ENERGIENEUTRALE WONINGEN. Omslagpunt naar bebouwing die energie oplevert in plaats van verbruikt

Bongers Architecten bv HRO Bouwkunde Versie 3.0 | 08-06-10

ENERGIENEUTRALE WONINGEN

VERANTWOORDING Titel/onderwerp:

Energieneutrale woningen

Subtitel:

Omslagpunt naar bebouwing die energie oplevert in plaats van verbruikt.

Onderzoeksvraag:

Hoe kan Bongers Architecten nu en in het vervolg energieneutrale woningen ontwerpen/ontwikkelen voor verschillende opdrachtgevers met verschillende wensen en bouwlocaties?

Versie:

3.0

Status:

Definitief

Datum:

8 juni 2010

Student/Auteur:

naam: studentnr.: adres: postcode: telefoon: e-mail:

Sietse van Vonderen 0799647 Korte Scheidingsweg 2 3312 JN DORDRECHT 06 42102199 [email protected] [email protected]

Onderwijsinstelling:

naam: locatie: cluster: adres: postcode telefoon: fax: docent: e-mail:

Hogeschool Rotterdam Academieplein Instituut voor Bouw & Bedrijfskunde G.J. de Jonghweg 4-6 3015 GG ROTTERDAM (010) 794 4841 (010) 794 4802 Dhr. P. Krabbendam [email protected]

Afstudeerbedrijf:

naam: adres: postcode: telefoon: fax: begeleider: e-mail:

BONGERS Architecten bv Dorpsstraat 48 2969 AD OUD-ALBLAS (0184) 692 171 (0184) 699 066 Ing. M. H. van Dongen [email protected]

Afstudeeronderzoek | Sietse van Vonderen [studnr. 0799647]

pagina 2 van 54



VOORWOORD Bij de start van mijn minor (differentiatie) kwam ik voor het eerst concreet in aanraking met het begrip duurzaamheid. Als projectgroep kregen we de opdracht om een drijvende, duurzame en autarkische woning van schetsontwerp tot bestekfase te ontwikkelen. Integraal samenwerken aan de verschillende aspecten van duurzaamheid was hierbij het sleutelwoord. Ook bij de volgende projecten van mijn minor speelde duurzaamheid een dominante rol. Het was voor mij dan ook vanzelfsprekend om af te studeren rond dit onderwerp. Al snel vond ik een afstudeerbedrijf in Bongers Architecten bv te Oud-Alblas. Na enkele besprekingen zijn we tot het uiteindelijke onderwerp en de onderzoeksvraag gekomen. “Hoe kan Bongers Architecten nu en in het vervolg energieneutrale woningen ontwerpen/ontwikkelen voor verschillende opdrachtgevers met verschillende wensen en bouwlocaties?” Het onderwerp, energieneutrale woningen loopt vooruit op de geplande verlaging van de EPC naar 0 in 2020 en speelt in op vraag van opdrachtgevers van Bongers Architecten bv. Voor Bongers Architecten is vooral de (financiële) haalbaarheid in de nabije toekomst erg belangrijk, daarom is het onderzoek gericht op duurzame producten die nu al effectief, efficiënt en financieel aantrekkelijk toegepast kunnen worden. De focus ligt dus op realiteit, is het daadwerkelijk mogelijk om een energieneutrale woning te ontwerpen én bouwen, hoe kan dat het beste, wat zijn daarvan de meerkosten en is de investering terug te verdienen? Visie van het afstudeerbedrijf op duurzaamheid en energieneutrale bouwen Bongers Architecten bv is zich bewust van de noodzaak van duurzaam bouwen. Steeds meer opdrachtgevers zijn geïnteresseerd in de energiezuinigheid van hun toekomstige bouwwerk. In de vorm van goed geïsoleerde Zweedse houtskeletbouw woningen heeft Bongers Architecten bv al een groot aantal energiezuinige woningen ontworpen. Bongers Architecten bv gelooft in de toekomst van energieneutrale woningen en streeft er naar om, door middel van dit onderzoek, deze in de nabije toekomst aan te kunnen bieden aan haar opdrachtgevers. Het gaat dan niet alleen om opdrachtgevers die al de wens hebben om duurzaam of energieneutraal te bouwen maar ook om opdrachtgevers die daar nog van kunnen worden. Mijn visie op duurzaamheid en energieneutraal bouwen In mijn ogen is duurzaamheid in de toekomst een kwestie van noodzaak. Fossiele brandstoffen raken op en de afvalbergen stapelen zich op. Als we willen blijven leven zoals we nu doen is het noodzakelijk om na te denken over de consequenties daarvan. Er zijn grofweg drie opties, we kunnen doorgaan op de zelfde manier en doen alsof onze neus bloedt, we kunnen het minder slecht gaan doen, of we kunnen het echt rigoureus anders gaan doen. De overheid speelt daar al op in door allerlei regelgeving zoals de EPC-norm en het verlagen daarvan, maar de bouwwereld is daar zelf ook verantwoordelijk voor. Innovatieve technieken zijn er te over maar ze worden nog te schaars toegepast. Bij duurzaamheid moet men zich niet beperken tot installatietechnische oplossingen, bouwkundig valt er ook veel winst te halen. Kortom, duurzaamheid is erg divers en onvermijdelijk.


pagina 3 van 54



Hieronder een kort overzicht van duurzame maatregelen die volgens mij van belang zijn: Definitie

Omschrijving

Energie

Beperken van het energiegebruik / Gebruik van duurzame energiebronnen / Efficiënt omgaan met fossiele brandstoffen (trias energetica)

Materiaal

Beperken van het materiaalgebruik / Gebruik natuurlijke materialen / Gebruik materialen waarvoor weinig productie-energie benodigd is / Gebruik materialen met een lange levensduur / Gebruik materialen die gerecycled zijn of kunnen worden (C2C).

Ontwerp

Maak optimaal gebruik van de oriëntatie / Maak optimaal gebruik van de oriëntatie / Hou de warmte van de zon buiten in de zomer

Constructie

Vrije indeelbaarheid / Flexibiliteit / Levensduur

Energieneutraal Hoewel ik in de voorgaande tabel uiteenzet dat duurzaamheid in veel verschillende onderdelen van de bouw te vinden is, beperk ik me in dit onderzoek tot het energiegebruik van één woning. Daar is op dit moment volgens mij dan ook de meeste 'duurzame' winst uit te halen en door besparingen op de energierekening financieel aantrekkelijk. Er zijn cijfers waaruit blijkt dat ca. 15% van de totale C0 2 uitstoot van Nederland wordt veroorzaakt door het gebruik van elektriciteit en aardgas in woningen. In dat kader is het dus erg belangrijk om woningen te ontwikkelen en te bouwen die energieneutraal zijn. Dat wil niet zeggen dat energieneutraal bouwen alleen met installaties te maken heeft. Vooral bij het beperken van de energievraag zijn bouwkundige en andere lowtech maatregelen onmisbaar. De start is een goed geïsoleerd, luchtdicht huis, daarna kan pas gedacht worden aan het duurzaam opwekken van de overgebleven energiebehoefte. Dankwoord Op deze plek een woord van dank aan een aantal mensen die mij geholpen hebben tijdens mijn studie en afstudeertijd. Allereerst natuurlijk Dhr. Bongers en de medewerkers van Bongers Architecten bv die mij de mogelijkheid hebben geboden om dit onderzoek te kunnen doen. Daarbij wil ik in het bijzonder ook Markus van Dongen, mijn bedrijfsbegeleider, bedanken om zijn feedback en ondersteuning gedurende het hele onderzoek. Datzelfde geldt voor mijn afstudeerdocent Dhr. Krabbendam, de docent die mij heeft begeleidt tijdens het afstuderen, maar ik ben ook alle andere docenten dankbaar die mij geholpen hebben gedurende mijn opleiding aan de Hogeschool Rotterdam. Tot slot wil ik uiteraard ook mijn moeder, vrienden en familie bedanken voor al hun steun de afgelopen tijd. Bij dit onderzoek hoort ook een matrix. Voor een digitale versie daarvan kan een verzoek worden gestuurd naar [email protected] of [email protected].

Juni 2010, Sietse van Vonderen


pagina 4 van 54



SAMENVATTING Een energieneutrale woning loopt vooruit op de geplande verlaging van de EPC naar 0 in 2020. Vooral de (financiële) haalbaarheid in de nabije toekomst is daarbij erg belangrijk, daarom is het onderzoek gericht op duurzame producten die nu al effectief, efficiënt en financieel aantrekkelijk toegepast kunnen worden. De focus van dit onderzoek ligt op realiteit. Is het daadwerkelijk mogelijk om een energieneutrale woning te ontwerpen én bouwen, hoe kan dat het beste, wat zijn daarvan de meerkosten en is de investering terug te verdienen? Om antwoord op die vraag te geven zijn talloze 'duurzame' systemen, producten of installaties bekeken. De voor een energieneutrale woning geschikte systemen zijn nader onderzocht. In dit rapport zijn die systemen, opgedeeld in categorieën, behandeld. De categorieën zijn: bouwkundig, verwarming, warm tapwater, ventilatie, koeling en elektriciteit. Voor elke categorie worden de mogelijkheden kort, samenvattend en overzichtelijk omschreven. Uitgebreidere informatie is verwerkt in twee rapporten, BOUWKUNDIG ENERGIE BESPAREN en DUURZAME INSTALLATIES die als bijlagen zijn toegevoegd. Na het behandelen van de losse categorieën worden verschillende installatieconcepten opgesteld. Matrix Om de installatieconcepten te beoordelen is een matrix opgesteld waarmee de installatieconcepten naast elkaar vergeleken kunnen worden. De matrix die gemaakt is om de installatieconcepten te vergelijken is zodanig opgezet dat deze niet alleen voor dit onderzoek gebruikt kan worden, maar ook tijdens het ontwerpproces van een nieuwe woning. De matrix is daarmee het belangrijkste eindproduct van dit onderzoek, met het rapport als ondersteuning van de gemaakte keuzes. Resultaat Het ontwikkelen van een energieneutrale woning blijkt in de kern zeer eenvoudig te zijn. Een woning is energieneutraal te maken door het toepassen van drie stappen: 1. Ontwerp een passiefhuis: Een passiefhuis is de optimale methode om de energiebehoefte van een woning door middel van bouwkundige maatregelen zo laag mogelijk te krijgen. 2. Pas een elektrische warmtepomp toe: Een warmtepomp wordt ingezet om op een efficiënte manier warmte te leveren. Dit kan zowel met een lucht/lucht, een lucht/water als een water warmtepomp. Een elektrische warmtepomp maakt het mogelijk om de benodigde elektriciteit duurzaam op te wekken. 3. Gebruik zonne-energiesystemen: Door middel van zonnecollectoren kan op een goedkope manier de energievraag voor warm tapwater én ruimteverwarming nog verder worden verlaagd. Een PV-systeem met fotovoltaïsche cellen is de enige geschikte methode om duurzame elektriciteit op te wekken en daarom onmisbaar in een energieneutrale woning om de gebouwen gebruiksgebonden elektriciteitsbehoefte duurzaam op te wekken. Die drie stappen vormen als het ware een nieuwe trias energetica voor de ontwikkeling van een energieneutrale woning. Een energieneutrale woning heeft geen CO2-emissie dat wordt veroorzaakt door het gebruik van energie.


pagina 5 van 54



Voor de opdrachtgever betekent het dat hij een fors hogere investering moet doen om zijn woning energieneutraal te bouwen. Een investering die zich niet binnen 15 jaar zal terugbetalen, maar pas na een nog langere termijn. Daar staan de duurzame voordelen van een energieneutrale woning tegenover. Een opdrachtgever die een energieneutrale woning wil laten bouwen zal dus bereid moeten zijn om een klein bedrag te investering voor een hoge mate van duurzaamheid onder het motto: “Duurzaamheid mag wat kosten” Alternatieven Als de drempel om een energieneutrale woning te bouwen voor een opdrachtgever toch te hoog is zijn er twee uitstekende alternatieven die qua duurzaamheid weinig onder doen voor een energieneutrale woning. Het eerste alternatief voor een energieneutrale woning is de toepassing van een pelletboiler in combinatie met een passiefhuis, zonnecollectoren en PV-panelen. Dit alternatief is op de lange termijn het voordeligst. Gebruik van een pelletboiler veroorzaakt wel CO2 uitstoot, maar die hoeveelheid is werkelijk te verwaarlozen. Een gewoon passiefhuis is in aanschaf veruit het goedkoopste alternatief, maar de jaarlijkse energiekosten zijn bij deze variant daarentegen ook het hoogst. Een passiefhuis is na 15 jaar voordeliger dan de referentiewoning, maar op basis van de jaarlijkse afschrijving zijn alle energieneutrale varianten goedkoper.


pagina 6 van 54



INHOUDSOPGAVE 1. INLEIDING: WAAROM ENERGIENEUTRAAL BOUWEN................................................................................9 1.1. Waarom energieneutraal.................................................................................................... ..........................9 1.2. Definitie energieneutraal.................................................................................................... ........................10 1.3. Trias Energetica.................................................................................................... ......................................11 1.4. Referentie onderzoek.................................................................................................... ..............................11

2. ENERGIEVERBRUK EN -TARIEVEN.................................................................................................... .......13 2.1. Gasverbruik.................................................................................................... ............................................13 2.2. Elektriciteitsverbruik (gebruiksgebonden)................................................................................................... 14 2.3. Koelen.................................................................................................... ....................................................14 2.4. Energietarieven.................................................................................................... ......................................14 2.5. CO2-emisse.................................................................................................... ............................................16 2.6. Matrix.................................................................................................... ....................................................16

3. BOUWKUNDIG.................................................................................................... ...................................17 3.1. Passiefhuis.................................................................................................... ..............................................17 3.2. Trivselhus.................................................................................................... ...............................................18 3.3. Groendak/groengevel.................................................................................................... .............................18 3.4. Conclusie.................................................................................................... ................................................18 3.5. Bijlagen.................................................................................................... ..................................................18

4. VERWARMING.................................................................................................... ....................................19 4.1. Voordelen lage temperatuurverwarming.................................................................................................... .19 4.2. Nadelen LTV.................................................................................................... ...........................................19 4.3. Warmtebron.................................................................................................... ...........................................19 4.4. Luchtverwarming.................................................................................................... ....................................20 4.5. Vloerverwarming.................................................................................................... ....................................21 4.6. Houtverbranding.................................................................................................... ....................................23 4.7. Conclusies.................................................................................................... ..............................................24

5. WARM TAPWATER.................................................................................................... ..............................25 5.1. Warmtebron.................................................................................................... ...........................................25 5.2. Kosten.................................................................................................... ....................................................26 5.3. Vergelijkingsmatrix.................................................................................................... .................................27 5.4. Conclusie.................................................................................................... ................................................27 5.5. Bijlagen.................................................................................................... ..................................................27

6. VENTILATIE.................................................................................................... .........................................28 6.1. Opties.................................................................................................... ....................................................28 6.2. Kosten.................................................................................................... ....................................................28 6.3. Vergelijkingsmatrix.................................................................................................... .................................28 6.4. Conclusie.................................................................................................... ................................................28 6.5. Bijlagen.................................................................................................... ..................................................28

7. KOELING.................................................................................................... .............................................29 7.1. Passiefhuis.................................................................................................... ..............................................29 7.2. Duurzame koeling.................................................................................................... ...................................29 7.3. Kosten.................................................................................................... ....................................................30 7.4. Vergelijkingsmatrix.................................................................................................... .................................30


pagina 7 van 54



7.5. Conclusie.................................................................................................... ................................................30 7.6. Bijlagen.................................................................................................... ..................................................30

8. ELEKTRICITEIT.................................................................................................... ....................................31 8.1. Duurzame elektriciteitsbronnen.................................................................................................... ..............31 8.2. Kosten.................................................................................................... ....................................................32 8.3. Vergelijkingsmatrix.................................................................................................... .................................32 8.4. Conclusie.................................................................................................... ................................................32 8.5. Bijlagen.................................................................................................... ..................................................32

9. INSTALLATIECONCEPTEN.................................................................................................... .....................33 9.1. Vergelijkingsmatrixen.................................................................................................... ..............................33 9.2. Totstandkoming van de schema´s.................................................................................................... ............36 9.3. Referentiewoning.................................................................................................... ...................................37 9.4. Energieneutraal 1.................................................................................................... ...................................38 9.5. Energieneutraal 2.................................................................................................... ...................................39 9.6. Energieneutraal 3.................................................................................................... ...................................40 9.7. Pelletboiler.................................................................................................... .............................................41 9.8. Pelletkachel.................................................................................................... ............................................42 9.9. Passiefhuistoestel.................................................................................................... ...................................43 9.10. Passiefhuis.................................................................................................... ............................................44

10. MATRIX.................................................................................................... ............................................45 10.1. Resultaten.................................................................................................... ............................................45 10.2. Conclusies.................................................................................................... ............................................48

