrekking tot deze twee stijlkamers. Cohort de EPCberekening resulteert dit in een energiebesparing van 14,1%. Installatietechnische maatregelen Op het dak wordt 47,6 m2 PV Twin-panelen (Redenko Zen PV TWIN) geplaatst. Het totale elektrische vermogen hiervan is 5.066 Wp (Wattpiek) wat zal resulteren in een opbrengst van ongeveer 4.320 kWh per jaar. Opgemerkt moet worden dat de draagconstructie van het dak nader bekeken moeten worden met betrekking tot het gewicht van de PV Twin-panelen (150 kg p/s leeg) en het water wat er doorheen stroomt. Er zal een ondergronds buffervat, met een capaciteit van circa 2.000 liter, geplaatst worden buiten de State. Vanwege de monumentale waarden en de bouwkundige uitvoerbaarheid is het niet mogelijk om deze op zolder of in het souterrain te plaatsen. Het buffervat werkt volgens het drain-back principe. Dit betekent dat het buffervat de mogelijkheid heeft om het water dat continu door de PV Twin-panelen loopt te bufferen.

Afstudeerrapport

- 20-



Er wordt een verticale bodemwisselaar toegepast in een open bron met een vermogen van 36 kW en een COP (Coëfficiënt Of Performance) van 6,5. De gegenereerde thermische warmte wordt ingezet voor de vloerverwarming met eventuele naverwarming door een HRe ketel. Er wordt een WhisperGen HRe (elektrisch) toegepast met een elektrisch vermogen van 1 kW en een thermisch vermogen van 7 kW. Deze wordt gebruikt voor het naverwarmen van het water uit het buffervat. Daarnaast vervangt het de huidige Nefit Turbo 45 HR100 ketels en de elektrische boilers met uitzondering van de close-in boiler in de keuken. Aan de hand van het bouwbesluit zijn de gewenste ventilatiedebieten bepaald. Luchttoevoer vindt plaats via de bestaande kozijnen. In de geplaatste achterzetramen worden ventilatiesleuven aangebracht en zijn gedimensioneerd volgens de NPR 1088. De afvoer van lucht gebeurt mechanisch. In de bestaande schoorsteenschachten, die momenteel dicht zijn gezet, worden kanalen aangebracht met gemotoriseerde kleppen die aangestuurd worden op basis van het CO2-gehalte, relatieve luchtvochtigheid en temperatuur. Door onderduk te creëren kan hierdoor geforceerd lucht worden aangezogen door de ventilatiesleuven in de kozijnen. De gloeilampen worden vervangen door spaarlampen met uitzondering van de TLverlichting en de Deco spiraal lampen. Uit het oogpunt van energiezuinigheid wordt een aanwezigheidsdetectiesysteem toegepast. Als uitgangspunt is genomen dat het gebouw zichzelf buffert met betrekking tot de relatieve luchtvochtigheid. In de ruimten met bezettingsgraadklasse B1, de vestibule, tuinzaal en ‘Grote Siccamakamer’ worden standalone-ontvochtigers toegepast. Investering Hieronder volgt een overzicht van de investeringskosten van de maatregelen die getroffen worden. Behalve lasten (de eigenlijke investeringen) zijn er ook baten in de vorm van subsidies. Onderdeel Isolatie: Achterzetramen PV Twin-panelen Buffervat HRe Warmtepomp Ventilatieroosters, mechanische afvoer Verlichting: Totaal (incl. staartkosten):

Baten € 2.743,€ 4.000,€ 5.000,€ 11.743,-

Lasten € 20.817,€ 30.414,€ 13.000,€ 2.000,€ 15.000,€ 41.400,€ 15.000,€ 2.121,€ 167.705,-

De totale lasten (lasten – baten) van de verbouwing zijn geraamd op €155.962,-. Hiervan bestaat 67,15% (€104.731,-) uit een investering in installaties.

Afstudeerrapport

- 21-



Energie De besparing in energiekosten is geraamd aan de hand van een vergelijking tussen het huidig gasverbruik en elektriciteitsgebruik en het nieuw geschatte gasverbruik en elektriciteitsgebruik. Opgemerkt dient te worden dat is uitgegaan van vaste energieprijzen (gas €0,65 en elektriciteit €0,20). Tevens is geen schatting gemaakt van het energieverlies door het gebruik van het gebouw en installaties. Huidige situatie Uitwerking A Verbetering

gas (m3) 20.000 3.750 81,25%

kosten (€0,65) 4.000,00 750,00

elektriciteit (kWh) 9.769 9.772 -0,03%

kosten (€0,20) 1.953,80 1.954,40

totaal (€) 5.953,80 2.704,40 54,58%

Uit de bovenstaande tabel kan worden geconcludeerd dat op gas een besparing van 81,25% wordt behaald. Qua elektriciteit wordt 0,03% meer gebruikt. In totaal resulteert dit in een verbetering op de energiekosten van 54,58%. De waarde voor het huidige elektriciteitgebruik is geschat aan de hand van de bestaande installaties en kan afwijken van de huidige situatie. Exploitatie Ter ondersteuning van de kostenraming is een exploitatie opgezet na de genoemde ingrepen. Deze grove exploitatieopzet, hieronder weergegeven, geeft een beeld van de baten en lasten waarmee de Fogelsangh State uiteindelijk gemoeid is. In deze opzet zijn onder andere de investeringskosten, energiekosten, subsidies en baten ten gevolge van de bezoekers opgenomen.