11. RESULTATEN ENERGIEPRESTATIECOËFFICIËNT....................................................................................... 49 11.1. Passiefhuis en EPN.................................................................................................... ................................49

12. CONCLUSIE.................................................................................................... .......................................50 12.1. Is het mogelijk om een energieneutrale woning te bouwen?.....................................................................50 12.2. Wat is de beste manier om een energieneutrale woning te bouwen?.........................................................50 12.3. Hoe groot is de investering van een energieneutrale woning?....................................................................51 12.4. Is de investering van een energieneutrale woning terug te verdienen?.......................................................51 12.5. Wat betekend dit voor de opdrachtgever?................................................................................................. 52 12.6. Alternatieven.................................................................................................... ........................................52 12.7. Energietarieven.................................................................................................... ....................................52 12.8. Warm tapwater.................................................................................................... ....................................52

13. BRONVERMELDING.................................................................................................... ..........................53 13.1. Literatuur:.................................................................................................... ............................................53 13.2. Internet:.................................................................................................... ...............................................53

BIJLAGEN Bijlage 1. REFERENTIE ONDERZOEK Bijlage 2. BOUWKUNDIG ENERGIE BESPAREN Bijlage 3. DUURZAME INSTALLATIES Bijlage 4. MATRIX


pagina 8 van 54



1. INLEIDING: WAAROM ENERGIENEUTRAAL BOUWEN Alvorens met het onderzoek te beginnen worden in dit hoofdstuk twee belangrijke vragen beantwoord: wat is energieneutraal bouwen en waarom is energieneutraal bouwen nodig. 1.1. Waarom energieneutraal Peakoil of Hubberts Peak is het moment waarop de olieproductie zal pieken ongeacht de technologische verbeteringen, terwijl de vraag alsmaar blijft toenemen. Sommige menen dat die piek al is geweest terwijl anderen stellen dat Peakoil plaatst vind tussen 2020 en 2030, of later. Hoe dan ook, een achterblijvende olieproductie in combinatie met een gelijktijdig toenemende vraag naar energie zal onvermijdelijk leiden tot een prijsstijging van olie, wat op zijn beurt kan leiden tot grote sociale en economische gevolgen. Er zijn voor en tegenstanders van de theorie, die praktisch op iedere fossiele brandstof waaronder aardgas van toepassing is, maar dat de fossiele brandstoffen vroeg of laat op zullen raken is onontkoombaar. Een ander probleem van fossiele brandstoffen is de enorme CO2-emisse die er mee gepaard gaat. Behalve aardgas wordt er ook veel elektriciteit gebruikt in en door woningen, en hoewel er landelijk steeds meer duurzame elektriciteit wordt opgewekt ligt het percentage in Nederland anno 2010 rond de 9%. Dat wil zeggen dat het overgrote deel van de elektriciteit door eindige brandstoffen die CO2 uitstoten. Ter vergelijking, in Duitsland worden er per dag net zo veel nieuwe PV-panelen geplaatst als in Nederland in een heel jaar. Het is daarmee een feit dat Nederland ver achter loopt op Europa als het gaat om duurzame elektriciteitsopwekking. Om die redenen is het belangrijk dat duurzaam energie niet alleen vanuit de overheid komt, maar ook van grote bedrijven en particulieren. Het totale probleem is natuurlijk niet zomaar op te lossen, maar op zeer kleine schaal kan er wel degelijk wat aan gedaan worden, al is het maar met kleine stapjes. De daling van het huishoudelijk gasverbruik is jaren geleden al ingezet, toen men tijdens de oliecrisis ineens besefte dat er fors geld bespaard kon worden door het isoleren van woningen. Later is die trend met druk van de overheid door middel van het bouwbesluit en EPC normen verder ingezet. De volgende stap is om helemaal geen aardgas meer te verstoken en alle benodigde elektriciteit zelf op te wekken.


pagina 9 van 54



1.2. Definitie energieneutraal Er bestaan verschillende termen en definities op het gebied van energiezuinige gebouwen zoals energieneutraal, CO2 neutraal, emissie vrij etc. die ook nog verschillend kunnen worden geïnterpreteerd. Aangezien dit nogal voor verwarring kan zorgen moet eerst de juiste definitie worden vastgesteld. Er zijn zeven verschillende definities op dit gebied te onderscheiden: Definitie

Omschrijving

1. Energieneutraal gebouw

Een gebouw dat over een heel jaar gemeten net zo veel duurzame energie opwekt als het gebruikt aan gebouwen gebruiksgebonden energie.

2. Energieplus woning

Een gebouw dat over een heel jaar gemeten meer duurzame energie opwekt als het gebruikt aan gebouwen gebruiksgebonden energie.

3. CO2 Neutraal gebouw

Een gebouw met een energiehuishouding dat over een heel jaar gemeten een CO2 uitstoot heeft dat niet groter is dan 0.

4. CO2 Emissie vrij gebouw

Een gebouw dat tijdens de gehele gebruiksfase geen CO2 uitstoot. Er is ook geen inkoop van (groene) stroom

5. Passiefhuis

Een gebouw dat per jaar niet meer dan 15 kWh/m² energie nodig heeft voor verwarming en koeling van de woning.

6. Energienulwoning

Een gebouw zonder aansluiting op het gas- en elektriciteitsnet. Alle energie (incl. de pieken en wind- en zonloze dagen) dient geheel zelf opgewekt te worden.

7. Autarkische woning

Een gebouw zonder aansluiting op het gas- en elektriciteitsnet, dat volledig zelfvoorzienend is op het gebied van voedsel, energie, water en afvalverwerking.

Van deze 7 definities is een energieneutraal gebouw waar dit onderzoek zich op richt en nog specifieker: een energieneutrale woning. Een woning dus die in een heel jaar minstens zo veel duurzame energie opwekt als het verbruikt. Het verschil in vraag en aanbod wordt opgevangen door een aansluiting met het elektriciteitsnet. Opgewekte energie kan worden verkocht aan het energienet en teruggekocht wanneer dat nodig is. Energieleveranciers zijn tot 3000 kWh/jaar verplicht om de geleverde energie 1 op 1 te verrekenen met de ingekochte energie, bovendien houden de meeste leveranciers een ondergrens aan van 5000 kWh/jaar. Daarentegen ontbreekt de aardgasaansluiting wel in een energieneutrale woning, omdat het fossiele gebruik van aardgas in tegenstelling tot elektriciteit niet door de woning zelf te compenseren is. Dat betekend dat de energieneutrale woning 'All Electric' wordt, waarbij duurzaam opgewekte elektriciteit, afgezien van warmte, de enige energiebron is. Als men wil spreken van een energieneutrale woning is het belangrijk dat de balans tussen opgewekte energie en gebruikte energie minder of gelijk is aan nul. De keuze om aangesloten te zijn op het elektriciteitsnet betekent dat de jaarlijkse vaste kosten daarvan betaald moeten worden. Een energieneutrale woning heeft daardoor dus nog wel een energierekening. Een variant op de energieneutrale woning is de energienulwoning, zonder aansluiting op het gas- en elektriciteitsnet en die benodigde energie ten alle tijde zelf moet opwekken. De duurzaamheid van een dergelijke opstelling valt echter te betwisten. De vraag van elektrische energie komt nooit overeen met het aanbod van duurzame elektriciteit. Om dit op te vangen zijn er accu's nodig om de energie op te slaan en, afhankelijk van het aantal accu's, een overcapaciteit om de pieken in de energievraag en wind- en zonloze dagen op te vangen. Door het ontbreken van een elektriciteitsaansluiting kunnen vaste jaarlijkse kosten


pagina 10 van 54



worden vermeden, maar dat staat niet in verhouding met de extra investering van accu's en een overcapaciteit. Bovendien vormen accu's een zware belasting op het milieu en wanneer ze vol zijn kan, ongeacht welk duurzaam systeem, de opwekker van duurzame elektriciteit zijn opbrengst niet kwijt en gaat de duurzame energie dus direct weer verloren. In dat opzicht is een energienulwoning zonder elektriciteitsaansluiting dus duurder én minder duurzaam dan een energieneutrale woning met elektriciteitsaansluiting. In gebieden waar het elektriciteitsnet niet beschikbaar is kan een energienulwoning wel een oplossing zijn, maar die situatie zal in Nederland niet vaak voorkomen. Na een energieneutrale woning is de volgende stap een energieplus woning waarin men meer energie opwekt dan verbruikt. 1.2.1. Energiebehoefte Als energiebehoefte voor de woning wordt gerekend: het warm tapwater, ruimteverwarming/koeling, ventilatie en de elektriciteit (gebouwen gebruiksgebonden). De schaalgrootte is vanaf 1 woning. Zie ook hoofdstuk 2. ENERGIEVERBRUIK- EN TARIEVEN 1.3. Trias Energetica De Trias energetica is in 1996 geïntroduceerd door Novem (later SenterNovem en tegenwoordig Agentschap NL) en is een methode om door middel van drie belangrijke stappen klimaatneutraal te worden. Oorspronkelijk waren de drie stappen gelijkwaardig aan elkaar, maar naar verloop van tijd zijn ze, terecht, geïnterpreteerd als een volgorde voor energiebesparing. De trias energetica is dan ook van toepassing voor het ontwikkelen van een energieneutrale woning. De stappen zijn als volgt: 1. Beperk het energieverbruik door beperking van de vraag. 2. Maak zoveel mogelijk gebruik van duurzame energiebronnen. 3. Gebruik voor de resterende energievraag fossiele energiebronnen zo efficiënt mogelijk. Het stappenplan maakt duidelijk dat energie besparen de eerste noodzakelijke stap is om energieneutraal te worden, daarna komt pas het toepassen van duurzame energiebronnen. De trias energetica is dan ook een leidraad voor de ontwikkeling van een energieneutrale woning waarbij, als het goed is, de laatste stap overbodig zal zijn. 1.4. Referentie onderzoek Tijdens mijn onderzoek naar Energieneutrale woningen ben ik veel vergelijkbare projecten tegen gekomen. Projecten in ontwikkeling en/of in aanbouw, maar ook genoeg projecten die reeds gerealiseerd zijn. Een enkeling dateert al van 16 jaar geleden. Om optimaal gebruik te maken van deze voorbeeldprojecten heb ik een referentierapport opgesteld. De belangrijkste conclusies:


pagina 11 van 54

Bongers Architecten bv HRO Bouwkunde Versie 3.0 | 08-06-10 • • • • •


Bewust of onbewust wordt bijna altijd het passiefhuisconcept als uitgangspunt gebruikt om tot een energieneutrale woning te komen. Met uitzondering van het energieneutrale huis in Amsterdam van Faro Architecten worden alle woningen uitsluitend met PV-panelen van elektriciteit voorzien. Zonnecollectoren worden bijna altijd toegepast voor warme tapwater en/of ruimteverwarming. In veel gevallen wordt de balansventilatie met WTW (passiefhuis) ondersteund door horizontale of verticale grondbuisventilatie. In de meeste referentiewoningen wordt een elektrische warmtepomp toegepast. Door hun efficiëntie beperken zij de energiebehoefte van de woning en doordat ze elektrisch zijn is het mogelijk om de gehele energievraag duurzaam op te wekken.

Zie: bijlage 01. REFERENTIEONDERZOEK voor het uitgebreide rapport.


pagina 12 van 54



2. ENERGIEVERBRUK EN -TARIEVEN Allereerst is het belangrijk om vast te stellen wat de energiestromen zijn in een woning, hoeveel energie daarvoor verbruikt wordt in een gemiddelde woning en wat daarvoor betaald moet worden. Voor het energieverbruik van normale woningen wordt uitgegaan van het rapport “Cijfers en Tabellen 2007” opgesteld door SenterNovem in opdracht van het Ministerie van Volkshuisvesting, Ruimtelijke Ordening en Milieubeheer en de openbare databank van Agentschap NL (voormalig SenterNovem). Hieronder een overzicht van de conclusies. 2.1. Gasverbruik Gemiddeld gasverbruik voor verwarming, warm tapwater en koken: 1485 m³ (2004) De cijfers van SenterNovem laten zien dat het gemiddeld gasverbruik per woning door de jaren heen daalt. Dit komt omdat er steeds meer goed geïsoleerde en daardoor energiezuinige woningen bijkomen. Uit de cijfers blijkt ook dat een vrijstaand huis, het type waar dit onderzoek zich vooral op richt het hoogste gasverbruik heeft. Dit komt doordat de verhouding tussen inhoud en buitenschil erg nadelig is. Bij een vrijstaande woning valt dus de meeste winst te behalen op het gebied van gas- en energieverbruik en een goede thermische schil is dus onmisbaar!

Gemiddeld gasverbruik per huishouden

2010

2009

2008

2007

2006

2005

2004

2003

2002

2001

2000

gas verbrui k (m³)

bron: SenterNovem/Agentschap NL 2500 2000 1500 1000 500 0

De online databank van Agentschap NL laat toont aan dat de daling van het aardgasverbruik in woningen ook na het jaar 2000 heeft doorgezet. In de matrix voor het berekenen van de energieneutrale varianten wordt 100kWh/m² aan ruimteverwarming ( ca. 11,3m³ aardgas per m²) voor de referentie woning aangehouden. De energievraag voor warm tapwater wordt berekend volgens de EPN methodiek: 68 MJ/ m² (ca. 1,7m³ aardgas per m²) Afstudeeronderzoek | Sietse van Vonderen [studnr. 0799647]

pagina 13 van 54



2.2. Elektriciteitsverbruik (gebruiksgebonden) Gemiddeld elektriciteitsverbruik in de Nederlandse woning: 3346 kWh/jaar (2004) Doorgaans wordt er gerekend met 3500kWh/jaar voor het elektriciteitsverbruik van een eengezinswoning van 4 personen incl. verlichting. Gebouwgebonden elektriciteit voor diverse installaties komt daar nog bij.

bron: SenterNovem/Agentschap NL

4000 3000 2000 1000

2010

2009

2008

2007

2006

2005

2004

2003

2002

2001

0 2000

el ektri citei ts verbrui k (kWh)

Gemiddeld elektriciteitsverbruik per huishouden

Uit de grafiek van de online databank van Agentschap NL valt op te maken dat het elektriciteitsverbruik in woningen relatief stabiel is. De afgelopen 10 jaar was een lichte stijging van slechts 0,6% per jaar. Om de gebruiksgebonden elektriciteitsbehoefte afhankelijk te maken van de gebruikersoppervlakte wordt in de matrix een basisbehoefte van 3200 kWh/jaar aangehouden met een toeslag per 10 m² van 20 kWh/jaar. Een woning van 125m² komt daarbij op 3500 kWh uit. 2.3. Koelen In een doorsnee nieuwbouwwoning worden geen systemen toegepast om te koelen. De EPC berekening gaat er echter van uit dat indien oververhitting in een woning plaats vindt de bewoners vroeg of laat toch een koelsysteem aanschaffen. De EPN methodiek speelt daarop in door een koelsysteem toch mee te nemen in de berekening, ook als er geen is ingevoerd. Voor dit onderzoek wordt er voor de referentiewoning daarom ook rekening gehouden met een koellast. Als waarde daarvoor wordt een norm van 400 uur aangehouden. 2.4. Energietarieven Een energieneutrale woning is terug te verdienen door de maandlasten die voor energie betaald worden terug te brengen tot nul. Daarvoor is niet alleen het energieverbruik belangrijk, maar ook de tarieven van aardgas en elektriciteit, nu en in de toekomst. Juist deze tarieven zijn uiterst lastig te bepalen, maar tegelijkertijd cruciaal. “Over het algemeen worden de prijzen in januari en omstreeks juli aangepast. De prijzen voor energie stijgen relatief sterker dan de prijzen van andere goederen en diensten. De consumentenprijsindex nam tussen 2000 en januari 2008 toe met 17 procent, de energieprijzen met 75 procent.” CBS (feb. ´08) Afstudeeronderzoek | Sietse van Vonderen [studnr. 0799647]

pagina 14 van 54



Die enorme stijging van de energieprijzen heeft zich, zoals te zien op onderstaande grafiek, doorgezet tot begin 2009. Met name de prijs van aardgas is met gemiddeld 11% per jaar flink gestegen. De elektriciteitsprijs is iets stabieler geweest en kende een gemiddelde stijging van 3% per jaar. Na 2009 zijn de energieprijzen, voornamelijk door de economische crisis en de koppeling van de aardgasprijs en de olieprijs, flink gedaald. Inmiddels is bekend dat de energieprijzen in juni 2010 weer zullen gaan stijgen. Er wordt uitgegaan van een stijging van 5 tot 10%. Dat geldt voor zowel gas als elektra. Stijging energieprijzen bron: SenterNovem/Agentschap NL € 1,00

Aardgas per m³ (incl. btw) Elektriciteit per kWh (incl. btw)

€ 0,60 € 0,40 € 0,20 jul i 2010

jan. 2010

2009

2008

2007

2006

2005

2004

2003

2002

2001

€ 0,00 2000

pri js per m³/kWh (€)

€ 0,80

Vaste kosten bron: SenterNovem/Agentschap NL 250 200

Aardgas Elektriciteit

150 100 50 2010

2009

2008

2007

2006

2005

2004

2003

2002

2001

2000

0

De gemiddelde prijsstijging per jaar over de afgelopen 10 jaar wordt gebruikt om de jaarlijkse prijsstijging van de komende 15 jaar te bepalen. Er van uitgaan dat de enorme jaarlijkse prijsstijging van aardgas de komende 15 jaar doorzet is echter wel erg optimistisch en kan leiden tot te positieve resultaten die niet reëel zijn. In plaats van de jaarlijkse stijging van de aardgasprijs van 9,6% wordt daarom gerekend met een realistischere 5 % per jaar. Het gemiddelde tarief over 15 jaar komt daarmee op € 0,98/m³. De jaarlijkse stijging van de elektriciteitsprijs met 3,0% per jaar wordt wel aangehouden, wat resulteert in een gemiddeld tarief van € 0,25/kWh. Behalve de kosten per kWh en m³ zijn er andere bijkomende kosten zoals het vastrecht en transportkosten. Deze vaste kosten zijn de afgelopen 10 jaar enorm gestegen. Op basis daarvan wordt voor het gemiddelde tarief van de komende 15 jaar een stijging aangenomen van 5% per jaar. Daarmee liggen de vaste kosten van aardgas en elektra respectievelijk op ca. €220,- en 285,- per jaar.


pagina 15 van 54


ENERGIENEUTRALE WONINGEN Aardgas per m³

Aardgas vaste kosten

Elektriciteit per kWh

Elektriciteit vaste kosten

118,5%

223,4%

53,3%

358,1%

Gemiddelde stijging per jaar

9,6%

14,1%

3,0%

20,3%

Prijs per juni 2010 (incl. BTW)

€ 0,68

€ 152,00

€ 0,19

€ 197,00

Verwacht gem. over 15 jaar

€ 0,98

€ 220,00

€ 0,25

€ 285,00

Stijging van 2000 tot 2010

2.5. CO2-emisse Er zijn vaste waarden voor de CO2-emisse van aardgas en elektriciteit. Die waarden worden in de matrix gebruikt om de besparing op de CO2-emissie te bepalen. Hieronder een tabel met de standaard waarden. Energievorm

CO2-emisse

Aardgas

1,78 kg/m³

Elektriciteit

0,25 kg/kWh

Houtpellets*

0,20 kg/kg

* zie hoofdstuk 4. VERWARMING en bijlage 03.DUURZAME INSTALLATIES.