Fogelsangh State verbouwen (in 30 jaar) installaties (in 15 jaar) elektriciteit gas kaartverkoop concert huwelijksvoltrekking schoonmaken technisch onderhoud totaal totaal per jaar

eenheid

Exploitatieopzet hoeveelheid kosten 0,03 0,07

bezoekers bezoekers aantal

3.000 100 50

5,00 5,00 400,00

€ per m2

760

12,00

2

760

8,00

€ per m

baten

lasten 2.049,31

782,88 2.124,00

7.081,74 4.078,32 2.437,50

15.000,00 6.000,00 20.000,00 9.120,00 43.906,88 13.060,01

6.080,00 30.846,87

Bij een verhoging van de elektriciteitprijs van €0,01 per kWh zullen de kosten €97,72 per jaar stijgen Bij een verhoging van de gasprijs van €0,01 per m3 zullen de kosten €37,50 per jaar stijgen

5.1.3 Conclusie De gevolgen voor het gebouw zijn beperkt. Op bouwkundig niveau is de zoldervloer geïsoleerd. Deze is geclassificeerd met een aanraakbaarheidfactor C (laagste klasse) en is niet in het zicht van de bezoeker. De ramen zijn geclassificeerd als aanraakbaarheidfactor B en zijn een punt van discussie. De achterzetramen zijn een punt van discussie. De is de ingreep minimaal (authentieke delen blijven onaangetast evenals de ventilatiestroom), daarbij is de ingreep reversibel. Toch moet een opmerking geplaatst worden bij het feit dat de ramen qua beleving veranderen. De ingreep vinden wij acceptabel met uitzondering van de ramen in de tuin- en balkonkamer. Dit aangezien de aanpassingen van de kozijnen in deze ruimten onacceptabel zijn voor de beleving van de monumentale waarde.

Afstudeerrapport

- 22-



Op installatietechnisch niveau worden aanpassingen gedaan. Hierbij worden PV Twinpanelen op het platte vlak geplaatst van het dak (uit het zicht) en worden HRe-ketel op de zolderverdieping geplaatst (uit het zicht). De warmtepomp wordt buiten het gebouw, in de bodem geplaatst zodat deze uit het zicht blijft en minimale aanpassingen aan het gebouw vereist. De verlichting brengt geen verandering teweeg aan de beleving van de ruimten. De installatie die de grootste invloed heeft op de beleving van de ruimten zijn de klimaatkasten. Deze worden in de ruimten geplaatst (gedeeltelijk weggewerkt in de wanden) waarmee de beleving van de ruimten zal veranderen. Echter deze verandering is onvermijdelijk voor een goede beheersing van het binnenklimaat. De DuMo-coëfficiënt is na de ingreep verbeterd. Dit is te danken aan de reversibiliteit van toegepaste maatregelen en de verbetering op het energiegebruik. De bestaande Moindex blijft ongewijzigd. De Du-index verbeterd van 305 naar 575. Dit resulteert van een DuMo-coëfficiënt van 610 naar 1.150. Op het gebied van energie moest een besparing van 50% worden gerealiseerd. Er is een besparing op de EPC van 76,11% behaald. Echter dit is geen toetsinstrument op energiebesparing, daarvoor zijn de meterstanden tegenover het nieuwe gebruik geplaatst. De verbetering op de energiekosten kan verdeeld worden in een besparing op gas van 81,25% en een verhoging op elektriciteit van 0,03%. Het uiteindelijke resultaat is een verbetering van 54,58% op de energiekosten. De investeringskosten zijn €155.962,- (€3.624,- per % besparing op de energiekosten). Wanneer de exploitatie wordt beschouwd, is te zien dat het een winst van €13.060,01 per jaar geboekt.

Afstudeerrapport

- 23-


5.2


Uitwerking B

Deze uitwerking van de Fogelsangh State beoogt om extra energie te genereren en daarmee, voor zover mogelijk, te kunnen voorzien in de eigen energiebehoefte. Een maximale reductie van de energiebehoefte en maximaal gebruik van duurzame energievormen binnen een strikte visie waarbij het behoud van de bestaande monumentale waarden hoog in het vaandel staan.

In de volgende paragraaf wordt ingegaan op de doelstellingen en de mogelijkheden vanuit de Fogelsangh State, waarbij een concept van een paviljoen wordt aangedragen. Hierna volgt een verdieping in de externe nieuwbouwcomponent waarin de bouwkundige en installatietechnische aspecten worden behandeld. Dit zijn achtereenvolgens het ontwerp, bouwkundige uitwerking, installatietechniek en een exploitatieopzet. Daarnaast moet vermeld worden dat het gebouw getoetst is aan het Bouwbesluit waar in deze rapportage niet inhoudelijk wordt ingegaan. Dit hoofdstuk wordt afgesloten met een conclusie waarin de uitwerking in relatie tot de projectdoelen wordt geëvalueerd. Zie voor een uitgebreide toelichting bijlage F. Uitwerking: Rapport uitwerking B. 5.2.1 Doelstelling en onderzoek Binnen uitwerking A is een voorstel voor de Fogelsangh State gegeven. Echter hiermee kan men niet volledig voorzien in de eigen energiebehoefte. In uitwerking B wordt getracht te voorzien in de eigen energiebehoefte en daarmee te voldoen aan de doelstelling om een energieneutrale situatie te realiseren. Om dit te bereiken zijn een aantal randvoorwaarden opgesteld: - gebouwen binnen de context van de Fogelsangh State worden beschouwd; - de relatie van bijgebouwen met de Fogelsangh State heeft een belangrijke rol; - monumentale (en esthetische) waarden moeten in acht genomen worden; - de energiebehoefte in gas dient geminimaliseerd dan wel voorkomen te worden. Om de doelstelling, een benadering van 100% zelfvoorzienend in de energiebehoefte, te behalen zijn aanvullende maatregelen vereist. Aangezien een energiebehoefte in gas zoveel mogelijk vermeden wordt zal een grote hoeveelheid aan elektriciteit gegenereerd moeten worden. Een relatief klein deel van de energiebehoefte in elektriciteit wordt gegenereerd door de PV Twin-panelen (zie bijlage E. Uitwerking: Rapport uitwerking A). Daarnaast zijn er een tweetal mogelijkheden energie te genereren door middel van andere gebouwen, zoals: 1. dienstgebouwen aan noord- en zuidzijde van het gebouw 2. externe nieuwbouwcomponent die, naast energiezuinig en energieleverend, een positieve invloed heeft op de exploitatie Mogelijkheden Fogelsangh State De Fogelsangh State kent op dit moment een bezoekersaantal rond de 3.000 à 4.000, dit zijn vooral dagjesmensen. De ambitie van de State is meer groepen een bezoek aan de State te laten brengen. Hierbij wordt gedacht aan een maximum aantal van 10.000 bezoekers per jaar. Tevens dient te worden opgemerkt dat het beheren van het gebouw met een minimale bezetting moet worden uitgevoerd.