2.6. Matrix Deze gegevens worden gebruikt in de matrix om de verschillende installatieconcepten uit te rekenen en te vergelijken. De uitkomst van die matrix is sterk afhankelijk van de (toekomstige) energiekosten en hoewel die energiekosten en de stijging ervan, zoals hiervoor uiteengezet, is gebaseerd op de afgelopen 10 jaar en zo realistisch mogelijk is aangenomen blijven ze uiterst onvoorspelbaar. Omdat de energiekosten zo cruciaal zijn voor de uitkomst van die matrix is het mogelijk om zowel de huidige energieprijzen als de te verwachte jaarlijkse stijging in de matrix eenvoudig naar eigen of nieuwe inzichten te veranderen. (Zie ook hoofdstuk 10. MATRIX en bijlage 4. MATRIX)


pagina 16 van 54



3. BOUWKUNDIG Zoals de Trias Energetica aangeeft is beperken van het energieverbruik de eerste stap naar een energieneutrale woning. Daar kan met bouwkundige ingrepen heel veel aan gedaan worden. Het was dan ook de bedoeling om gedurende dit onderzoek de verschillende manieren waarmee op een bouwkundige manier energie bespaard kan worden op te sommen en uiteen te zetten. Er is echter al een methode waarbij alle vormen van bouwkundig energiebesparen gecombineerd worden en dat is het Passiefhuis. 3.1. Passiefhuis Het passiefhuisprincipe is uitgebreid onderzocht, zie bijlage 4. BOUWKUNDIG ENERGIE BESPAREN voor een uitgebreid rapport daarvan. De belangrijkste conclusie is dat het passiefhuis uitermate geschikt is om als basis van een energieneutrale woning te fungeren. De uitgangspunten om een passiefhuis te bouwen zijn: • goed uitgekiend compact ontwerp; • oriëntatie op de zon; • zeer goede isolatie; • uitstekende kierdichting (luchtdichting); • koudebrugvrije detailering; • goed geplaatste zonwering; • nachtventilatie. Andere kernpunten van een passiefhuis zijn: • De maximale verwarmingsbehoefte van een passiefhuis is 15 kWh/m²/jaar; • De Rc-waarde van wanden, vloeren en daken is 6,5 tot 10 m²·K/W; • U-waarde van kozijnen incl. glas is kleiner dan 0,80 W/m²·K (Dat betekent dat er vrijwel altijd 3-voudig glas toegepast moet worden). • De meerkosten van een passiefhuis worden op 8 % geschat. 3.1.1. Ontwerp richtlijnen Bij het ontwerp van een energieneutrale woning zijn een aantal richtlijnen die in acht moeten worden genomen om tot een goed functionerende energieneutrale woning te komen. De belangrijkste daarvan is optimaal gebruik te maken van passieve zonne-energie. Door de zuidgevel, de gevel waar de meeste zonnestraling op valt, zo transparant mogelijk te houden wordt de woning in de winter door de laagstaande zon op een natuurlijke manier opgewarmd. Andere richtlijnen zijn: • Laat de warmte in de woning niet ontsnappen: ◦ Zeer goed geïsoleerde schil; ◦ Warmteterugwinning op ventilatielucht. • Maak gebruik van passieve zonne-energie: ◦ Oriëntatie op zuiden; ◦ Veel glas op zuidgevel. • Vermijdt opwarming door zoninstraling in de zomer: ◦ Buiten zonwering; ◦ Overstekken; Afstudeeronderzoek | Sietse van Vonderen [studnr. 0799647]

pagina 17 van 54



Luiken; ◦ Bomen (bos) aan zuidkant woning. ◦

3.2. Trivselhus Trivselhus is een fabrikant van goed geïsoleerde prefab houtskeletbouw woningen. De woningen worden geïmporteerd door GBS Zweedse Kwaliteitsbouw die samenwerkt met een aantal vaste partijen waaronder Bongers Architecten bv als architect. Het systeem van Trivselhus leent zich perfect voor het ontwikkelen van een energieneutrale woning. Als men wil voldoen aan het “PassiefBouwen Keur” is er nog aandacht nodig voor de luchtdichtheid en de hoeveelheid benodigde energie voor ruimteverwarming, maar het verkrijgen van dat keurmerk is niet de belangrijkste doelstelling bij een energieneutrale woning. 3.3. Groendak/groengevel Groendaken en -gevels hebben op het gebied van duurzaamheid veel voordelen. Op het gebied van energienbesparing blijft alleen het voordeel van de koeling en isolatie over. De toegevoegde isolatiewaarde van een groendak is echter te verwaarlozen (R= 0,25 bij 150mm groen dak)terwijl de passieve koeling vooral bij utiliteitsbouw door de hoge koelbehoefte erg waardevol voor de energiebesparing kan zijn. Bij een passiefhuis is vooral de passieve opwarming van de woning van belang. Bovendien kan het dakoppervlak veel beter op een actieve manier benut worden door middel van PV-panelen en/of zonnecollectoren, dan op een passieve manier. Daarom passen groendaken en -gevels niet bij een energieneutrale woning. 3.4. Conclusie De basis voor een energieneutrale woning zal bouwkundig gezien vrijwel altijd het passiefhuis principe moeten zijn. Dat wil dus zeggen: een extreem goed geïsoleerde woning (R-waarden van 6,5 tot 10 m 2k/W) met 3-laags beglazing en een goede luchtdichting. Warmteterugwinning met balans ventilatie, regelbare zonwering en een zuidelijke oriëntatie om de warmte van de zon de woning binnen te halen behoort daar ook bij. De invloed van passiefhuismaatregelen op de EPC is weliswaar gering, ze leveren wel degelijk een aanzienlijke energiebesparing op. Bovendien zijn installatietechnische maatregelen voor de korte termijn (levensduur vaak 10 tot 15 jaar) en geldt voor een passiefhuis de levensduur van de woning zelf: 50, 80 of wel 100 jaar. De investering van een passiefhuis is daardoor altijd terug te verdienen. Om die reden is het passiefhuis de basis van elk bedacht installatieconcept. Passiefhuismaatregelen moeten er toe leiden dat de woning, zoals bij het passiefhuis principe, voor ruimteverwarming niet meer dan 15kWh/m 2 energie voor ruimteverwarming nodig heeft. Let wel, het ontwerpen en ontwikkelen van een passiefhuis is niet eenvoudig, er moet veel zorg worden besteed aan een zo optimaal mogelijke uitwerking van alle passiefhuismaatregelen. Het vraagt een totaal nieuwe ontwerpdiscipline. Afhankelijk van de situatie kan er een afweging worden gemaakt om een balans te vinden tussen het beperken van de warmtevraag en duurzame opwekking. 3.5. Bijlagen Voor een uitgebreid rapport van het passiefhuis principe, het systeem van Trivselhus en groendaken en groengevels kan bijlage 4. BOUWKUNDIG ENERGIE BESPAREN worden geraadpleegd.


pagina 18 van 54



4. VERWARMING De zuinigste en efficiëntste manier van verwarming is door middel van lage temperatuur verwarming (LTV) en is in een energieneutrale woning dan ook een vereiste. Men spreekt van lage temperatuur verwarming als de aanvoer temperatuur niet hoger is dan 55oC en de retourtemperatuur maximaal 45oC is. Veel LTV systemen gaan zelfs al lager dan 35 0C. Traditionele, hoge temperatuur verwarmingssystemen hebben een aanvoertemperatuur op 90oC. Er zijn verschillende vormen van LTV waarvan vloerverwarming en luchtverwarming voor de moderne woningbouw de meest interessantste zijn. Behalve lage temperatuur verwarming is het mogelijk om de woning te verwarmen met moderne technieken van houtverbranding. 4.1. Voordelen lage temperatuurverwarming • energiebesparing bij de afgifte; • energiebesparing bij de opwekking; • minder last van leidingverliezen; • hoger thermisch comfort; • verbetering woonkwaliteit; • homogenere temperatuurverdeling; • aangenamer luchttemperaturen; • minder tocht. 4.2. Nadelen LTV • hoge investering; • traag systeem (alleen vloerverwarming). 4.3. Warmtebron Bij de keuze tussen vloerverwarming en luchtverwarming is de bron waar de systemen hun warmte vandaan halen en de bijbehorende kosten daarvan het meest van belang. Uit het volgende schema blijkt welke mogelijkheden er zijn: lucht/lucht warmtepomp grondbuisventilatie luchtverwarming zonnecollectoren passiefhuistoestel lage temperatuurverwarming lucht/water wamtepomp water/water warmtepomp vloerverwarming zonnecollectoren passiefhuistoestel


pagina 19 van 54



4.4. Luchtverwarming Bij lage temperatuur luchtverwarming wordt de woning verwarmt met warme lucht. Om die warme lucht te kunnen verspreiden is een ventilatiesysteem nodig met mechanische toevoer: balansventilatie. Bij toepassing van balansventilatie hoort ook een wtw-unit, die de warmte uit de afgevoerde ventilatielucht opneemt en afgeeft aan de aangevoerde ventilatielucht. Er wordt dus geventileerd met verse voorverwarmde ventilatielucht. 4.4.1. Voordelen: • één systeem voor verwarming en ventilatie-eenheid; • laag energieverbruik door wtw-unit en grondbuisventilatie; • elektriciteit voor naverwarmer kan duurzaam worden opgewekt. 4.4.2. Grondbuisventilatie Aan de balansventilatie kan een grondbuisventilatie systeem worden toegevoegd, waarbij de verse buitenlucht via een verticale of horizontale grondbuis naar de WTW-unit geleid wordt. De koude buitenlucht wordt daardoor opgewarmd door de constante grondtemperatuur. De afgeleverde temperatuur van de grondbuis is niet voldoende voor primaire verwarming, maar verkleint samen met de WTW-unit het temperatuursverschil tussen de aan- en afgevoerde ventilatielucht, waardoor er dus minder verwarmingsenergie nodig is. In de zomer kan grondbuisventilatie overigens een aanzienlijke koeling bewerkstelligen.

4.4.3. Warmtebron Om echt te kunnen verwarmen is er, ook bij toepassing van grondbuisventilatie, nog een elektrisch of gasgestookte naverwarmer nodig. In verband met het vermijden van aardgas heeft elektrisch naverwarmen de voorkeur. Het grote nadeel van elektrisch naverwarmen is het lage rendement. 4.4.4. Lucht warmtepomp De benodigde warmte kan ook worden opgewekt door een lucht/lucht warmtepomp. Deze haalt de warmte uit de buitenlucht en/of de afgevoerde ventilatielucht en gebruikt die om de aan te voeren ventilatie lucht te verwarmen. De COP van een lucht warmtepomp was oorspronkelijk veel lager dan die van een water warmtepomp met bodemwarmtewisselaar, maar door ontwikkeling en nieuwe technieken komt de COP van de huidige lucht warmtepompen al boven de 4,0 uit. Doordat de warmtevraag van een energieneutrale woning al verlaagd is door het passiefhuisconcept en de investering van een lucht warmtepomp zo hoog is, is een dergelijk systeem binnen de levensduur van een warmtepomp moeilijk terug te verdienen.


pagina 20 van 54


4.4.5. Kosten Balansventilatie + WTW : Losse WTW-unit Lucht/lucht warmtepomp Grondbuisventilatie: Passiefhuistoestel:


€ 3.000,- tot € 4.000,€ 1.600,- tot € 2400,€ 10.000,€ 8.000,- tot € 9.000,- (aanschaf + montage) € 12.000,- tot 13.000,- (incl. balansventilatie en zonnecollectoren)

4.4.6. Vergelijkingsmatrix Systeem/installatie

Categorie

D

K

J

Grondbuisventilatie

Duurzame opwekking

+

–

+

Lucht/lucht warmtepomp

Beperk verbruik

+

–

+

Passiefhuistoestel

Beperk verbruik

+/–

+--

+/–

HR-ketel

Traditioneel

––

++

––

NB: D = Duurzaamheid, K = Investeringskosten, J = jaarlijkse energiekosten.