Afstudeerrapport

- 24-



Naast het bezichtigen is het ook mogelijk te trouwen in de State en er concerten bij te wonen. De concerten vinden één keer per maand plaats. Uitbreiding met horecadiensten binnen het gebouw is ongewenst. Dit kan een nadelige invloed hebben op de beleving van het gebouw. Hierbij valt te denken aan de vereiste aanpassingen op het gebied van ruimte indeling, hygiëne en installaties. Gezocht wordt naar een mogelijkheid om meer inkomsten te genereren en de lasten te drukken. Door een functie-uitbreiding kunnen deze doelen worden behaald. Mogelijkheden liggen in de trouwfunctie. Men trouwt in de Fogelsangh State om het ‘sprookjeshuwelijk’ te beleven. Voor deze activiteit komt een beperkte groep bezoekers een kort moment om vervolgens de activiteiten op een andere locatie voort te zetten. Wanneer men deze functie uitbreidt kan men, naast trouwen in de eetzaal, denken aan trouwen op het terras aan de tuinkamer (achterzijde van het gebouw). Hierbij krijgt de beleving van het park een grotere rol toebedeeld. Tevens zijn er mogelijkheden deze bezoekers voor een langere tijd vast te houden door ruimte te bieden in de vorm van een receptie- en/of feestruimte. Deze kan tevens dienst doen als vergaderruimte of expositieruimte. De kanttekening die geplaatst wordt is dat een horecafunctie, binnen het gebouw, niet gewenst is. Echter toch liggen hier mogelijkheden. Wanneer wordt gekeken naar de ligging van de State in haar omgeving zien we dat de eens prominente visuele zichtas tussen de State naar de Koningswei ondergeschikt is geworden. Deze kan worden teruggebracht door langs de as een extra accent te creëren, bijvoorbeeld in de vorm van een paviljoen. Dit paviljoen dient ondergeschikt te zijn aan de Fogelsangh State. De toepassing van een paviljoen geeft een accent aan de visuele zichtas. Het is een toevoeging van deze tijd aan het park. Echter dient de Fogelsangh State het prominente object te blijven wat betekent dat het element ondergeschikt is. Bij het uitbreiden van de trouwfunctie blijft de Fogelsangh State zijn functie behouden. Echter voor de daarop volgende activiteiten zullen ze ergens anders plaats moeten vinden. Door hiervoor een nieuw paviljoen te gebruiken blijft de State onaangetast en wordt horeca binnen de State geweerd. Daarnaast is het mogelijk om inkomsten te vergroten door de verhuur van het paviljoen. Gebouwconcept Voor het gebouwconcept zijn de volgende uitgangspunten gebruikt. Er is gekozen voor contrasterende (moderne) architectuur. Hierdoor zal de monumentale waarde van de Fogelsangh State niet worden aangetast. Deze rol heeft het paviljoen ook binnen het park. Het is als ‘los’ element in het park geplaatst waardoor het een ondergeschikte rol krijgt aan de State. In de vormgeving is dit gedaan door het paviljoen ‘boven’ het maaiveld te plaatsen. Voor de vormgeving heeft het hoofdthema verbinding centraal gestaan. Dit resulteert in twee in elkaar grijpende delen welke elkaar door het gebruik van verschillende materialen versterken. Eén deel is massief, de andere transparant. Andere uitgangspunten waren dat men in de eigen behoefte voorziet. Hier is onderscheid gemaakt in het gebruik en energie. Op het gebied van gebruik dient de gebruiker te

Afstudeerrapport

- 25-



voorzien in catering en muziek. Op het gebied van energie moet het paviljoen zelfvoorzienend zijn en volledig op elektriciteit werken. 5.2.2 Resultaten Ontwerp Het paviljoen biedt ruimte aan 100 mensen. De gebouwdelen hebben een eigen functie toegewezen gekregen. Het massieve gedeelte herbergt de private functies keuken, toiletten, garderobe, kleedkamer en installatieruimte. Het transparante gedeelte herbergt openbare functies zoals de zaal met het podium en de bar waardoor een sterke relatie met de buitenomgeving gelegd wordt. Duurzame energiebronnen zijn op verschillende manieren ingezet. Er is een warmtepomp toegepast evenals een drietal typen PV-cellen Deze typen hebben binnen de vormgeving een eigen rol gekregen. Op het gesloten deel zijn non-transparante hoog rendement PV-cellen toegepast, op de luifel semitransparante PV-cellen waarbij licht tussen de cellen door komt en transparante PV-cellen boven de zaal.

Bouwkundige uitwerking Bij het ontwerpen van het paviljoen is er een balans gevonden tussen architectonische vormgeving en de energiezuinigheid. Het gebouw is getoetst aan het Bouwbesluit. Naast het toepassen van energiezuinige installaties moet de wand-, vloer, en dakopbouw een hoge Rc-waarden hebben om een grote warmtetransmissie tegen te gaan. Het verlies van warmte en kou betekent dat de installaties een grotere capaciteit vereisen om daarmee de behaaglijkheid te waarborgen. De toegepaste bouwmethode bij het realiseren van het paviljoen is een combinatie tussen gietbouw en prefab (heipalen, kanaalplaatvloeren, staalconstructie). Door de kleine schaal van het project ligt het voor de hand om gietbouw toe te passen. Daarnaast moet opgemerkt worden dat de gevelindeling een zekere complexiteit heeft en daarmee niet geschikt is voor een prefab systematiek die enige vorm van seriematigheid dient te hebben in verband met de financiële haalbaarheid. Hierdoor kunnen dus hoge kosten worden voorkomen. De fundering van het gebouw bestaat uit een paalfundering waarop een funderingbalk is gestort van 300x500 mm. Hierop liggen geïsoleerde kanaalplaten die de basis vormen voor de gewapende betonnen wanden ter hoogte van het massieve gedeelte. Op de betonnen wanden liggen kanaalplaatvloeren ten behoeve van het dakpakket.