4.4.7. Bijlagen luchtverwarming Bijlage 03. DUURZAME INSTALLATIES:

hoofdstuk 01. WARMTEPOMP hoofdstuk 02. GRONDBUISVENTILATIE hoofdstuk 11. PASSIEFHUISTOESTEL

4.5. Vloerverwarming Bij slecht geïsoleerde woningen kan vloerverwarming vanwege de lage capaciteit en reactiesnelheid enkel als additioneel apparaat worden gebruikt, samen met bijvoorbeeld radiatoren. Bij goed geïsoleerde woningen is dit geen enkel probleem meer. De warmtevraag is veel lager waardoor vloerverwarming alleen voldoende is voor de gehele warmtevraag. In een normale situatie wordt het water van het vloerverwarmingssysteem verwarmd met een traditionele, gasgestookte, cv-ketel. In een energieneutrale woning is het de bedoeling om de benodigde warmte uit een duurzame bron te halen. Dit is mogelijk met zonnecollectoren of een bodemwarmtewisselaar. 4.5.1. Zonnecollectoren Zonnecollectoren vangen de warmte op van de zon om het warme tapwater te verwarmen. Als toevoeging daarop kunnen ze ook gebruikt worden als bron voor de vloerverwarming. Het grote nadeel van een dergelijk systeem is dat de zonnecollectoren een minimale opbrengst hebben op het moment dat de warmtevraag het hoogst is. Seizoensopslag, het overschot aan warmte in de zomer opslaan om in de winter in te zetten, is vooralsnog niet haalbaar. Om zoveel energie op te kunnen slaan zou een boiler van 50 tot 100m³ nodig zijn en opslaan van warmte in de bodem is pas bij grote utiliteitsbouw een optie. Ook hiervoor zijn nieuwe systemen voor in ontwikkeling, zoals thermochemische opslag waarbij de installatie nog ca. 5m³ in beslag neemt, maar de eerste commerciële toepassingen daarvan worden pas verwacht tussen 2015 en 2020.


pagina 21 van 54



4.5.2. Lucht/water warmtepomp Bij lucht/water warmtepompen wordt de energie uit de lucht gehaald en opgepompt tot een hogere temperatuur. Hierbij wordt de warmte afgegeven aan water. Bij vloerverwarming mag slechts tot 38°C opgewarmd te worden, waardoor een hoog rendement (COP) bereikt kan worden. Het is ook mogelijk om met sommige lucht/water warmtepompen te koelen. Nadeel van dit systeem is dat de warmtepomp afhankelijk is van de buitenlucht als aanvoerbron. De buitenlucht is echter koud als er verwarmt moet worden, en warm als er gekoeld moet worden. Het rendement van lucht/water warmtepompen wordt door de ontwikkeling steeds verbeterd. 4.5.3. Bodemwarmtewisselaar met geothermische warmtepomp Een geothermische warmtepomp (water/water warmtepomp) is een elektrisch aangedreven pomp die aardwarmte gebruikt om te verwarmen of te koelen. Een geothermische warmtepomp kan voor woningbouw worden toegepast in combinatie met een verticale bodemwarmtewisselaar met een bron tot 150m diep Het grote nadeel van een verticale bodemwarmtewisselaar zijn de hoge aanschafkosten. Die kosten zijn in een gewone nieuwbouwwoning zeker terug te verdienen door de lagere energiekosten. In een energieneutrale woning zijn de energiekosten door het passiefhuisconcept ook zonder bodemwarmtewisselaar al erg laag, waardoor de hoge investering door middel van energiebesparing niet meer terug te verdienen is binnen de levensduur van de warmtepomp. Een gevaarlijk verschijnsel bij een bodemwarmtewisselaar is het uitputten van de bron, waardoor het rendement van de bodemwarmtewisselaar steeds kleiner wordt tot men op den duur één op één elektrisch aan het verwarmen is. Wanneer dit optreedt in de energieneutrale woning en de capaciteit van de duurzame elektriciteitsopwekking niet toereikend is voor de verhoogde elektriciteitsvraag zal de elektra rekening flink oplopen en de woning op den duur niet energieneutraal meer zijn. 4.5.4. Passiefhuistoestel Het passiefhuistoestel van Brink Climate Systems combineert de ventilatievoorziening met wtw-unit en naverwarmer met een CV-ketel en boiler. Het water voor de vloerverwarming wordt verwarmd door de gasgestookte CV-ketel. Toepassing van een passiefhuistoestel is volgens de visie van dit onderzoek dus niet energieneutraal, maar wel interessant door de integratie van alle systemen in één toestel. 4.5.5. Kosten Vloerverwarming: Standaard zonneboiler: Losse zonnecollectoren: Losse zonneboiler: Lucht/water warmtepomp: Bodemwarmtewisselaar: Passiefhuistoestel:

€ 1.000,- tot 1.600,€ 2.400,- tot € 5.000,€ 690,- (4,4 GJ vacuümbuis collector) € 1690 (2200 l) € 10.000,€ 14.000,- (incl. geothermische warmtepomp) € 12.000,- tot 13.000,- (incl. balansventilatie en zonnecollectoren)


pagina 22 van 54




Categorie

D

K

J

Bodemwarmtewisselaar

Duurzame opwekking

++

––

+

Lucht/water warmtepomp

Beperk verbruik

+

–

+

Zonnecollectoren

Duurzame opwekking

+

–

+

PVT collectoren

Duurzame opwekking

+

––

+/–

Micro-wkk

Duurzame opwekking

+

–

+/–

Passiefhuistoestel

Beperk verbruik

+/–

+/-

+/–

HR-ketel

Traditioneel

––

++

––


4.5.7. Bijlagen vloerverwarming Bijlage 03 DUURZAME INSTALLATIES:

hoofdstuk 01. WARMTEPOMP hoofdstuk 04. ZONNEBOILER hoofdstuk 06. PVT-COLLECTOREN hoofdstuk 08. MICRO-WKK hoofdstuk 11. PASSIEFHUISTOESTEL

4.6. Houtverbranding Behalve lucht- en vloerverwarming kan de woning ook door houtverbranding verwarmd worden. Verwarmen met houtkachels is een duurzame, schone en door de moderne technieken steeds efficiëntere optie maar vergt nog steeds veel aanpassing van de bewoner. Een houtkachel is daarom geen optie als de opdrachtgever daar van te voren al niet voor open staat. Een interessante variant op houtverbranding is het verbranden van houtpellets, een gerecyclede brandstof gemaakt van fijn zaagsel afkomstig van de houtverwerkingsindustrie, in een pelletkachel of pelletboiler. Het verbranden van houtpellets kan gecontroleerd worden met een thermostaat en is schoner en efficiënter dan verbranding van stukshout. Pelletverbranding is niet energieneutraal maar wel CO2-neutraal en een zeer efficiënte, goedkope en duurzame manier van verwarmen. 4.6.1. Pelletkachel Een pelletkachel verwarmt in een 'stand alone' opstelling enkel de woonkamer maar kan ook fungeren in een opstelling waarbij de warme lucht, door kanalen wordt geleid om de gehele woning te verwarmen. Vergeleken met andere duurzame oplossingen is een pelletkachel relatief goedkoop terwijl de brandstof dat ook is, een zeldzame combinatie. 4.6.2. Pelletboiler Een pelletboiler combineert de voordelen van pelletverbranding en een zonneboiler systeem. In een pelletboiler wordt water dat door een zonnecollector is verwarmd door het verbranden van pellets op temperatuur gehouden. Dat warme water kan niet alleen worden gebruikt voor vloerverwarming maar ook voor warm tapwater. 4.6.3. Biokompakt Biokompakt heeft een systeem ontwikkelt dat vergelijkbaar is met een pelletboiler alleen kan deze ketel niet Afstudeeronderzoek | Sietse van Vonderen [studnr. 0799647]

pagina 23 van 54



alleen houtpellets verbranden maar ook een groot aantal andere biologische verwarmings-materialen. Het bijzondere aan het systeem is dat de verbrandingskamer zo is ontwikkeld dat de verbranding van al die verschillende brandstoffen op een zeer efficiënte en schone manier plaats vindt. De prijs van het systeem is erg hoog o.a. doordat de techniek zo vooruitstrevend is. Voor een energieneutrale woning zal dit systeem dan ook niet erg interessant zijn. 4.6.4. Kosten Houtpellets: Pelletkachel: Pelletboiler: Losse zonnecollectoren: Vloerverwarming: Biokompakt:

€ 200,- per 1000 kg (afhankelijk van de afname) € 15.000,- tot € 25.000,- (incl. montage en kanalen) € 10.000,- tot € 12.000,- (incl. montage/excl. zonnecollectoren) € 690,- (4,4 GJ vacuümbuis collector) € 1.000,- tot 1.600,€ 30.000,- (incl. montage/excl. zonnecollectoren)


Categorie

D

K

J

Pelletkachel

Beperk verbruik/duurzame opwekking

+

-

+

Pelletboiler


++

+/-

+

Biokompakt


++

--

++


4.6.6. Bijlagen pelletkachel/pelletboiler Bijlage 03. DUURZAME INSTALLATIES: hoofdstuk 09. HOUTKACHELS hoofdstuk 10. HOUTPELLETS 4.7. Conclusies Om echt energieneutraal te zijn is een elektrische warmtepomp benodigd. Door hun efficiëntie beperken zij de energiebehoefte van de woning en doordat ze elektrisch zijn is het mogelijk om de gehele energievraag op te vangen door duurzame opwekking van elektriciteit. De keuze tussen de verschillende soorten warmtepompen wordt pas behandeld bij de complete installatieconcepten. In een energieneutrale variant zijn zonnecollectoren praktisch onmisbaar om de energievraag voor ruimteverwarming zo laag mogelijk te houden. Grondbuisventilatie kan noodzakelijk zijn om de bovengrens van ruimteverwarming voor een passiefhuis te halen, maar lijkt niet meer rendabel als die al wel gehaald is. De pelletboiler is een uiterst duurzaam alternatief terwijl het passiefhuistoestel vooral een tussenoplossing indien de investeringskosten van een warmtepomp te duur zijn.


pagina 24 van 54



5. WARM TAPWATER De warm tapwater behoefte van een woning is verantwoordelijk voor een groot deel van de warmtevraag. Anders dan ruimteverwarming kan er geen energie bespaart worden door middel van bouwkundige ingrepen. Voor energiebesparing op warm tapwater is men afhankelijk van duurzame bronnen en het rendement van de installatie. Warm tapwater wordt daarom steeds belangrijker in een energiezuinige- dan wel energieneutrale woning. In een huishouden wordt voor uiteenlopende doeleinden warm tapwater gebruikt. Zuinig omgaan met warm tapwater bijvoorbeeld door middel van waterbesparende douches is het eerste verdiend, maar dat valt niet binnen de visie van dit onderzoek, die stelt dat de kwaliteit van het wonen niet moet worden aangetast, bovendien valt op dat speciale stortdouches, die veel meer warm water gebruiken, de laatste jaren juist erg populair zijn. Door het VEWIN (Vereniging van Waterbedrijven in Nederland) is vastgesteld dat mede daardoor het verbruik van warm tapwater met een temperatuur van 60 0C anno 2010 is gestegen naar 40 liter p.p./dag t.o.v. ca. 34 l daarvoor. Anders dan de energievraag voor ruimteverwarming, die langzaam oploopt vanaf de herfst, piekt in de winter en daarna weer langzaam daalt, blijft de energievraag voor warm tapwater gedurende het hele jaar door relatief gelijk. 5.1. Warmtebron Voor de opwekking van warm tapwater kan worden gebruik gemaakt van: • zonnecollectoren met een zonneboiler; • PVT collectoren; • warmtepompen (lucht/water en water); • pelletboiler; • passiefhuistoestel. 5.1.1. Zonneboiler Zonnecollectoren vangen de warmte van de zon op om warm water te verwarmen. Voor zonnecollectoren die alleen voor warm tapwater gebruikt worden kan een vuistregel van 1 m2 collector oppervlak per persoon worden gehanteerd. Met een standaard zonneboiler kan vooral in de zomer al een behoorlijk energiebesparing gehaald worden op het warme tapwater, maar ook bij buiten temperaturen onder nul kan er nog warm water geproduceerd worden. Het is dan ook aan te raden om altijd een zonnecollector systeem toe te passen maar omdat de opbrengst van de zonnecollectoren in de winter aanzienlijk lager is, is het niet mogelijk om met zonnecollectoren de volledige energiebehoefte voor warm tapwater op te wekken. Seizoensopslag, waarbij de in de zomer gewonnen warmte wordt opgeslagen en gebruikt in de winter, is op zo'n kleine schaal vooralsnog niet haalbaar. Voor de resterende energiebehoefte is dus nog een additioneel systeem nodig, bijvoorbeeld een warmtepomp, pelletkachel, passiefhuistoestel of een traditionele HR-ketel.


pagina 25 van 54



5.1.2. PVT collectoren Een PVT collector, de combinatie van een zon-thermische absorber met fotovoltaïsche cellen, is één paneel dat zowel warmte als elektriciteit opwekt. PVT collectoren wekken per vierkante meter meer energie op dan een gecombineerd systeem van PV-panelen en zonnecollectoren, maar zijn op dit moment nog veel duurder en dus alleen interessant als er te weinig ruimte is voor twee losse systemen. Bovendien kunnen PVT collectoren net als zonnecollectoren niet voorzien in de gehele energiebehoefte. 5.1.3. Warmtepompen Warmtepompen die water als afgifte medium gebruiken kunnen warm tapwater in een boiler verwarmen. Warmtepompen kunnen dat water op zeer efficiënte wijze verwarmen tot ca. 40 °C, net als bij vloerverwarming het geval is. In verband met legionella bacteriën en dergelijke is het noodzakelijk om warm tapwater te verwarmen tot 60 °C. Een warmtepomp is in staat om zulke hoge temperaturen te leveren, maar de hoge rendementen gaan dan volledig verloren. Dat temperatuursverschil lijkt gering, maar iedere keer als gebruik wordt gemaakt van warm tapwater, hoe kortstondig ook, moet de boiler weer op de juiste temperatuur gebracht worden. Een traditionele CV-ketel kan daardoor zelfs efficiënter zijn dan een warmtepomp. Een andere mogelijkheid is om zonnecollectoren te combineren met een warmtepomp. De twee warmtebronnen kunnen elkaar aanvullen zodat de energiebehoefte van de warmtepomp wordt verkleint. Door de aanschaf van twee verschillende systemen is kan dit een erg dure oplossing zijn. 5.1.4. Pelletboiler Het verbranden van houtpellets kan gecontroleerd worden met een thermostaat en is schoner en efficiënter dan verbranding van stukshout. Pelletverbranding is niet energieneutraal maar wel CO2-neutraal en een zeer efficiënte, goedkope en duurzame manier van verwarmen. Een pelletboiler combineert de voordelen van pelletverbranding en een zonneboiler systeem. In een pelletboiler wordt water dat door een zonnecollector is verwarmd door het verbranden van pellets op temperatuur gehouden. Dat warme water kan niet alleen worden gebruikt voor warm tapwater maar ook voor vloerverwarming. 5.1.5. Passiefhuistoestel Het passiefhuistoestel van Brink Climate Systems combineert de ventilatievoorziening met wtw-unit en naverwarmer met een CV-ketel en boiler. Het tapwater wordt door de gasgestookte CV-ketel, op de boiler kunnen zonnecollectoren worden aangesloten. Het passiefhuistoestel is goedkoper dan een warmtepomp of een pelletboiler, maar verbruikt evenveel aardgas als een normale CV-ketel met zonneboiler. Toepassing van een passiefhuistoestel is volgens de visie van dit onderzoek niet energieneutraal, maar wel interessant als 'tussenoplossing' door de integratie van alle systemen in één toestel. 5.2. Kosten Standaard zonneboiler: PVT Collectoren: Lucht/water warmtepomp: Bodemwarmtewisselaar: Pelletboiler: Passiefhuistoestel:

€ 2.400,- tot € 5.000,> € 15.000,- (excl. montage) € 10.000,€ 14.000,- (incl. geothermische warmtepomp) € 10.000,€ 12.000,- tot 13.000,- (incl. balansventilatie en zonnecollectoren)


pagina 26 van 54



5.3. Vergelijkingsmatrix Systeem/installatie

Categorie

D

K

J

Zonnecollectoren

Duurzame opwekking

++

––

++

PVT collectoren

Duurzame opwekking

+

––

+/-


Beperk verbruik

+

–

+

Bodemwarmtewisselaar (incl. WP)

Duurzame opwekking

+

––

+

Pelletboiler


++

+/-

+

Passiefhuistoestel

Beperk verbruik

+/-

+/-

+/-

HR-ketel

Traditioneel

––

++

––


5.4. Conclusie Het is aan te raden om ten alle tijde een zonneboiler systeem toe te passen voor het warme tapwater. Daarbij is één vierkante meter collector per bewoner de richtlijn. Om energieneutraal te zijn moet een warmtepomp worden ingezet om de resterende energievraag elektrisch te leveren. Het elektrisch verwarmen van tapwater vergt echter erg veel energie door de hoge temperatuur (60oC t.b.v. voorkomen van legionella) en daardoor vaak nog duurder dan tapwater verwarmen met behulp van aardgas. Het duurzaamste alternatief is een pelletboiler die ook zeer weinig CO2 uitstoot. Het goedkoopste alternatief is misschien wel het passiefhuistoestel dat de resterende energievraag met een CV-ketel opvangt. 5.5. Bijlagen In de bijlage zijn de systemen uitgebreid omschreven. Bijlage 03. DUURZAME INSTALLATIES: hoofdstuk 01. WARMTEPOMP hoofdstuk 04. ZONNEBOILER hoofdstuk 06. PVT-COLLECTOREN hoofdstuk 08. MICRO-WKK hoofdstuk 10. HOUTPELLETS hoofdstuk 11. PASSIEFHUISTOESTEL


pagina 27 van 54



6. VENTILATIE De toepassing van balansventilatie en warmteterugwinning is vanzelfsprekend en onmisbaar in een energieneutrale woning. Het is dan ook een belangrijk onderdeel van een passiefhuis. 6.1. Opties In de woningbouw valt grofweg te kiezen uit 3 vormen van ventileren: • Natuurlijke luchttoe- en afvoer; • Natuurlijke luchttoevoer, mechanische luchtafvoer; • Mechanische luchttoe- en afvoer (balansventilatie met wtw). Bij de eerste twee varianten wordt erg veel energie verspilt door de warme binnenlucht, al dan niet mechanisch, direct naar buiten te af te voeren. De verse lucht die natuurlijk wordt aangevoerd is koud. Bij deze systemen gaat dus veel warmte uit de woning verloren. Bij mechanische luchttoe- en afvoer (balansventilatie) wordt het warmteverlies veroorzaakt door ventileren beperkt. Dat is te danken aan de warmteterugwin-unit (wtw-unit) die in de balansventilatie is opgenomen. Deze wtw-unit zorgt er namelijk voor dat de buitenlucht wordt voorverwarmd door middel van de warmte uit de afgevoerde lucht. Dit is mogelijk doordat zowel de toeen afvoerlucht mechanisch wordt gecontroleerd. Bovendien kan er met balansventilatie verwarmd worden door extra warmte aan de toevoerlucht toe te voegen. 6.2. Kosten Balansventilatiesysteem met wtw-unit: € 3000,- tot € 4000,-. Passiefhuistoestel: € 12.000,- tot 13.000,- (incl. cv-ketel en zonnecollectoren) 6.3. Vergelijkingsmatrix Ventilatie

Categorie

D

K

J

Natuurlijke toeen afvoer

Traditioneel

––

++

++

Natuurlijk toe-, mechanisch afvoer

Traditioneel

––

+/–

+/-

Mechanische toeen afvoer

Beperk verbruik

++

–

–


6.4. Conclusie Balansventilatie is onmisbaar in een energieneutrale woning. Warmteterugwinning met het maximale rendement van 95% als mede een gecontroleerde ventilatie is essentieel voor het beperken van de warmtevraag. 6.5. Bijlagen In de bijlage zijn de systemen uitgebreid omschreven. Bijlage 03. DUURZAME INSTALLATIES: hoofdstuk 03. BALANSVENTILATIE MET WTW


pagina 28 van 54



7. KOELING De koelbehoefte van een woning is cruciaal aangezien bij koelen meer energie benodigd is dan bij verwarmen. Een hoge koelbehoefte is daardoor funest voor een energieneutrale woning en moet dan ook te allen tijde vermeden worden. 7.1. Passiefhuis Een lage koelbehoefte is een belangrijk onderdeel van een passiefhuis. In een passiefhuis wordt de warmte buiten gehouden door middel van: • goed ontwerp; • zeer goede isolatie; • zonwering; • nachtventilatie; • thermische massa. Voldoende thermische massa kan in een passiefhuis uitgevoerd in houtskeletbouw wat lastig zijn, maar voor een goed uitgevoerd passiefhuis geldt dat de koelbehoefte zo laag is dat actieve koeling overbodig is. 7.2. Duurzame koeling Als men er toch aan twijfelt of de temperatuur in de zomer laag genoeg blijft is het dan ook verstandig om een duurzaam systeem te gebruiken dat verwarmen en koelen combineert om een extra investering te voorkomen aangezien een los koelapparaat al gauw rond de € 1.500,- kost en zorgt voor een aanvullende elektrische energievraag die moet worden opgevangen door middel van duurzame opwekking. Van de bij verwarming omschreven systemen komen de grondbuisventilatie en de warmtepompsystemen hiervoor in aanmerking. 7.2.1. Lucht warmtepomp Een omkeerbare lucht warmtepomp kan de woning koelen. Een lucht/water warmtepomp koelt water zodat de woning kan worden gekoeld via het vloerverwarmingssysteem van de woning terwijl een lucht/lucht warmtepomp de woning koelt door koude lucht via het ventilatiesysteem in de woning te verspreiden. Het voordeel van een lucht warmtepomp is dat er geen extra investering gedaan hoeft te worden. Het rendement van koelen met een lucht warmtepomp systeem is vergelijkbaar met het rendement van een doorsnee koelapparaat. Koelen met een lucht warmtepomp zorgt dus wel voor een extra elektrische energievraag die moet worden opgevangen door middel van duurzame opwekking. 7.2.2. Bodemwarmtewisselaar met water/water warmtepomp Voor koeling met een water/water warmtepomp is geen compressor energie nodig. Het koele water uit de bodem hoeft alleen maar te worden rondgepompt. De hoeveelheid elektrische energie die hiervoor benodigd is is minimaal. Een bijkomend voordeel van koelen met een water/water warmtepomp is de warmte uit de woning die in de zomer terug naar de bron wordt gebracht. De bron wordt hierdoor weer licht opgewarmd wat het rendement in de winter verbetert.


pagina 29 van 54



7.2.3. Grondbuisventilatie In een woning met balansventilatie en bijbehorende wtw-unit kan altijd een grondbuisventilatiesysteem worden toegepast. De wtw-unit zuigt de aanvoerlucht dan aan via de grondbuis in plaats van direct van buien. In de zomer wordt hierdoor de warme buitenlucht afgekoeld in de grondbuis. De aanvullende energiebehoefte van de wtw-unit is daarbij te verwaarlozen. Omdat grondbuisventilatie ook voor verwarming van de woning kan worden ingezet worden er geen dubbele kosten gemaakt. 7.3. Kosten Grondbuisventilatie: Lucht/lucht warmtepomp: Lucht/water warmtepomp: Bodemwarmtewisselaar: Standaard koelapparaat:

€ 8.000,- tot € 9.000,- (aanschaf + montage) € 10.000,€ 10.000,€ 14.000,- (incl. geothermische warmtepomp) € 1.500,-


Categorie

D

K

J

Grondbuisventilatie

Duurzame opwekking

++

–

++


Duurzame opwekking

+

–

+/–


Duurzame opwekking

+

–

+/–

Water/water warmtepomp

Duurzame opwekking

++

––

++

Standaard koelapparaat

Traditioneel

––

––

––


7.5. Conclusie Een goed passiefhuis heeft geen koeling nodig. Indien er toch gekoeld moet worden doet men er verstandig aan om koeling en verwarming te integreren in één apparaat om de investering laag te houden. Omkeerbare warmtepompen zijn daar uitstekend voor geschikt, waarbij de water/water warmtepomp het hoogste rendement heeft door de gratis koude die uit de bodemwarmtewisselaar wordt gehaald. Een andere optie is grondbuisventilatie. 7.6. Bijlagen In de bijlage zijn de systemen uitgebreid omschreven. Bijlage 02. BOUWKUNDIG ENERGIE BESPAREN: hoofdstuk 01. PASSIEFHUIS Bijlage 03. DUURZAME INSTALLATIES: hoofdstuk 01. WARMTEPOMP hoofdstuk 02. GRONDBUISVENTILATIE


pagina 30 van 54



8. ELEKTRICITEIT Elektriciteit is door de uitsluiting van aardgas erg belangrijk in een energieneutrale woning. Indien een elektrische warmtepomp wordt toegepast is er sprake van een hoge gebouwgebonden elektriciteitsbehoefte, doordat verwarming en/of warm tapwater elektrisch worden opgewekt. Om te kunnen spreken van een energieneutrale woning moeten de gebouwen gebruiksgebonden elektriciteit beide op een duurzame manier worden opgewekt. 8.1. Duurzame elektriciteitsbronnen Duurzame elektriciteit kan op grote schaal worden opgewekt door middel van enorme waterkrachtcentrales, windturbines, solarparken en eventueel kerncentrales. Op kleinere schaal zijn de opties bepDuurzame elektriciteit kan worden opgewekt door middel van: • PV-panelen; • PVT collectoren; • Kleine windturbines; • Micro-wkk (stirlingmotor of brandstofcel met waterstof). 8.1.1. PVT collectoren PVT collector, de combinatie van een zon-thermische absorber met fotovoltaïsche cellen, is één paneel dat zowel warmte als elektriciteit opwekt. PVT collectoren wekken per vierkante meter meer energie op dan een gecombineerd systeem van PV-panelen en zonnecollectoren, maar zijn op dit moment nog veel duurder en dus alleen interessant als er te weinig ruimte is voor twee losse systemen. 8.1.2. Micro-wkk Een micro-wkk combineert ook de opwekking van warmte en elektriciteit. Er zijn meerdere vormen van warmtekrachtkoppeling, waaronder de brandstofcel met waterstof en een stirlingmotor. De brandstofcel is nog niet vergenoeg ontwikkeld terwijl de micro-wkk met stirlingmotor niet past in een energieneutrale woning door de ongunstige verhouding tussen opgewekte elektriciteit en warmte en het gebruik van aardgas. 8.1.3. Kleine windturbine In theorie is de combinatie tussen PV-panelen en een kleine windturbine ideaal doordat de systemen in verschillende tijden van het jaar de hoogste opbrengst hebben. Helaas blijven de kleinschalige windturbines ver achter bij de kosten-baten ratio van PV-panelen. Bovendien zijn de best presterende windturbines met een rotor diameter van 4 á 5 meter ook de grootste. Een windturbine brengt daarnaast ook allerlei bouwtechnische problemen met zich mee zoals trillingen en ongewenste krachtmomenten. 8.1.4. PV-panelen De ontwikkeling van de zonnecel en daarmee ook PV-panelen is al jarenlang aan de gang. Dat heeft ertoe geleid dat PV-panelen goedkoper dan ooit zijn terwijl de opbrengst ook blijft stijgen, maar PV-panelen zijn nog steeds relatief duur waardoor de terugverdientijd erg lang is. Daar staat tegenover dat de levensduur van PV-panelen met 25 tot 30 jaar ook lang te noemen is. Die ontwikkeling gaat onverminderd door, wat resulteert in kortere terugverdientijden.


pagina 31 van 54


8.2. Kosten PV-panelen: Micro-wkk: Kleine windturbine: PVT Collectoren: Elektriciteitsnet:


€ 20.000,- tot € 30.000,- (incl. montage) onbekend € 4.000,- tot € 30.000,- (incl. montage) € 40.000,- tot 60.000,- (excl. montage) ca. € 0.24 per kWh


Categorie

D

K

J

PV-panelen

Duurzame opwekking

++

––

++

Micro-wkk

Duurzame opwekking

+/-

–

+

Kleine windturbine

Duurzame opwekking

+/-

––

––

PVT collectoren

Duurzame opwekking

+

––

+

Elektriciteitsnet

Traditioneel

––

++

––


8.4. Conclusie Na nader onderzoek blijkt dat op dit moment voor een energieneutrale woning alleen PV-panelen interessant zijn. Om de gebruiksgebonden elektriciteit door middel van PV-panelen op te wekken is echter een aanzienlijke investering nodig. In verband met de te verwachte ontwikkelingen kan het aantrekkelijk zijn nog een aantal jaren te wachten met het investeren in PV-panelen. Een optie is om bij de bouw van de woning PV-panelen te plaatsen die 50% van de elektriciteitsbehoefte opwekken en voorzieningen te treffen zodat de overige 50% 5 of 10 jaar later heel eenvoudig bijgelegd kan worden. 8.5. Bijlagen In de bijlage zijn de systemen uitgebreid omschreven. Bijlage 03. DUURZAME INSTALLATIES: hoofdstuk 05. PV-PANELEN hoofdstuk 06. PVT COLLECTOREN hoofdstuk 07. KLEINSCHALIGE WINDTURBINES hoofdstuk 08. MICRO-WKK


pagina 32 van 54



9. INSTALLATIECONCEPTEN In voorgaande hoofdstukken zijn alle vormen van energiebehoefte in een woning afzonderlijk behandeld. Voor een energieneutrale woning is het nodig om meerdere systemen te combineren. In dit hoofdstuk worden alle systemen nog een keer vergeleken om aan de hand daarvan verschillende installatieconcepten voor een energieneutrale woning te ontwikkelen. 9.1. Vergelijkingsmatrixen De resultaten van het onderzoek zijn in de voorgaande hoofdstukken verwerkt in losse matrixen. Hieronder staan die matrixen overzichtelijk onder elkaar: Verwarming (lucht)

Categorie

D

K

J

Grondbuisventilatie

Duurzame opwekking

+

–

+


Beperk verbruik

+

–

+

Passiefhuistoestel

Beperk verbruik

+/–

+/-

+/–

HR-ketel

Traditioneel

––

++

––

Verwarming (vloer)

Categorie

D

K

J


Duurzame opwekking

++

––

+


Beperk verbruik

+

–

+

Zonnecollectoren

Duurzame opwekking

+

–

+

PVT collectoren

Duurzame opwekking

+

––

+/–

Micro-wkk

Duurzame opwekking

+

–

+/–

Passiefhuistoestel

Beperk verbruik

+/–

+/-

+/–

HR-ketel

Traditioneel

––

++

––

Verwarming (Pellets)

Categorie

D

K

J

Pelletkachel


+

-

+

Pelletboiler


++

+/-

+

Biokompakt


++

--

++


pagina 33 van 54



Warm tapwater

Categorie

D

K

J

Zonnecollectoren

Duurzame opwekking

++

––

++

PVT collectoren

Duurzame opwekking

+

––

+/-


Beperk verbruik

+

–

+

Bodemwarmtewisselaar (incl. WP)

Duurzame opwekking

+

––

+

Pelletboiler


++

+/-

+

Passiefhuistoestel

Beperk verbruik

+/-

+/-

+/-

HR-ketel

Traditioneel

––

++

––

Ventilatie

Categorie

D

K

J

Natuurlijke toeen afvoer

Traditioneel

––

++

++

Natuurlijk toe-, mechanisch afvoer

Traditioneel

––

+/–

+/-

Mechanische toeen afvoer

Beperk verbruik

++

–

–

Koeling

Categorie

D

K

J

Grondbuisventilatie

Duurzame opwekking

++

–

++


Duurzame opwekking

+

–

+/–


Duurzame opwekking

+

–

+/–


Duurzame opwekking

++

––

++

Standaard koelapparaat

Traditioneel

––

––

––

Elektriciteit

Categorie

D

K

J

PV-panelen

Duurzame opwekking

++

––

++

Micro-wkk

Duurzame opwekking

+/-

–

+

Kleine windturbine

Duurzame opwekking

+/-

––

––

PVT collectoren

Duurzame opwekking

+

––

+

Elektriciteitsnet

Traditioneel

––

++

––



pagina 34 van 54



Door de verschillende systemen in de matrix te beoordelen vallen er al direct een aantal systemen af. Van deze systemen zijn al voor dat ze in een installatieconcept worden uitgerekend bekend dat ze nog te duur, niet duurzaam en/of efficiënt genoeg of nog niet vergenoeg ontwikkeld zijn om in de nabije toekomst in te kunnen zetten. De overgebleven systemen zijn in onderstaand overzicht met al hun mogelijke toepassingen op een rijtje gezet. Installatie/systeem

Categorie

Functie/werking

Warmtepomp (lucht/lucht)

Beperk verbruik

Verwarming (lucht) Warm tapwater Koeling (lucht)

Warmtepomp (lucht/water)

Beperk verbruik

Verwarming (vloer) Warm tapwater Koeling (vloer)

Warmtepomp bodemwarmtewisselaar (water/water)

Beperk verbruik

Verwarming (vloer) Warm tapwater Koeling (vloer)

Pelletboiler

Beperk verbruik

Ruimteverwarming (vloer) Warm Tapwater

Pelletkachel

Beperk verbruik

Ruimteverwarming

Passiefhuistoestel

Fossiel efficiënt gebruikt

Verwarming (vloer) Verwarming (lucht) Warm tapwater

Balansventilatie met WTW Beperk verbruik

Ventilatie Terugwinning van warmte of koude uit ventilatielucht

Zonneboiler

Duurzame opwekking

Verwarming (vloer) Warm Tapwater

PV Panelen

Duurzame opwekking

Elektriciteit

Grondbuisventilatie

Duurzame opwekking

Verwarmde en gekoelde ventilatielucht


pagina 35 van 54



9.2. Totstandkoming van de schema´s Aan de hand van de voorgaande tabel en het overige vooronderzoek zijn er 3 concepten opgesteld die moeten leiden tot een energieneutrale woning. De basis van die 3 concepten is telkens een ander soort warmtepomp. De pelletboiler, pelletkachel en het passiefhuistoesten zijn niet helemaal energieneutraal, maar zijn wel degelijk energiezuinig en duurzaam. Om die reden is er dan ook van deze systemen een concept opgesteld. Tot slot is er ook een concept opgesteld van een standaard passiefhuis. In totaal komt dat uit op 7 installatieconcepten. • Energieneutraal 1; • Energieneutraal 2; • Energieneutraal 3; • Pelletboiler; • Pelletkachel; • Passiefhuistoestel • Passiefhuis. Bij alle schema's is het passiefhuisconcept (incl. balansventilatie en wtw-unit), of een benadering daarvan als uitgangspunt genomen, omdat dit de eerste voorwaarde is om tot een energieneutrale woning te komen. De tweede voorwaarde van een energieneutrale woning is zoveel mogelijk duurzame energiebronnen gebruiken. Om die reden zijn PV-panelen en zonnecollectoren met uitzondering van het 'kale' passiefhuis bij ieder concept toegepast. Grondbuisventilatie kan bij ieder concept als toevoeging worden ingezet. Om een compleet beeld te krijgen en een goede vergelijking te kunnen maken is aan de matrix ook een 'standaard' woning, die voldoet aan het bouwbesluit en is voorzien van een HR-Ketel en eventueel een koelapparaat, als referentie toegevoegd. Variant

Systemen en toepassingen

Referentie woning

HR-Ketel + Koelapparaat

Energieneutraal 1

Passiefhuis + Lucht/lucht warmtepomp + Zonneboilersysteem + PV-panelen

Energieneutraal 2

Passiefhuis + Lucht/water warmtepomp + Zonneboilersysteem + PV-panelen

Energieneutraal 3

Passiefhuis + Water/water warmtepomp + Zonneboilersysteem + PV-panelen

Pelletboiler

Passiefhuis + Pelletboiler + Zonnecollectoren + PV-panelen

Pelletkachel

Passiefhuis + Pelletkachel + HR-Ketel + Zonneboilersysteem + PV-panelen

Passiefhuistoestel

Passiefhuis + Passiefhuistoestel + Zonnecollectoren + PV-panelen

Passiefhuis

Passiefhuis + HR Ketel

In dit hoofdstuk worden de concepten omschreven en een schema van elk concept gegeven. De grafieken van het kostenverloop van de varianten zijn gebaseerd op een woning van 150m² met 4 bewoners. De uitgebreide resultaten worden behandeld in hoofdstuk 10. MATRIX en bijlage 04. MATRIX


pagina 36 van 54



9.3. Referentiewoning In de referentie woning wordt uitgegaan van een standaard HR-Ketel die warm tapwater en ruimteverwarming levert. De gebruiksgebonden elektriciteit komt gewoon uit het elektriciteitsnet. In de referentie woning wordt natuurlijk geventileerd. Eventueel kan er nog een koelapparaat aan toegevoegd worden. REFERENTIE WONING ENERGIE OPNAME

INSTALLATIE/SYSTEEM

ENERGIE AFNAME

Warm Tapwater Aardgas

HR-Ketel Ruimteverwarming

Elektriciteitsnet

Elektriciteit

Buitenlucht

Natuurlijke ventilatie

Voordelen: Nadelen:

Lage aanschafkosten. Hoge energierekening; Hoge CO2-uitstoot; NIET ENERGIENEUTRAAL!