Afstudeerrapport

- 26-



Om het glas en de kozijnen constructief te ondersteunen is gekozen voor een stalen constructie aan de binnenzijde van het paviljoen. Deze staalconstructie bestaat uit HE200A kolommen en samengestelde profielen die zullen dienen als vakwerkliggers. Voor de calculatie is voor dit vakwerk een IPE-200 als vergelijking gebruikt. Hierbij zijn we er vanuit gegaan dat de kosten van het vakwerk en de IPE evenredig waren. De dakconstructie bestaat uit twee segmenten kanaalplaatvloeren, het segment dat de hele breedte van het paviljoen overspant en het segment dat rust op de staalconstructie. De kanaalplaatvloeren die de totale breedte overspannen hebben een dikte van 200 mm zodat de doorbuiging beperkt wordt en er voldoende stevigheid is ten behoeve van de PV-panelen die op het dak geplaatst zullen worden. De kanaalplaat segmenten die op de staalconstructie komen te rusten hebben een dikte van 100 mm om het gewicht te beperken. Hierdoor kan de staalconstructie zijn originele afmetingen behouden. Het architectonisch concept gaf aan dat het paviljoen moest bestaan uit een massief en een transparant gedeelte, dit heeft als gevolg dat er relatief veel warmte verlies op zal treden via de serre. Om het warmte verlies via de serre terug te dringen is gekozen voor isolatieglas HR++ waarbij de beglazing een U-waarde heeft van 1,1 W/m2K. Daarbij zijn geïsoleerde kozijnen toegepast die gecombineerd een U-waarde van 1,25 W/m2K maken. Het massieve gedeelte van het paviljoen is voorzien van een betonnen binnenblad met isolatie aan de buitenzijde. Dit heeft als voordeel dat het beton (grote massa) warmte en/of koude kan vasthouden ten behoeve van de binnentemperatuur wat niet mogelijk is wanneer isolatie aan de binnenzijde wordt toegepast. Door deze toepassing hebben de wanden in het massieve gedeelte een Rc-waarde van 6.59 m2K/W. De betonnen wanden vormen de opleggingpunten voor de kanaalplaatvloeren van het dak. De aan de bovenzijde geïsoleerde dakopbouw wordt afgewerkt met een bitumineuze dakbedekking. Het dak heeft een Rc-waarde van 6.51 m2K/W. Installatietechniek Het paviljoen dient te voorzien in zijn energiebehoefte. Dit wordt gerealiseerd volgens de stappen uit de trias energetica. Allereerst is gekeken naar het beperken van het warmteverlies via de schil, zoals in het voorgaande hoofdstuk is behandeld. Uit deze gegevens is naar voren gekomen wat de capaciteiten van de installaties dienen te zijn. Er is gekozen voor installaties op basis van de variaties zoals omschreven in het rapport ‘Conceptvorming’. Naast de bouwkundige en installatietechnische aspecten is ook gekeken naar het gebruik van het paviljoen. In de energieberekening wordt rekening gehouden met een 50-tal activiteiten per jaar waarop de installaties ingesteld zullen worden. Door middel van een verticale bodemcollector met een open bron vindt warmte/koudeopslag plaats in de bodem. De energie kan het gehele jaar naar behoefte worden gebruikt, warmte in de winter, koude in de zomer. De warmtepomp (15 kW) is elektrisch gedreven en levert een aanvoertemperatuur van de vloerverwarming tussen de 35 en 45oC. Het warm tapwater wordt voorzien door middel van een elektrische boiler (Daalderop Mono 30 l, 0,45 kW) in de keuken. Dit vanwege het beperkte gebruik en de korte leidinglengte. Door het toepassen van balansventilatie met warmteterugwinning wordt voorkomen dat grote warmteverliezen optreden via ventilatielucht. De ventilatielucht wordt door middel van inductieroosters in de vloer toegevoerd en door middel van afvoerroosters in het plafond afgevoerd. Het systeem heeft een capaciteit van 518 dm3/s wat resulteert in drie kanalen van rond 330 mm. Voor de verspreiding in de zaal worden 18 vloerroosters

Afstudeerrapport

- 27-



toegepast met afmetingen van 1.000 x 122 mm. Het terugwinsysteem heeft een terugregelingdebiet van 60%. Ruimten worden verlicht door middel van TL verlichting. In totaal worden 46 buiten van 28 W toegepast met een totale capaciteit van 1.288 W. Aan het paviljoen worden 3 typen zonnecellen toegepast, namelijk: 1. Non-transparante polycristallijn PV-cellen. De cellen liggen onder een hoek van 2o op het gesloten dakvlak (zuid) en hebben een oppervlakte van 35,1 m2. 2. Semitransparante polycristallijn PV-cellen verwerkt in de luifel. De cellen liggen onder een hoek van respectievelijk 5o (oost) en 1o (west) hebben een oppervlakte van 14,4 m2 en 42,4 m2. 3. Transparant amorf silicium laag op het HR++ isolatieglas. De cellen liggen in het horizontale vlak van het glazen gedeelte en hebben een oppervlakte van 76,87 m2. Investering Hieronder volgt een overzicht van de investeringskosten van de maatregelen die getroffen worden. Behalve lasten, de eigenlijke investeringen zijn er ook baten in de vorm van subsidies. Fogelsangh State en Bijgebouwen Onderdeel Isolatie Achterzetramen PV Twin-panelen PV-panelen Buffervat HRe Warmtepomp Ventilatieroosters, mechanische afvoer Verlichting Totaal (incl. staartkosten):

Baten € 2.743,€ 7.068,€ 4.000,€ 5.000,€ 18.811,-

Lasten € 20.817,€ 30.414,€ 13.000,€ 33.570,€ 2.000,€ 15.000,€ 41.400,€ 15.000,€ 2.121,€ 173.322,-

De lasten (lasten – baten) van de verbouwing van de Fogelsangh State en bijgebouwen zijn geraamd op €154.511,-. Hiervan bestaat 79,02% (€122.091,-) uit een investering in installaties. Paviljoen Onderdeel Bouwkundige onderdelen: PV-panelen Elektrische boiler Warmtepomp Balansventilatie Verlichting: Sanitair: Riolering: Electra voorzieningen: Overige installaties: Staartkosten: Totaal (incl. staartkosten):

Baten € 12.068,€

5.000,-

€ 17.068,-

Lasten € 277.896,€ 86.475,€ 2.000,€ 26.000,€ 12.000,€ 9.000,€ 2.500,€ 5.000,€ 14.000,€ 9.000,€ 88.774,€ 532.645,-

De lasten (lasten – baten) van de nieuwbouw van de Paviljoen zijn geraamd op €515.577,-. Hiervan bestaat 32,19% (€165.975,-) uit een investering in installaties.