Kostenverloop 320000 300000 280000 260000 240000 0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Referenti ewoni ng


pagina 37 van 54



9.4. Energieneutraal 1 In de eerste energieneutrale variant is de basis een lucht/lucht warmtepomp. Deze verwarmt de woning door het verwarmen van ventilatielucht en produceert het warme tapwater. Een groot zonneboiler systeem met 8-10m² zonnecollectoren ontlast de warmtepomp. PV-panelen (ca. 40m²) voeden de warmtepomp met elektriciteit en leveren daarmee de gebruiks- en gebouwgebonden elektriciteit. De warmtepomp kan eventueel ook ingezet worden om te koelen.

ENERGIENEUTRAAL 1 ENERGIE OPNAME

INSTALLATIE/SYSTEEM

ENERGIE AFNAME

Zonnecollector

Zonneboiler

Warm Tapwater

Buitenlucht

Lucht/Lucht Warmtepomp

Ruimteverwarming (Lucht)

Elektriciteitsnet

Elektriciteit

PV-Panelen

Ventilatie (verwarmd/gekoeld)

WTW-unit

*Als toevoeging kan grondbuisventilatie worden toegepast. De wtw-unit blaast de ventilatielucht dan aan via de grondbuis.

Voordelen:

Alle energie 100% duurzaam opgewekt; Geen CO2 uitstoot; Één systeem voor ventilatie, verwarming en warm tapwater; Relatief eenvoudige configuratie. Hoge aanschafkosten; Niet binnen 15 jaar terugverdient.

Nadelen:

Kostenverloop 320000 300000 280000 260000 240000 0

1

2

3

4

5

6

Referentiewoni ng

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Energi eneutraal 1


pagina 38 van 54



9.5. Energieneutraal 2 In de tweede energieneutrale variant is een lucht/water warmtepomp de bron voor warm tapwater en de vloerverwarming. PV-panelen zorgen voor de gebouwen gebruiksgebonden elektriciteitsvraag (ca. 40m²) terwijl de zonnecollectoren (8-10m²) met grote zonneboiler een extra warmtebron voor de lucht water warmtepomp is. De warmtepomp kan eventueel ook ingezet worden om te koelen. Dit systeem komt overeen met het 'energieneutraal huis 2.0' van Faro Architecten en de 'Nulwoning' van Ronald Serné en is dus al twee maal succesvol toegepast. (Zie bijlage 01. REFERENTIEPROJECTEN).


INSTALLATIE/SYSTEEM

ENERGIE AFNAME

Zonnecollector

Zonneboiler

Warm Tapwater

Buitenlucht

Lucht/Water Warmtepomp

Ruimteverwarming (vloer)

Elektriciteitsnet

Elektriciteit

PV-Panelen


WTW-unit


Voordelen:

Alle energie 100% duurzaam opgewekt; Geen CO2 uitstoot; Relatief eenvoudige configuratie. Hoge aanschafkosten; Niet binnen 15 jaar terugverdient.

Nadelen:

Kostenverloop 300000 280000 260000 240000 0

1

2

3

4

5

6

7

Referentiewoni ng


8

9

10

11

12

13

14

15

Energi eneutraal 2

pagina 39 van 54



9.6. Energieneutraal 3 In de laatste energieneutrale variant heeft elke energievorm in principe zijn eigen duurzame opwekkingsbron. De vloerverwarming wordt gevoed door de verticale bodemwarmtewisselaar terwijl de zonnecollectoren (8-10 m²) het tapwater verwarmen. De PV-panelen (45 m²) wekken de gebouwen gebruiksgebonden elektriciteit op.


INSTALLATIE/SYSTEEM

ENERGIE AFNAME

Zonnecollector

Zonneboiler

Warm Tapwater

Verticale bodem Warmtewisselaar

Water/Water Warmtepomp


Elektriciteitsnet

Elektriciteit

PV-Panelen

Ventilatie (verwarmd)

WTW-unit


Voordelen:

Alle energie 100% duurzaam opgewekt; Geen CO2 uitstoot. Hoge aanschafkosten; Niet binnen 15 jaar terugverdient; Kans op uitputting van de bron van de bodemwarmtewisselaar; Vloerverwarming (bijna) overbodig.

Nadelen

Kostenverloop 320000 300000 280000 260000 240000 0

1

2

3

4

5

6

7

Referentiewoni ng


8

9

10

11

12

13

14

15

Energi eneutraal 3

pagina 40 van 54



9.7. Pelletboiler In deze variant levert de pelletboiler de warmte voor de vloerverwarming en het warme tapwater. De pelletboiler wordt gevoed door houtpellets en zonnecollectoren. Deze variant is niet energieneutraal omdat men afhankelijk is van houtpellets. De energierekening is wel erg laag, evenals de C02-emissie. De warmtepomp kan eventueel ook ingezet worden om te koelen.

PELLETBOILER ENERGIE OPNAME

INSTALLATIE/SYSTEEM

ENERGIE AFNAME

Zonnecollector

Warm Tapwater Pelletboiler

Houtpellets


Elektriciteitsnet

Elektriciteit

PV-Panelen


WTW-unit


Voordelen:

Lage aanschafkosten; Zeer lage CO2-emissie. Inkoop van pellets; Bevoorrading van pelletboiler; NIET ENERGIENEUTRAAL

Nadelen:

Terugverdientijd 320000 300000 280000 260000 240000 0

1

2

3

4

5

6

7

Referentiewoni ng


8

9

10

11

12

13

14

15

Pel letboi ler

pagina 41 van 54



9.8. Pelletkachel Een pelletkachel (met labyrint/luchtkanalen) verwarmt de hele woning. Een zonneboiler systeem verwarmt samen met een HR-ketel het warme tapwater. PV-panelen leveren de elektriciteit voor de woning.

PELLETKACHEL ENERGIE OPNAME

INSTALLATIE/SYSTEEM

Aardgas

HR-Ketel

ENERGIE AFNAME

Warm Tapwater Zonnecollector

Zonneboiler

Houtpellets

Pelletkachel


Elektriciteitsnet

Elektriciteit


WTW-unit


Voordelen: Nadelen:

Relatief lage CO2-emissie. Gebruik van aardgas voor het warm tapwater; Inkoop van pellets; Bevoorrading van pelletboiler; NIET ENERGIENEUTRAAL

Kostenverloop 320000 300000 280000 260000 240000 0

1

2

3

4

5

6

7

Referenti ewoning


8

9

10

11

12

13

14

15

Pell etkachel

pagina 42 van 54



9.9. Passiefhuistoestel Het 'passiefhuistoestel' van 'Brink Climate Systems' of een vergelijkbaar toestel wordt ingezet voor verwarmen, ventileren en het warme tapwater. In het passiefhuistoestel worden een wtw-unit, een boiler met naverwarmer en een CV-toestel gecombineerd. Bij het systeem hoort ook een zonnecollector van 4m². Het CV-toestel levert samen met de zonnecollectoren het warme tapwater.

PASSIEFHUISTOESTEL ENERGIE OPNAME

INSTALLATIE/SYSTEEM

ENERGIE AFNAME

Zonnecollector

Warm Tapwater

Aardgas

Ruimteverwarming (lucht)

Passiefhuistoestel

PV-Panelen


Elektriciteitsnet

Elektriciteit


Voordelen: Nadelen:

Één toestel voor alle energie. Gebruik aardgas voor verwarming en warm tapwater; Lage energiebesparing; Hoge energierekening; NIET ENERGIENEUTRAAL!

Kostenverloop 320000 300000 280000 260000 240000 0

1

2

3

4

5

6

7

Referentiewoning


8

9

10

11

12

13

14

15

Pas si efhui stoestel

pagina 43 van 54



9.10. Passiefhuis In deze variant wordt enkel het passiefhuisprincipe toegepast. Met uitzondering van balansventilatie (belangrijk onderdeel van een passiefhuis) is het installatieconcept hetzelfde als de referentiewoning.

PASSIEFHUIS ENERGIE OPNAME

INSTALLATIE/SYSTEEM

ENERGIE AFNAME

Warm Tapwater Aardgas

HR-Ketel Ruimteverwarming

Elektriciteitsnet

Elektriciteit


WTW-unit


Voordelen:

Relatief lage investering; Terug te verdienen binnen 15 jaar. Gebruik aardgas voor verwarming en warm tapwater; Lage energiebesparing; Hoge energierekening; NIET ENERGIENEUTRAAL!

Nadelen:

Kostenverloop 320000 300000 280000 260000 240000 0

1

2

3

4

5

6

7

Referentiewoning


8

9

10

11

12

13

14

15

Pas si efhui s

pagina 44 van 54



10. MATRIX Om een keuze te kunnen maken tussen één van de hiervoor omschreven installatieconcepten is het noodzakelijk om de kosten van elk concept zo nauwkeurig mogelijk te bepalen. Hiervoor is een matrix opgesteld waarmee de installatieconcepten naast elkaar vergelijken kunnen worden. Deze matrix is zodanig opgezet zodat deze door Bongers Architecten bv eenvoudig te gebruiken én te wijzigen is. Op deze manier is het mogelijk om o.a. recente prijzen aan de matrix toe te voegen. De matrix die gemaakt is om de installatieconcepten te vergelijken is zodanig opgezet dat deze niet alleen voor dit onderzoek gebruikt kan worden, maar ook tijdens het ontwerpproces van een nieuwe woning. De matrix is daarmee het belangrijkste eindresultaat van dit onderzoek, met het rapport als ondersteuning van de gemaakte keuzes. Zie bijlage 04. MATRIX voor een uitleg/handleiding van de matrix en de uitgebreide resultaten van een voorbeeld woning van 150m² 10.1. Resultaten De matrix berekent de directe investeringskosten en het energiegebruik van de installatieconcepten. Op basis van de in hoofdstuk 2. ENERGIEVERBRUIK- EN TARIEVEN bepaalde tarieven worden de jaarlijkse energiekosten voor de komende 15 jaar berekend. Met die gegevens worden de totale kosten na 15 jaar uitgerekend zodat kan worden bepaald of de installatie concepten na 15 jaar zijn terug verdiend. De grens van 15 jaar is gekozen omdat dit de levensduur is van de meeste installaties. Als de berekening over een lange periode zou worden gemaakt wordt een vertekend beeld gecreëerd. Toch geeft ook de terugverdienberekening geen volledig beeld van de voordelen van een energieneutrale woning. De belangrijkste systemen, zoals passiefhuis, zonnecollectoren en PV-panelen, hebben een terugverdientijd die weliswaar langer is dan 15 jaar, de levensduur is dat ook. Om die reden is de jaarlijkse afschrijving van de installatieconcepten berekend op basis van de technische levensduur van de individuele systemen. Wanneer de jaarlijkse energiekosten bij de jaarlijkse afschrijving wordt opgeteld ontstaat een compleet beeld van de kosten. Aan de hand van het jaarlijkse energiegebruik is vrij nauwkeurig de jaarlijkse CO2 uitstoot berekend. Zodoende heeft de matrix 5 uitkomsten die van belang zijn: Uitkomst

Omschrijving

Waarom van belang

Investering

De directe investering die gedaan moet worden voor de bouw van de woning.

Moet binnen het opdrachtgever passen.

Energiekosten

De jaarlijkse kosten (gemiddelde over 15 jaar) die voor energie betaald moeten worden.

Door lage energiekosten kan de investering worden terug verdient.

Kosten na 15 jaar

De som van de investering en de energiekosten gedurende de eerste 15 jaar.

Toont aan of de energieneutrale woning binnen 15 jaar is terugverdient.

Afschrijving + Energie

De som van de jaarlijkse afschrijving en de jaarlijkse energiekosten (gemiddelde over 15 jaar).

Toont aan of een energieneutrale woning over de gehele levensduur van de woning goedkoper is.

CO2-emissie

De jaarlijkse CO2-emissie veroorzaakt door het energiegebruik van de woning.

Duidelijkste voorbeeld van de duurzaamheid van een energieneutrale woning.


budget

van

de

pagina 45 van 54



Onderstaande tabellen tonen een kort resultaat van de matrix na het invoeren van 3 verschillende waarden voor de de belangrijkste parameter van de matrix: de gebruikersoppervlakte. 10.1.1. Tabel 150 m² Variant Referentiewoning Energieneutraal 1 Energieneutraal 2 Energieneutraal 3 Pelletboiler Pelletkachel Passiefhuistoestel Passiefhuis

Investering € 245.200 €0 € 301.450 € 56.250 € 303.250 € 58.050 € 308.850 € 63.650 € 295.750 € 50.550 € 304.400 € 59.200 € 292.300 € 47.100 € 266.400 € 21.200

Energiekosten € 3.518 €0 € 283 € 3.234€ 283 € 3.234€ 283 € 3.234€ 434 € 3.084€ 760 € 2.758€ 919 € 2.598€ 2.088 € 1.430-

Kosten na 15 jaar Afschrijving + Energie € 297.950 €0 € 7.800 €0 € 305.700 € 7.750 € 6.700 € 1.100€ 307.500 € 9.550 € 6.750 € 1.050€ 313.100 € 15.150 € 6.950 € 850€ 302.300 € 4.350 € 6.350 € 1.450€ 315.800 € 17.850 € 7.250 € 550€ 306.100 € 8.150 € 6.900 € 900€ 297.700 € 250€ 6.850 € 950-

CO2-emissie 4.640 kg 0 0 kg -4.640 0 kg -4.640 0 kg -4.640 30 kg -4.610 325 kg -4.315 760 kg -3.880 2.055 kg -2.585

kg kg kg kg kg kg kg kg

NB: Van elke categorie geeft de eerste kolom de totale waarde aan en de tweede kolom het verschil met de referentiewoning. Bij een negatieve waarde is de variant goedkoper dan de referentie.