Afstudeerrapport

- 28-



Voor beide onderdelen kan worden gesteld dat de lasten zijn geraamd op €670.088,-. Hiervan bestaat 42,99% (€288.066,-) uit een investering in installaties. Energiekosten De besparing in energiekosten is gemaakt aan de hand van een vergelijking tussen het huidig gasverbruik en elektriciteitsgebruik en het nieuw geschatte gasverbruik en elektriciteitsgebruik. Opgemerkt dient te worden dat is uitgegaan van een vaste energieprijzen (gas €0,65 en elektriciteit €0,20). Tevens is geen schatting gemaakt in het verlies van energie door het gebruik van het gebouw en installaties. Huidige situatie Uitwerking A, Fogelsangh State Uitwerking B, bijgebouwen Uitwerking B, paviljoen Uitwerking B, totaal Verbetering

gas (m3) kosten (€0,65) 20.000 4.000,00 3.750 750,00

3.750 81,25%

750,00

elektriciteit (kWh) kosten (€0,20) 9.769 1.953,80 13.582 2.716,40 -11.200 -2.240,00 -2.600 -520,00 -218 -43,60 102,23%

totaal (€) 5.953,80 3.466,40 -2.240,00 -520,00 706,40 88,14%

Uit de bovenstaande tabel kan worden geconcludeerd dat op gas een besparing van 81,25% wordt behaald en op elektriciteit wordt 102,23% wat betekent dat elektriciteit wordt geleverd. In totaal resulteert dit in een verbetering op de energiekosten van 88,14%. De waarde voor het huidige elektriciteitgebruik is geschat aan de hand van de bestaande installaties en kan afwijken van de huidige situaties.

Afstudeerrapport

- 29-



Exploitatie De onderstaande exploitatieopzet geeft een goed beeld van de baten en lasten waarmee de Fogelsangh State uiteindelijk gemoeid is. In deze opzet zijn onder andere de investeringskosten, energiekosten, subsidies en baten ten gevolge van de bezoekers opgenomen. Exploitatieopzet Fogelsangh State en bijgebouwen verbouwen (in 30 jaar) installaties (in 15 jaar) elektriciteit gas kaartverkoop concert (1x per maand) trouwen schoonmaken

eenheid

bezoekers bezoekers aantal

hoeveelheid 0,03 0,07 3.000 100 50

kosten

1.320,48 3.602,00 5,00 5,00 400,00

€ per m2

760

12,00

2

760

8,00

technisch onderhoud totaal Paviljoen Nieuwbouw (in 50 jaar) installaties (in 15 jaar) elektriciteit receptie vergadering (maandelijks)

€ per m

schoonmaken

€ per m2

110

12,00

2

110

8,00

technisch onderhoud totaal totaal per jaar

eenheid

aantal aantal € per m

hoeveelheid 0,02 0,07 50 12

baten

kosten

500,00 250,00

lasten 2.049,31 9.767,34 4.078,32 2.437,50

15.000,00 6.000,00 20.000,00 9.120,00 45.922,48 baten 804,50 1.963,20 25.000,00 3.000,00

6.080,00 33.532,47 lasten 6.669,52 13.278,04 1.443,26

1.320,00 30.767,70 19.566,89

880,00 23.590,82

Bij een verhoging van de elektriciteitprijs van €0,01 per kWh zullen de kosten €89,41 per jaar dalen Bij een verhoging van de gasprijs van €0,01 per m3 zullen de kosten €37,50 per jaar stijgen

In deze paragraaf zal niet uitgebreid op de baten en lasten van de Fogelsangh State worden gegaan aangezien deze zijn besproken in Uitwerking A. 5.2.3 Conclusie De gevolgen voor de Fogelsangh State zijn gelijk als in Uitwerking A. De extra toevoeging van PV-panelen op de bijgebouwen betreft een geringe ingreep die niet in het zicht is. De gevolgen van het paviljoen op de Fogelsangh State spelen op een landschappelijk niveau. Door het plaatsen van het paviljoen op de ‘verloren’ visuele zichtas wordt de relatie van de State met de omgeving versterkt. Echter het is een prominent object, een toevoeging van deze tijd, welke discussie kan opleveren over de ondergeschiktheid van het element. Er is gekozen voor contrasterende (moderne) architectuur waardoor geen afbreuk wordt gedaan aan de monumentaliteit van de Fogelsangh State. Het paviljoen heeft tevens een ondergeschikte rol binnen het park, het is als ‘los’ element in het park geplaatst. In de vormgeving wordt het paviljoen ‘boven’ het maaiveld te plaatsen. De DuMo-coëfficiënt is na de ingreep ongewijzigd aan die van uitwerking A. De Du-index verbeterd van 305 naar 575. Dit resulteert van een DuMo-coëfficiënt van 610 naar 1.150.

Afstudeerrapport

- 30-



Om een indicatie te geven van de verbetering op de huidige situatie is een EPCberekening gemaakt. De resultaten geven geen besparing op de energie weer. Hiervoor zijn de energiebehoeften van installaties gebruikt. De waarde voor het huidige elektriciteitgebruik is geschat aan de hand van de bestaande installaties en kan afwijken van de huidige situaties. Op het gebied van energie moest een benadering van een besparing van 100% worden gerealiseerd. Aangezien de EPC-berekening niet als toetsinstrument op energiebesparing kan worden gebruikt zijn meterstanden tegenover het nieuwe gebruik gezet. De verbetering op de energiekosten kan verdeeld in een besparing op gas van 81,25% en een besparing op elektriciteit van 102,23%, er wordt dus 2,23% over geproduceerd. Het uiteindelijke resultaat is een verbetering van 88,14% op de energiekosten. De investeringskosten zijn €670.088,-. (€7.602,- per % besparing op de energiekosten). Wanneer de exploitatie wordt beschouwd, dan zien we dat een winst van €19.566,89 per jaar wordt geboekt.

Afstudeerrapport

- 31-


6.


Reflectie

In dit hoofdstuk treft u een evaluatie gegeven op het behalen van zowel de individuele als groepscompetenties. Vervolgens wordt in essentie ingegaan op het doorlopen proces, zowel de procesmatige zijde als de inhoudelijke. In bijlage G. Reflectie: Reflectierapport wordt op bovengenoemde uitgebreider ingegaan. Daarnaast treft u daarin de volgende aanvullende onderdelen aan: Advies vervolgonderzoek; Reflectie Atelier Duurzaam; Groepslogboek; Notulen van groep-, themateam- en atelierbijeenkomsten.

6.1

Competenties

De inhoudelijke reflectie op de competenties, zowel individueel als groepscompetenties zoals gesteld in het projectplan, vindt u in bijlage G. Reflectie: Reflectierapport. Hieronder volgt een analyse en conclusie hoe aan het behalen van de competenties sturing is gegeven tijdens het project. Vanuit de groep is er gedurende de loop van het project constant rekening gehouden met de groepscompetenties, dit is duidelijk aan het proces af te lezen. Procesmatig is alles helder weergegeven aan de hand van schema’s, er heeft een consequente verslaglegging van de vergadering plaatsgevonden, de communicatie binnen de groep evenals naar externen is goed verlopen en er is een ontwerp gemaakt dat gedeeltelijk tot DO niveau is uitgewerkt. Procesmatig is er vanuit de groep rekening gehouden met de competenties, van te voren was duidelijk dat alle genomen stappen controleerbaar moesten zijn. Hierdoor was het van belang dat er een duidelijk en helder uitwerkingsproces zou zijn. Hier is door de groep dan ook uitgebreid tijd aan besteed om dit proces helder op papier te krijgen. Voornamelijk voor externen moest duidelijk zijn welke stappen wij zouden gaan nemen in de loop van het project, dit is goed verlopen. Het proces verliep helder maar door de begripsverandering, gedurende het proces, ontstond er zo nu en dan verwarring. Aan de groepscompetenties is tot dusverre voldaan dat ze allen zijn uitgevoerd. Het proces en intern gerelateerde competenties hebben gedurende het hele project een grote rol gespeeld in zowel verwerking als de uitwerking van de verslagen. De ‘bouwkundige’ groepscompetentie heeft gedeeltelijk moeten lijden aan kwantiteit in de uitwerking vanwege het uitgebreide voorgaande onderzoek. Toch is er getracht een zo compleet en doordacht mogelijke ontwerp te leveren, wat een basis kan zijn tot verdere uitwerking. De groepscompetenties zijn een goede leidraad geweest in het uitwerken en het geven van richting aan het project. De competenties dienden als handvaten die ervoor zorgden dat we de oorspronkelijke ideeën, waarmee we in het project stapten, niet uit het oog zouden worden verloren. Hiermee hebben ze dus aandeel gehad in het op koers houden van ons project.

Afstudeerrapport

- 32-


6.2


Procesbeheersing en evaluatie

Het project, dat redelijk complex was, heeft veel structuur en sturing nodig gehad. Er is veel tijd opgegaan in de monitoring van het gehele afstuderen. Hieronder volgt een inhoudelijke evaluatie. Procesvorming Aan het begin van het onderzoek heeft de procesvorming plaatsgevonden waarbij in een projectplan en globaal plan van aanpak voor onderzoek is vastgesteld. Vanuit dit projectplan zijn een aantal onderdelen gewijzigd. Zo is het onderzoek naar precedenten vervallen vanwege de ‘individualistische toestand’ van monumenten en daarbij de ontbrekende mogelijkheid een helder verband te leggen tussen de verschillende monumenten. Tevens zijn de oorspronkelijke scenario’s gewijzigd. Een tekortkoming van de scenario’s was dat de deze los van elkaar leken te staan terwijl deze in werkelijkheid aan elkaar gekoppeld waren. Om deze reden zijn de scenario’s omgevormd naar een strategie met de onderdelen conceptvorming en uitwerkingen. Vooronderzoek Het vooronderzoek bevatte een analyse naar de huidige situatie van de Fogelsangh State en een analyse naar verschillende energiecomponenten. Door middel van deze onderzoeken kon worden bepaald welke maatregelen er zijn en welke toegepast zouden kunnen worden. Analyse Fogelsangh State - monumentwaarden, collectie en historie - technische kwaliteit (bouwkundig en installatietechnisch) - energiehuishouding (bouwkundig en installatietechnisch) - gebruiksfunctie en huidig gebruik Binnen de analyse Fogelsangh State zijn de volgende middelen gebruikt: visuele en thermografische opname, tekeningenanalyse, analyse van meterstanden, literatuuronderzoek en berekening van de DuMo-coëfficiënt en EPC. Een opmerking dient te worden geplaatst bij de Mo-index van de DuMo-coëfficiënt. Deze zal moeten worden berekend door een bouwhistoricus en kan afwijken. Tevens dient een opmerking geplaatst te worden bij de gebruikte meterstanden. Deze waarden zijn geschat en wijken af van de werkelijke situatie. Analyse energiecomponenten - verminderen van het energieverlies - optimaliseren van installaties - toepassen van duurzame energie Conceptvorming De conceptvorming behandelt een drietal concepten. Deze concepten zijn opgesteld naar de trias energetica. Binnen de concepten zijn varianten opgesteld waarbij resultaten als energiebesparing en investeringskosten aangaven welke varianten rendabel zijn. -

opstellen concepten volgens de trias energetica varianten opstellen en toetsen (energiebesparing en globale kosten) Nadat de conceptvorming was afgerond vond een gesprek plaats met de installateur, dhr. C. Krikke. Dhr. Krikke concludeerde dat de EPC onjuist zou zijn vanwege de zeer hoge warmtevraag van de verwarming. De opgevraagde warmtetransmissie bevestigde dit vermoeden (factor 5 hoger dan werkelijk). Na een berekening van de werkelijke productie elektriciteit van de PV-panelen bleek ook hierin een grote afwijking te zitten (factor 2 hoger dan werkelijk).