10.1.2. Tabel 225 m² Variant Referentiewoning Energieneutraal 1 Energieneutraal 2 Energieneutraal 3 Pelletboiler Pelletkachel Passiefhuistoestel Passiefhuis

Investering € 365.200 €0 € 436.050 € 70.850 € 438.400 € 73.200 € 445.750 € 80.550 € 427.300 € 62.100 € 435.950 € 70.750 € 423.850 € 58.650 € 396.000 € 30.800

Energiekosten € 4.545 €0 € 283 € 4.262€ 283 € 4.262€ 283 € 4.262€ 536 € 4.010€ 962 € 3.583€ 1.201 € 3.344€ 2.466 € 2.079-

Kosten na 15 jaar Afschrijving + Energie € 433.400 € 0 € 10.850 €0 € 440.300 € 6.900 € 9.050 € 1.800€ 442.650 € 9.250 € 9.150 € 1.700€ 450.000 € 16.600 € 9.400 € 1.450€ 435.350 € 1.950 € 8.650 € 2.200€ 450.400 € 17.000 € 9.700 € 1.150€ 441.900 € 8.500 € 9.400 € 1.450€ 433.000 € 400€ 9.350 € 1.500-

CO2-emissie 6.475 kg 0 0 kg -6.475 0 kg -6.475 0 kg -6.475 50 kg -6.425 620 kg -5.855 1.270 kg -5.205 2.665 kg -3.810


Energiekosten € 5.573 €0 € 283 € 5.290€ 283 € 5.290€ 283 € 5.290€ 637 € 4.936€ 1.164 € 4.409€ 1.483 € 4.090€ 2.845 € 2.728-

Kosten na 15 jaar Afschrijving + Energie € 568.800 € 0 € 13.850 €0 € 574.850 € 6.050 € 11.400 € 2.450€ 577.850 € 9.050 € 11.500 € 2.350€ 586.900 € 18.100 € 11.850 € 2.000€ 568.450 € 350- € 11.000 € 2.850€ 584.950 € 16.150 € 12.150 € 1.700€ 577.650 € 8.850 € 11.950 € 1.900€ 568.300 € 500- € 11.900 € 1.950-

CO2-emissie 8.315 kg 0 0 kg -8.315 0 kg -8.315 0 kg -8.315 70 kg -8.245 910 kg -7.405 1.785 kg -6.530 3.275 kg -5.040


10.1.3. Tabel 300m² Variant Referentiewoning Energieneutraal 1 Energieneutraal 2 Energieneutraal 3 Pelletboiler Pelletkachel Passiefhuistoestel Passiefhuis

Investering € 485.200 €0 € 570.600 € 85.400 € 573.600 € 88.400 € 582.650 € 97.450 € 558.900 € 73.700 € 567.500 € 82.300 € 555.400 € 70.200 € 525.600 € 40.400


pagina 46 van 54



10.1.4. Grafieken 150m² Kostenverloop 320000

310000

300000

290000

280000

270000

260000

250000

240000 0

1

2

3

4

Referentiewoni ng Pell etboil er

5

6

7

Energi eneutraal 1 Pel letkachel

8

9

10

Energieneutraal 2 Pass i efhuis toes tel

Afschrijving + Energiekosten

11

12

13

14

15

Energieneutraal 3 Pas si efhuis

CO2-Emissie (kg/jaar)

€ 9.000

5.000

€ 8.000

4.500

€ 7.000

4.000 3.500

€ 6.000

3.000 € 5.000 2.500 € 4.000 2.000 € 3.000

Afschrijving

Energiekosten


Aardgas

Elektriciteit

Passief huis

Passief huis Toestel

Pelletkachel

Pelletboiler

Energie Neutraal 3

Energie Neutraal 2

Energie Neutraal 1

Passiefhuis

Passief huis Toestel

Pelletkachel

0 Pelletboiler

€0 Energie Neutraal 3

500

Energie Neutraal 2

€ 1.000

Energie Neutraal 1

1.000

Referentie Woning

€ 2.000

Ref erentie Woning

1.500

Houtpellets

pagina 47 van 54



10.2. Conclusies Uit de hierboven getoonde resultaten blijkt dat alle energieneutrale varianten niet zijn terug te verdienen binnen 15 jaar, maar op bas is van de jaarlijkse afschrijving blijkt dat iedere variant uiteindelijk wel goedkoper is. Dat is voornamelijk te danken aan het passiefhuisprincipe dat door zijn lange levensduur en enorme energiebesparing hoe dan ook goedkoper is over de gehele levensloop van de woning. Verder blijkt dat voor de matrix geldt hoe groter de woning is, hoe gunstiger de energieneutrale varianten uitkomen. Dit is te verklaren doordat de extra kosten die voor een groter passiefhuis moeten worden gemaakt, niet opwegen tegen de eveneens verhoogde energiebesparing van het passiefhuis. Ook hierin speelt het passiefhuisprincipe dus een belangrijke rol. Overigens is dit verschijnsel niet oneindig, wanneer de woning nog groter wordt is de capaciteit van de installaties op den duur niet toereikend genoeg. De systeemprijzen vallen dan hoger uit door de eveneens verhoogde capaciteit. 10.2.1. Energieneutrale varianten Van de energieneutrale varianten is de eerste, met een lucht/lucht warmtepomp, de voordeligste optie. Het rendement (COP) van de lucht warmtepomp is het hoogst wat zich vertaalt naar de laagste gebouwgebonden elektriciteitsbehoefte. Door de integratie van verwarming en ventilatie, mogelijk doordat het afvoermedium van de warmtepomp lucht is, liggen de systeemkosten nog lager. Het iets lagere rendement van de lucht/water warmtepomp en de toepassing van vloerverwarming zorgt ervoor dat de directe investering van de tweede energieneutrale variant iets hoger uitkomt. De water warmtepomp in de derde energieneutrale variant is het duurst in aanschaf en heeft in theorie het hoogste rendement, maar dat wordt door mogelijke uitputting van de bron drastisch verlaagd. De gebouwgebonden elektriciteitsbehoefte zal in de praktijk dan ook het hoogst zijn in deze variant. Dat werkt direct door in de benodigde capaciteit van de PV-panelen. 10.2.2. Alternatieven Het duurzaamste alternatief voor een energieneutrale woning is de toepassing van een pelletboiler in combinatie met een passiefhuis, zonnecollectoren en PV-panelen. Deze is op basis van de jaarlijkse afschrijving van alle installatieconcepten het voordeligst. Bij deze variant is er sprake van CO2-emisse veroorzaakt door het verbranden van houtpellets, maar die concentratie is werkelijk te verwaarlozen. Een gewoon passiefhuis is in aanschaf veruit het goedkoopste alternatief, maar de jaarlijkse energiekosten zijn bij deze variant daarentegen ook het hoogst. Een passiefhuis is na 15 jaar voordeliger dan de referentiewoning, maar op basis van de jaarlijkse afschrijving zijn alle energieneutrale varianten goedkoper. De resultaten van de variant met een passiefhuistoestel in combinatie met een passiefhuis, zonnecollectoren en PV-panelen liggen tussen eerder genoemde alternatieven in. De investering van de variant met pelletkachel is te hoog om nog terug te kunnen verdienen. 10.2.3. Volledige berekening Zie bijlage 04. MATRIX voor de volledige berekening van de woning van 150m².


pagina 48 van 54



11. RESULTATEN ENERGIEPRESTATIECOËFFICIËNT De energieprestatiecoëfficiënt (EPC) is een index om de energetische efficiëntie van een gebouw aan te geven. De EPC-berekening is opgenomen in het bouwbesluit en een verplicht onderdeel van een bouwaanvraag. Het effect op de EPC is daarmee een belangrijk criterium voor de beoordeling van een energieneutrale woning. In theorie zou een energieneutrale woning een EPC van 0 moeten hebben, er wordt immers geen energie van buitenaf meer gebruikt. In de praktijk blijkt dit uiteindelijk ook te lukken. Om dit te bepalen zijn een zestal uiteenlopende woningen getest. Deze woningen, ontworpen door Bongers Architecten, zijn ingevoerd in de EPN om te bepalen wat het effect is op de EPC. De originele varianten voldoen allen aan de huidige EPC-eis van 0,8. Daarna is de transmissie, infiltratie en ventilatie ingevoerd alsof het een passiefhuis is. De installaties zijn uitgevoerd volgens de energieneutrale varianten. Het ontwerp van de woningen is in eerste instantie onaangepast gebleven. Alle energieneutrale varianten zijn bij die berekening op 0 uitgekomen, maar dat resultaat wordt pas gehaald na het invoeren van zonnecollectoren en fotovoltaïsche cellen. Daarna kunnen diverse waardes nadelig worden veranderd zonder dat de EPC hoger uitkomt. Met een energieneutrale woning is het behalen van een EPC van 0 (gepland voor 2020) volgens de (met de huidige rekenmethode geen enkel probleem. Dat is voornamelijk te danken aan het toepassen van zonneenergiesystemen. 11.1. Passiefhuis en EPN In de Nederlandse norm is het effect van bouwkundige maatregelen zoals extra isolatiemaatregelen en verbeterde kierdichting op de EPC betrekkelijk klein in vergelijking met het effect van installatietechnische maatregelen. Daardoor kan het zijn dat het passiefhuisconcept, uitgedrukt in een EPC waarde niet de waardering in energiebesparing krijgt die het zou moeten krijgen. Een goed voorbeelden daarvan is het geringe effect van een sterk verbeterde warmteweerstand op de EPC. Om dit te onderzoeken is een gerealiseerd passiefhuis ingevoerd in de EPN. Dat resulteert in een EPC van 0,6 tot 0,64 (afhankelijk van de systemen voor verwarming en tapwater). Dit is uiteraard ver onder de huidige EPC-norm maar veel minder laag dan, gezien de werkelijke energiebesparing, te verwachten valt. Dit verschijnsel is al enige tijd bekend, het Energieonderzoek Centrum Nederland (ECN) heeft daarom in opdracht van Agentschap NL onderzoek gedaan naar de waardering van passiefhuizen volgens EPN en PHPP(een rekenmethode om een passiefhuis te beoordelen). Het ECN komt met het onderzoek tot de conclusie dat de EPN methodiek niet goed geschikt is voor een accurate bepaling van de vermindering van het energiegebruik door passiefhuismaatregelen en doet daarbij een aantal aanbevelingen om de tekortkomingen in de EPN methodiek te verhelpen. Het feit dat het onderzoek is verricht in opdracht van een overheidsinstelling (Agentschap NL) doet vermoeden dat deze aanbevelingen op zijn minst overwogen worden voor de verbetering van de EPN methodiek. Zie ook:

Bijlage 02. BOUWKUNDIG ENERGIE BESPAREN hoofdstuk 02. PASSIEFHUIS


pagina 49 van 54



12. CONCLUSIE De focus van dit onderzoek ligt op realiteit. “Is het daadwerkelijk mogelijk om een energieneutrale woning te bouwen, hoe kan dat het beste, wat zijn daarvan de meerkosten en is die investering terug te verdienen?” 12.1. Is het mogelijk om een energieneutrale woning te bouwen? Die vraag is volmondig met ja te beantwoorden. In Duitsland is in 1994 al een woning gebouwd die meer energie opwekt dan dat het verbruikt en ook in Nederland zijn er inmiddels al een aantal energieneutrale woningen gebouwd. 12.2. Wat is de beste manier om een energieneutrale woning te bouwen? Het ontwikkelen van een energieneutrale woning blijkt in de kern zeer eenvoudig te zijn. Een woning is energieneutraal te maken door het toepassen van drie stappen: 1. Ontwerp een passiefhuis; 2. Pas een elektrische warmtepomp toe; 3. Gebruik zonne-energiesystemen. Die drie stappen vormen als het ware een nieuwe trias energetica voor de ontwikkeling van een energieneutrale woning. 12.2.1. Passiefhuis De basis voor een energieneutrale woning zal bouwkundig gezien vrijwel altijd het passiefhuis principe moeten zijn. Dat wil dus zeggen: een extreem goed geïsoleerde woning (Rwaarden van 6,5 tot 10 m2k/W) met 3-laags beglazing en een goede luchtdichting. Warmteterugwinning met balans ventilatie, regelbare zonwering en een zuidelijke oriëntatie om de warmte van de zon de woning binnen te halen behoort daar ook bij. De invloed van die passiefhuismaatregelen op de EPC is weliswaar gering gebleken, ze leveren wel degelijk een aanzienlijke energiebesparing op, met als resultaat een passiefhuis dat niet meer dan 15kWh/m2 voor ruimteverwarming nodig heeft. Bovendien zijn installatietechnische maatregelen voor de korte termijn (levensduur vaak 10 tot 15 jaar) en geldt voor passiefhuismaatregelen de levensduur van de woning zelf: 50, 80 of soms wel 100 jaar. De investering van een passiefhuis is daardoor altijd terug te verdienen. Om die reden is het passiefhuis de basis van elk bedacht installatieconcept. Let wel, het ontwerpen en ontwikkelen van een passiefhuis is niet eenvoudig, er moet veel zorg worden besteed aan een zo optimaal mogelijke uitwerking van alle passiefhuismaatregelen. Het vraagt een totaal nieuwe ontwerpdiscipline. Afhankelijk van de situatie kan er een afweging worden gemaakt om een balans te vinden tussen het beperken van de warmtevraag en duurzame opwekking.


pagina 50 van 54



12.2.2. Warmtepompen Om echt energieneutraal te zijn is een elektrische warmtepomp benodigd. Door hun efficiëntie beperken zij de energiebehoefte van de woning en doordat ze elektrisch zijn is het mogelijk om de gehele energievraag op te vangen door duurzame opwekking van elektriciteit. In principe kunnen er drie verschillende warmtepompen worden toegepast. De water warmtepomp met bodemwarmtewisselaar is het duurst in aanschaf en heeft in theorie weliswaar het hoogste rendement, maar door uitputting van de bron kan het rendement drastisch worden verlaagd. De gebouwgebonden elektriciteitsbehoefte zal in de praktijk dan ook het hoogst zijn wat direct doorwerkt in de benodigde capaciteit van de PV-panelen. Een lucht warmtepomp is goedkoper en heeft een stabiel rendement. Door de integratie van verwarming en ventilatie liggen de systeemkosten van een lucht/lucht warmtepomp lager dan die van een lucht/water warmtepomp. Een lucht/lucht warmtepomp heeft dus de voorkeur. 12.2.3. Zonne-energiesystemen Zonnecellen zijn voorlopig de enige geschikte methode om duurzaam elektriciteit op te wekken. Met de huidige generatie PV-panelen zijn voor een energieneutrale woning ca. 40 tot 50m² PV-panelen benodigd. Dat is gewoon erg groot en zorgt niet alleen voor een forse investering, maar heeft ook consequenties voor het ontwerp en is daarmee een architectonische uitdaging. In verband met te verwachte ontwikkelingen van PV-panelen kan het aantrekkelijk zijn nog een aantal jaren te wachten met het investeren in PVpanelen. Een optie is om bij de bouw van de woning PV-panelen te plaatsen die 50% van de elektriciteitsbehoefte opwekken en voorzieningen te treffen zodat de overige 50% 5 of 10 jaar later heel eenvoudig bijgelegd kan worden. In een energieneutrale woning is een zonneboilersysteem met zonnecollectoren praktisch onmisbaar om de energievraag voor ruimteverwarming en warm tapwater zo laag mogelijk te houden. Het benodigde collectoroppervlak is 5 tot 10m². 12.3. Hoe groot is de investering van een energieneutrale woning? De meerkosten van een energieneutrale woning liggen afhankelijk van de grootte van de woning rond de 20%. De totale bouwsom van een energieneutrale woning zijn daarmee aanzienlijk hoger dan die van een 'normale' woning. De woning is daarmee wel volledig zelfvoorzienend op het gebied van energie. De enige overgebleven energiekosten zijn de vaste kosten voor het gebruik van het elektriciteitsnet. Er wordt ieder jaar een fors bedrag bespaard op de energierekening. 12.4. Is de investering van een energieneutrale woning terug te verdienen? Uit het onderzoek blijkt dat de som van de investeringskosten en de energiekosten van een energieneutrale woning na een gebruiksperiode van 15 jaar, de minimale levensduur van een warmtepomp, nog maar net hoger uit komt in vergelijking met een “normale” woning. Dat betekent dat een energieneutrale woning niet binnen 15 jaar is terug te verdienen. Echter de som van de jaarlijkse afschrijving en de jaarlijkse energiekosten blijkt bij alle energieneutrale varianten voordeliger uit te komen. Dit betekent dat over de totale levensduur van de woning een energieneutrale variant altijd voordeliger zal zijn. Dat valt te verklaren door de levensduur van een aantal belangrijke onderdelen die veel langer is dan de eerder genoemde 15 jaar. De jaarlijkse besparing op de energiekosten d.m.v. een passiefhuis zijn bijvoorbeeld veel hoger dan de jaarlijkse afschrijving van de meerkosten daarvan.


pagina 51 van 54



12.5. Wat betekend dit voor de opdrachtgever? Voor de opdrachtgever betekent het dat hij een fors hogere investering moet doen om zijn woning energieneutraal te bouwen. Een investering die zich niet binnen 15 jaar zal terugbetalen, maar pas na een nog langere termijn. Daar staan de duurzame voordelen van een energieneutrale woning tegenover. Een opdrachtgever die een energieneutrale woning wil laten bouwen zal dus bereid moeten zijn om een klein bedrag te investeren voor een hoge mate van duurzaamheid onder het motto: “Duurzaamheid mag wat kosten” 12.6. Alternatieven Als de drempel om een energieneutrale woning voor een opdrachtgever toch te hoog is zijn er twee uitstekende alternatieven die qua duurzaamheid weinig onder doen voor een energieneutrale woning. Het duurzaamste alternatief voor een energieneutrale woning is de toepassing van een pelletboiler in combinatie met een passiefhuis, zonnecollectoren en PV-panelen. Deze is op basis van de jaarlijkse afschrijving van alle installatieconcepten het voordeligst. Bij deze variant is er sprake van CO2-emisse veroorzaakt door het verbranden van houtpellets, maar die concentratie is werkelijk te verwaarlozen. Een gewoon passiefhuis is in aanschaf veruit het goedkoopste alternatief, maar de jaarlijkse energiekosten zijn bij deze variant daarentegen ook het hoogst. Een passiefhuis is na 15 jaar voordeliger dan de referentiewoning, maar op basis van de jaarlijkse afschrijving zijn alle energieneutrale varianten goedkoper. 12.7. Energietarieven Hoge aannames van de te verwachte stijgingen van de energietarieven hebben een zeer positieve invloed op de terugverdientijd van een energieneutrale woning, maar men mag niet uitgaan van te optimistische verwachtingen. De te verwachte stijgingen zijn in dit onderzoek daarom lager aangehouden dan de gemiddelde stijgingen van de afgelopen 10 jaar en daarmee zeer voorzichtig maar realistisch aangenomen. 12.8. Warm tapwater Elektriciteit kan worden opgewekt door PV-panelen en de energievraag voor ruimteverwarming kan enorm beperkt worden door passiefhuismaatregelen. Bovendien kan een elektrische warmtepomp die energievraag zeer efficiënt overbruggen. De energievraag van warm tapwater kan voor een groot deel opgevangen worden door zonnecollectoren, maar voorlopig is het niet mogelijk daar ook in de winter van te profiteren. Het elektrisch verwarmen van tapwater vergt erg veel energie door de hoge temperatuur (60 0C t.b.v. voorkomen van legionella) en daardoor vaak nog duurder dan tapwater verwarmen met behulp van aardgas. Aangezien besparen op het gebruik van warm tapwater voor veel moderne huishoudens onwenselijk is wordt de energievraag voor warm tapwater steeds belangrijker voor een energiezuinige woning.


pagina 52 van 54



13. BRONVERMELDING Voor dit onderzoek zijn diverse bronnen aangehaald om informatie te vergaren. Hieronder een zo compleet mogelijk overzicht. 13.1. Literatuur: e • 1 Evaluatie meetresultaten testveld kleine windturbines Zeeland. Ingreenious bv. Mei 2009. • Cijfers en Tabellen 2007. Senternovem. 2007. • Definitieve cijfers duurzame energie 2008. Centraal Bureau voor de Statistiek. December 2009. • Duurzame energie met thermochemische opslag. Nederlands Tijdschrift voor Natuurkunde. Januari 2010. • Energiezuinig bouwen met zonneboilers. Novem. Juli 2002. • Het opzetten van een selectiemodel voor warmtepompen. Afstudeerscriptie Rolf Hendriks. 2006. • Innovatie in energie. SenterNovem. Juni 2008. • Passiefbouwen eu-norm in 2011. Stedenbouw & Architectuur. Februari 2010. • Passiefhuis en EPN. Energieonderzoek Centrum Nederland. Augustus 2009. • Praktijkvoorbeelden energiezuinige woningbouw. SenterNovem. Juni 2007. • PVT in collectieve zonthermische systemen. Enerieonderzoek Centrum Nederland/Eneco. December 2003. • Spelen met kilowatts. Vivenda. 2010. • Wordt passiefhuistechnologie in Nederland via de EPN-methodiek gestimuleerd? Stichting Passiefhuisholland. Juni 2006.