Afstudeerrapport

- 33-



Na deze bepalingen ontstond het vermoeden dat de EPC berekening niet geschikt is voor het doel waarvoor het is ontworpen. Het doel is de energiezuinigheid vast te leggen in een energieprestatienorm. Echter uit nauwkeurige berekeningen, zoals hiervoor aangegeven, bleek dat de energiezuinigheid niet met de EPC kan worden bepaald. Daarom is in het vervolg van het project gebruikt gemaakt van berekeningen door dhr. C. Krikke op het gebied van benodigde installaties. Uitwerking De uitwerking is opgedeeld in twee delen, namelijk uitwerking A de Fogelsangh State en uitwerking B de Fogelsangh State en zijn omgeving (bijgebouwen en externe nieuwbouwcomponent). De resultaten van de uitwerkingen geven een beeld van de mogelijke toekomstige energiebesparing, investeringkosten, en gevolgen voor het gebouw. -

samenstellen mogelijke varianten tot ideaal concept voor het monument uitwerkingen concept tot VO niveau (situatie, plattegrond, gevels, details, doorsneden) toetsen aan weten regelgeving (monument, musea, Bouwbesluit) uitwerkingen VO tot DO niveau (situatie, plattegrond, gevels, details, doorsneden) uitwerken DO niveau op gebied van energie, kostenraming en exploitatie

Verslaglegging Voor de verslaglegging zijn vooraf formats opgesteld waarin het onderzoek structuur kreeg. Tevens heeft evaluatie van onderzoeken plaatsgevonden. In het opstellen van formats en de evaluatie van rapporten is veel tijd gaan zitten. Hier tegenover staat dat de kwaliteit van het onderzoek en de resultaten gewaarborgd kon worden. Onderzoek naar monumenten Wanneer een vergelijkbaar onderzoek zal worden gedaan naar monumenten bevelen wij aan de onderstaande stappen te volgen. Hierbij is het van belang dat de EPC-berekening niet als uitgangspunt wordt gebruikt aangezien uitkomsten hiervan niet overeenkomen met de werkelijke situatie. a. Procesvorming - projectdoelen vaststellen met de betrokken partijen - tussentijdse evaluatie laten plaatsvinden met betrokken partijen b. Analyse monument - monumentwaarden, collectie en historie (aanraakbaarheid) - technische kwaliteit (bouwkundig en installatietechnisch) - energiehuishouding (bouwkundig en installatietechnisch) - huidige en gewenst gebruiksfunctie vaststellen - huidig en gewenst binnenklimaat vaststellen c. Conceptvorming - verminderen van het energieverlies (bouwkundig) - optimaliseren van installaties (bouwkundig en installatietechnisch) - toepassen van duurzame energie (bouwkundig en installatietechnisch) d. Uitwerking - samenstellen mogelijke varianten tot ideaal concept voor het monument - uitwerkingen concept tot VO niveau (situatie, plattegrond, gevels, details, doorsneden) - toetsen aan weten regelgeving (monument, musea, Bouwbesluit) - uitwerkingen VO tot DO niveau (situatie, plattegrond, gevels, details, doorsneden) - uitwerken DO niveau op gebied van energie, kostenraming en exploitatie

Afstudeerrapport

- 34-


7.


Conclusies

‘Hoe kunnen monumentale gebouwen effectief energieneutraal worden?’ is de hoofdvraag van het gehele project. Hierop is een intensief onderzoek gedaan volgens een vooraf opgesteld processchema. Voor de Fogelsangh State is gekomen, voortvloeiend uit uitwerking A en B, tot een handreiking met een drietal aanbevelingen voor een energieneutrale huishouding of een verbetering hiervan. Op basis van het integrale onderzoek zijn de huidige problematieken inzichtelijk gemaakt en zijn er oplossingsrichtingen aangedragen met een duurzame inslag betreffende de energiehuishouding. Dit kan voor professionals dan ook dienen ter inspiratie en input. In het onderzoek is de EPC-berekening leidraad geweest om de effecten in te schatten van de energiebesparing. Achteraf is dit onverstandig gebleken gezien dit programma niet accuraat genoeg is. Dit komt voornamelijk doordat de EPC-berekening werkt met veel forfaitaire waarden. De inaccuraatheid van de feitelijk gegeven energiebesparingen liggen dan ook zeker bij de beschouwing van een monumentaal pand voor de hand. Toch kunnen er uiteraard wel voorzichtige uitspraken gedaan worden aan de hand van deze grove uitkomsten. Een opmerking dient te worden geplaatst bij de Mo-index van de DuMo-coëfficiënt. Deze zou moeten worden berekend door een bouwhistoricus, gezien de specialistische waardebepalingen en kan afwijken van de door ons gegeven waarden. Uit de studies naar de State kunnen een aantal punten gedestilleerd worden waarmee rekening gehouden kan worden bij een eventuele renovatie bij andere monumenten. Gesteld kan worden dat de winsten voor een betere energiehuishouding vooral gezocht dienen te worden in de installatietechniek en niet zozeer in bouwkundige aanpassingen. Vanwege de hoge mate van ‘onraakbaarheid’ van monumentale panden is het reduceren van de energievraag door isoleren minimaal mogelijk. Daarentegen kunnen, zeker gezien de technische ontwikkelingen, grote winsten geboekt worden door het optimaliseren van de installaties en het toepassen van duurzame energiebronnen. Het doorlopen proces, zoals deze aan het begin van het afstudeerproject opgesteld is, en de continue tussentijdse terugkoppeling, hebben gezorgd voor efficiëntie en kwaliteit. In het vooronderzoek zijn de situatie en de huidige problematieken van de State goed in kaart gebracht. Daarnaast is door een algemeen onderzoek naar energiecomponenten gekomen tot een algemene kennisverbreding. Op basis hiervan waren we in staat drie verschillende concepten met verschillende ambitieniveaus op te stellen. Door het aanbrengen van een gedegen vergelijkingssystematiek konden hier gefundeerde conclusies gedaan worden. Op basis van de conceptvorming zijn vervolgens twee mogelijke uitwerkingen gemaakt, zoals eerder genoemd, uitwerking A en B. Door de themateambijeenkomsten, vergaderingen met externen en een eigen goede procesbeheersing, is het gelukt om passend en gefundeerd antwoord te geven op onze hoofdvraag. Binnen het afstudeerproject hebben wij veel kennis opgedaan met betrekking tot de installatietechniek in relatie met duurzaam bouwen. Daarnaast is veel kennis opgedaan met betrekking tot de mogelijkheden voor monumenten en waar mogelijkheden liggen om de energiehuishouding hiervan te verduurzamen zonder concessies te doen aan de duurzaamheid van de waarden van cultureel erfgoed.

Afstudeerrapport

- 35-


8.


Aanbevelingen

Aan de hand van de bevindingen uit het afstudeerproject met betrekking tot de Fogelsangh State zijn een drietal aanbevelingen opgesteld. Dit is vertaald in de vorm van een handreiking. Hierin worden bondig de bevindingen, problematieken en mogelijke kansen samengevat voor de State. Daarnaast wordt, voor een inhoudelijk beeld met betrekking tot de totstandkoming van de bevindingen, gerefereerd naar het afstudeerverslag. Het rapport vangt aan met een bondige analyse van de Fogelsangh State. Hier wordt ingegaan op de bouwkundige en installatietechnische staat en de monumentale waarde. In de eerste aanbeveling wordt ingegaan op het verbeteren van de huidige installaties. In de huidige situatie zijn er problemen die eenvoudig verholpen kunnen worden. Dit zijn lekkende lederradiatoren en een niet functionerende HR-ketel. Dit heeft gevolgen op het gasverbruik omdat het rendement aanzienlijk daalt. Door continue laagtemperatuur verwarming van de lederradiatoren en het opnieuw inregelen van de HR-ketels kan naar schatting het huidige gasverbruik dalen met circa 30%. In het tweede advies wordt ingegaan op het toevoegen van duurzame bronnen en bouwkundige ingrepen om tot een beter energiebeleid te komen. Dit vloeit voort uit uitwerking A. Een energiereductie wordt behaald door het plaatsen van voorzetramen en het isoleren van de zoldervloer. Voor een goede klimaatregeling zullen klimaatkasten ingebouwd moeten worden. Er vindt toepassing plaats van PV Twin-panelen, warmtepomp, HRe-ketel, buffervat en spaarlampen. Zodoende wordt compleet zelfstandig in thermische energie voorzien. Er wordt 76,11% verbetering geboekt op de EPC-berekening en 54,58% op de energiebehoefte. De DuMo-coëfficiënt is verbeterd van 610 naar 1.150. De investeringskosten zijn €155.962,- (€3.624,- per % besparing op de energiekosten). Wanneer de exploitatie wordt beschouwd, zal een winst van €13.060,01 per jaar worden geboekt. De derde en laatste aanbeveling betreft de uitbreiding van de trouwmogelijkheden op de State door middel van een extern nieuwbouwcomponent, waarbij uitwerking B als input geldt. Dit component is zelfvoorzienend in energie en draagt mede energie af aan de State. De maatregelen die getroffen worden op de State zelf zijn identiek als die in uitwerking A. Op de bijgebouwen worden extra PV-panelen geplaatst. Daarnaast vindt er toepassing van een nieuwbouwcomponent plaats in de vorm van een paviljoen dat mogelijkheden biedt voor primair trouwfeesten als in het verlengde van de trouwmogelijkheden op de State. Door plaatsing van het paviljoen als object langs de ‘verloren’ zichtas wordt deze weer versterkt, waardoor de relatie met het landgoed beter naar voren komt. De mogelijkheden aan activiteiten nabij de State neemt toe en daarmee de gebruiksmogelijkheden. De volgende verbeteringen op de energiekosten worden geboekt. Er wordt 81,25% bespaard op het gasverbruik en102,23% op het elektriciteitsverbruik, dat dus inhoud dat er een overproductie ontstaat van 2,23%. Het resultaat is hiermee een verbetering van 88,14% op de energiekosten. De investeringskosten zijn €670.088,-. (€7.602,- per % besparing op de energiekosten). Wanneer de exploitatie wordt beschouwd, dan zien we dat een winst van €19.566,89 per jaar wordt geboekt. Zie voor een uitgebreide toelichting bijlage H. Handreiking: Fogelsangh State.

Afstudeerrapport

- 36-



Literatuur Boeken Hoekstra, T. en Landewé, W. (2005). FogelsanghState – Een Groninger schat in een Friese State, Uitgeverij Matrijs, Utrecht; Dulskisbr,B. Haas, M. Nusselder, E.J. en Ven, H. van den (2008). Handboek Duurzame Monumentenzorg, SBR; Groot, T. de, Henstmangers, M., Smonis, A., Vonk, A., Wilde, J. de, (2008). KengetallenKompas Bouwkosten 2008, Wassenaar: Calcsoft bv. Ankersmit, B. (2008). Klimaatwerk - Besluitvorming over het binnenklimaat en de risico’s voor ons culturele erfgoed Klimaatrichtlijnen – concept, ICN; Keyner, W. en Rosmalen, M. (2001). Werkboek Bouwkostenmanagement, Reed business; Rapporten en documenten Adema Architecten, Dokkum Frisian Energy Systems, Driesum RE3COM meet- en regeltechniek, Ruinerworld Pranger Rosier, Dokkum Stichting Fogelsangh State, Veenklooster Internet www.allwin.nl www.archidat.nl www.bouwkostenonline.nl www.brinkclimatesystems.nl www.bris.nl www.cbs.nl www.ecn.nl www.ekbouwadvies.nl www.eurotherm.be www.d-tec-t.nl www.delba-isolatie.be www.duurzame-energie.nl www.duurzameenergiethuis.nl www.dwa.nl www.fogelsangh-State.nl www.geowarmte.nl www.geveke.nl www.host.nl www.hprsolar.com www.icn.nl www.installbasis.nl www.intergas-verwarming.nl www.ipdubo.nl www.iso-protect.be www.isover.nl www.klimaatnetwerk.nl www.knmi.nl www.kodi.nl www.livios.be www.magicboiler.com www.microwkk.nl

Afstudeerrapport

-

www.milieucentraal.nl www.mitsubishi-airco.nl www.monumenten.nl www.museumfederatiefryslan.nl www.nefit.nl www.nibenl.eu www.nulwoning.nl www.opgewekt.nu www.opticlima.nl www.p-plus.nl www.pyrosolar.nl www.racm.nl http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/a pps3/pvest.php www.redenko.nl www.redstack.nl www.reflectiv.com www.saint-gobain.nl www.sbr.nl www.schueco.com www.senternovem.nl www.storkair.nl www.sunkit.nl www.techneco.nl www.unidek.nl www.vbi.nl www.viessmann.be www.vrom.nl www.whispergen.nl www.withagenhoutprodukten.nl

- 37-



Bijlagen -

A. Projectplan B. Vooronderzoek: Rapport analyse energiecomponenten C. Vooronderzoek: Rapport analyse Fogelsangh State D. Conceptvorming: Rapport energieconcepten E. Uitwerking: Rapport uitwerking A F. Uitwerking: Rapport uitwerking B G. Reflectie: Reflectierapport H. Handreiking: Fogelsangh State.

Afstudeerrapport

- 38-

ENERGIENEUTRALE MONUMENTEN

Recommend Documents