13.2. Internet: Uitgelicht: • http://www.agentschapnl.nl (voorheen: http://www.senterNovem.nl) (juni 2010) • • • •

Aanspreekpunt als het gaat om duurzaamheid, innovatie, internationaal ondernemen en samenwerken. http://www.hbo-kennisbank.nl (juni 2010) Bibliotheek voor afstudeerscripties van uiteenlopende onderwerpen. http://www.nulwoning.nl (juni 2010) Blog van een particulier die zelfstandig een nulwoning heeft ontwikkeld én gebouwd heeft. http://www.pvpanelen.eu/vandaag.php (juni 2010) Grafieken van de opbrengst van een grote huishoudelijke PV-installatie. http://senternovem.databank.nl/ (juni 2010) Databank met gegevens over energieprijzen en alle aspecten van energiegebruik in de gebouwde omgeving.

Overige: • • • • • • • •

http://www.bouwkostenonline.nl (maart 2010) http://www.brinkclimatesystems.nl/passiefhuis-concept/1552 (april 2010) http://www.duurzameenergiethuis.nl/opbrengstmeter-zonnepanelen (mei 2010) http://www.eigenhuis.nl/VerenigingEigenHuis/Wonen/Energie/Hoebesparen/HRe_ketel (februari 2010) http://www.energiebesparennu.nu/view.cfm?page_id=22932 (april 2010) http://www.geothermodrilling.com/index_nl.php?rubriek=Hoe%20werkt%20aardwarmte (maart 2010) http://www.energiebau.nl/ (april 2010) http://www.heluto.nl/ (april 2010)


pagina 53 van 54

Bongers Architecten bv HRO Bouwkunde Versie 3.0 | 08-06-10 •

http://www.klimaatwebsite.be (mei 2010)

•

http://www.microwkk.nl/ (februari 2010) http://www.pelletinfo.net/ (april 2010)

•


http://www.passiefhuis.nl (mei 2010) • http://www.passievoorpellets.nl/pellets (april 2010) • • •

http://www.ruegg-cheminee.com/ww/nl/pub/producten/pelletkachel/ruegg_cheminee_pelletkache_kea.htm (april 2010)

http://www.reynaers.com/ReynaersAluminium/UPL/0H0.95C2.00-Solar.pdf (mei 2010) • http://www.trivselhus.nl (mei 2010) • • •

http://www.ventilair.be/NL/Ventilgeo-Producten_detail-259.php (maart 2010) http://www.warmtepomp-info.nl/ (mei 2010)

http://www.warmtewereld.nl (april 2010) • http://idet.nl/frameset_duurzaam.htm (april 2010) •

Bijlage 1: Referentieonderzoek • • • • • • • • • •

http://www.faro-architecten.nl/ (maart 2010) http://www.passiefhuis.nl/herenhuis_ijburg.html (maart 2010) http://www.passiefhuis.nl/ http://www.frankearchitekten.nl/ http://www.nulwoning.nl/ http://www.bouwwereld.nl http://www.tweesnoeken.nl/ http://www.passiefhuismarkt.nl/ http://www.velux.com http://www.architectenweb.nl


pagina 54 van 54

Afstudeeronderzoek


Bijlage 1

REFERENTIES Sietse van Vonderen Versie 1.1 08-06-10


bijlage 1 REFERENTIES

INHOUDSOPGAVE 1. HELIOTROPE.................................................................................................... .........................................3 1.1. Algemene informatie.................................................................................................... ................................3 1.2. Toegepaste maatregelen.................................................................................................... ...........................3 1.3. Andere projecten van Rolf Disch.................................................................................................... ...............4 1.4. Bronnen.................................................................................................... ...................................................4

2. ENERGIENEUTRAAL HUIS 2.0 .................................................................................................... ...............5 2.1. Algemene informatie.................................................................................................... ................................5 2.2. Toegepaste maatregelen.................................................................................................... ...........................5 2.3. Bronnen.................................................................................................... ...................................................5

3. ENERGIENEUTRALE WONING TE DUIVEN.................................................................................................. 6 3.1. Algemene informatie.................................................................................................... ................................6 3.2. Toegepaste maatregelen.................................................................................................... ...........................6 3.3. Bronnen.................................................................................................... ...................................................6

4. NULWONING RONALD SERNÉ.................................................................................................... ...............7 4.1. Algemene informatie.................................................................................................... ................................7 4.2. Toegepaste maatregelen.................................................................................................... ...........................7 4.3. Bronnen.................................................................................................... ...................................................7

5. ZONNEWONING .................................................................................................... ..................................8 5.1. Algemene informatie.................................................................................................... ................................8 5.2. Toegepaste maatregelen (per woning).................................................................................................... ......8 5.3. Bronnen.................................................................................................... ...................................................8

6. ENERGIENEUTRALE WONINGEN.................................................................................................... ...........9 6.1. Algemene informatie.................................................................................................... ................................9 6.2. Toegepaste maatregelen.................................................................................................... ...........................9 6.3. Bronnen.................................................................................................... ...................................................9

7. HOME FOR LIFE – VELUX ENERGIE+ WONING......................................................................................... 10 7.1. Algemene informatie.................................................................................................... ..............................10 7.2. Toegepaste maatregelen.................................................................................................... .........................10 7.3. Bronnen:.................................................................................................... ................................................10


pagina 2 van 10



1. HELIOTROPE Het Heliotrope in Freiburg, de privé woning van Rolf Disch gebouwd in 1994, heeft een uniek ontwerp. Het is het eerste gebouw in de wereld dat meer energie opwekt dan dat het verbruikt. Het gebouw draait mee met de zon om maximaal gebruik te maken van die zon. Van het heliotrope zijn 3 versies gebouwd, de eerste twee, in Freiburg en Offenburg, in 1994. Een jaar later nog één in Hilpoltstein. 1.1. Algemene informatie Opdrachtgever: Rolf Disch Plaats: Freiburg, Duitsland Architect: Rolf Disch Status: Gerealiseerd in 1994 1.2. Toegepaste maatregelen 56 m2 PV-panelen met zonvolger

WKK

• Draait met zon mee voor optimaal rendement

Zonnecollectoren in balustrades (heatpipes)

• Levert 5 tot 6x meer energie dan het gebouw

Grijs water circuit voor afwasmachine en vaatwasser

gebruikt Bodemwarmtewisselaar

Opvang van regenwater.


pagina 3 van 10



1.3. Andere projecten van Rolf Disch Architect Rolf Disch staat bekend als 'Solar Pioneer' en heeft zodoende nog twee bekende energie+ projecten ontworpen. Namelijk het Solar Settlement uit 2002 en het Sunship uit 2004. Kenmerkend voor deze projecten, beide in Freiburg, zijn de grote dakoppervlakten die volledig zijn bedekt met PV Panelen deze zorgen ervoor dat de woningen meer energie opleveren dan dat ze gebruiken.

Het Solar Settlement, de 10 losstaande blokken op de grote foto, uit 2002 en het Sunship, op de bovenste foto's en links op de grote foto, uit 2004 in Freiburg, Duitsland

1.4. Bronnen http://www.plusenergiehaus.de/ http://en.wikipedia.org/wiki/Heliotrope_(building)


pagina 4 van 10



2. ENERGIENEUTRAAL HUIS 2.0 Woonhuis 2.0 is energie neutraal. Dit wordt bereikt door de woning op passiefhuis niveau te brengen. Lucht wordt voorgekoeld of verwarmd door een Sole warmtewisselaar twee meter onder de woning. De resterende benodigde energie wordt geleverd door warmwatercollectoren voor ruimteverwarming en tapwater. Elektra wordt geleverd door twee windturbines en 6 m2 PV-panelen. Regenwater wordt hergebruikt voor toiletten en wasmachine. De houten gevel wordt niet geïmpregneerd maar gebrand. Tot op heden zijn de windturbines nog niet gebouwd door bezwaar van gemeente en buurtbewoners 2.1. Algemene informatie Opdrachtgever: Faro Architecten Plaats: Amsterdam Architect: Faro Architecten Status: Opgeleverd in 2009 2.2. Toegepaste maatregelen Passiefhuisniveau

Elektriciteit:

• Rc=10 m2k/W

• DonQi Windturbines: 2 st.

• Drievoudige beglazing (U=0,6W/m²K)

• PV-panelen: 12m2

• Volledige kierdichting

Balansventilatie:

• Diepe ligging horizontale ramen voorkomt

• Horizontale grondbuisventilatie (2m onder de

zoninstraling

woning)

• Regelbare zonwering

Zonnecollectoren in gevel (10m²)

• WTW installatie met hoog ventilatievoud

Gebruik zoveel mogelijk C2C materialen

• Voor vloerverwarming en warm tapwater

• Organisch isolatiemateriaal

• Grote zonneboiler 2m3

• Houten gevel gebrand ter verduurzaming

• Lucht/water warmtepomp om temperatuur op te

• Leemstuc wanden met PCM-toeslag (Thermische

voeren Grijswater opslag voor toilet en wasmachine

massa) Koppeling aan het net

2.3. Bronnen http://www.faro-architecten.nl/ (maart 2010) http://www.passiefhuis.nl/herenhuis_ijburg.html (maart 2010)


pagina 5 van 10



3. ENERGIENEUTRALE WONING TE DUIVEN Overtuigd door hun bezoek aan het eerste passiefhuis in Nederland en de 'Internationale Passivhaus Tagung' tentoonstelling in 2003 in Hamburg, kozen deze opdrachtgevers voor een all-electric woning, die geen aansluiting meer nodig zou hebben op het bestaande stadsverwarmingnet in Duiven. 3.1. Algemene informatie Opdrachtgever: Alex Schotman en Anja Michielsen Plaats: Duiven Architect: Franke Architecten Status: Opgeleverd in 2004 3.2. Toegepaste maatregelen Passiefhuisniveau

5m² Zonnecollectoren

• Rc=8 m2k/W

Tegelkachel voor aanvullende ruimteverwarming

• Drievoudige beglazing

56m² PV panelen

• Uitstekende kierdichting

• Opwekking: 4.000 kWh per jaar

• Geïsoleerde houten sandwichkozijnen

• Elektriciteitsgebruik: 3.600 kWh

• Gebalanceerde ventilatie met WTW

warmtepomp

Grondbuisventilatie EPC = 0,19

• Energievraag voor verwarming: 12 kWh/m² • Primaire energiebehoefte: 79 kWh/m²

(verwarming, warm tapwater, elektriciteit)

3.3. Bronnen http://www.passiefhuis.nl/ http://www.frankearchitekten.nl/


pagina 6 van 10



4. NULWONING RONALD SERNÉ Ronald Serné wilde altijd al een nulwoning bouwen. Geen woning die geheel zelfstandig is maar wel netgekoppeld. “We willen een 'all electric huis' omdat we electriciteit zelf kunnnen opwekken en de vaste kosten van een gasaansluiting willen besparen. Omdat een nulwoning begint met het minimaliseren van de energiebehoefte hebben wij het passiefhuis concept geadopteerd. De basis is goed isoleren (30 cm of meer), luchtdicht bouwen zodat een warmteterugwinning vanuit de ventilatielucht optimaal werkt en een zuidelijke oriëntatie van de woning.” Ronald Serné heeft het concept van de woning zelf ontwikkeld, en heeft deze bijna helemaal alleen gebouwd. 4.1. Algemene informatie Opdrachtgever: Ronald Serné Plaats: Groenlo Architect: Eva van Panhuys & Rob Bais architecten BNA Status: Bijna voltooid 4.2. Toegepaste maatregelen Gebaseerd op passiefhuis concept:

Ecologisch gebouwd:

• 30cm isolatie

• Houtskeletbouw

• Driedubbel glas

• Plato Wood (Noord-Europees vuren)

• Luchtdicht bouwen

• Houtvezelisolatie in combinatie met PU schuim

• Warmterugwinning uit ventilatielucht

Balansventilatie

• Zuidelijke oriëntatie

Horizontale grondbuisventilatie

• Energiezuinige apparaten

Warmtepomp

5000 liter regenwateropvang voor toilet

PV-panelen: 65 st. (11,7 Kwp)

• voor doorspoeling toilet

Vacium tub panelen: 16m2 (Zonnecollectoren)

• eventueel ook voor de wasmachine

Koppeling aan het net

4.3. Bronnen http://www.nulwoning.nl/


pagina 7 van 10



5. ZONNEWONING Een 300 meter lange en 10 meter hoge baksteenwand schermt de woonwijk ‘In Goede Aarde’ in Boxtel af van de A2. De wand is tevens de achtergevel van 30 energiezuinige woningen die met 230 dubopunten en een EPC van 0 het label Zonnewoning kregen. 5.1. Algemene informatie Opdrachtgever: Onbekend Plaats: Boxtel Architect: De Twee Snoeken Status: Onbekend 5.2. Toegepaste maatregelen (per woning) Rc = varieert van 4 tot 5 m2k/W

Zonnecollector met zonneboiler: 4st. (6m2)

HR++ glas

PV-panelen: 33,6m2 – 8st. (3500kWh)

Geen ramen op Noord-oost gevel

Balansventilatie met WTW-unit

Warmteregeling per vertrek

Douche WTW

Geen gasaansluiting

Gevelbekleding en kozijnen van FSC hout

Verticale bodemwarmtewisselaar, 80m diep

Koppeling aan het net

Combiwarmtepomp verhoogt de temperatuur

5.3. Bronnen http://www.bouwwereld.nl http://www.tweesnoeken.nl/


pagina 8 van 10



6. ENERGIENEUTRALE WONINGEN De oriëntatie op de zon is het uitgangspunt geweest voor deze energieneutrale woningen. Door een glazen voorgevel op het zuiden kan optimaal gebruik worden gemaakt van passieve zonne-energie. De achterkant van de woningen, de noordzijde, bestaat uit een groene gevel van mossedum. Zo ontstaan een zeer lichte en open gevel op het zuiden en een gesloten gevel op het noorden. 6.1. Algemene informatie Opdrachtgever: Onbekend Plaats: Lochem Architect: Maas Architecten bv Status: Onbekend 6.2. Toegepaste maatregelen Rc = 7 m2k/W

Zuidgevel: Glazen gevel

Warmtepomp

Noordgevel: gesloten groene gevel van mossedum

PV-panelen

Installaties tegen noordgevel

CO2 gestuurde ventilatielucht

Korte leidingen

6.3. Bronnen http://www.passiefhuismarkt.nl/


pagina 9 van 10



7. HOME FOR LIFE – VELUX ENERGIE+ WONING Dit is de eerste van zes modelwoningen in het Model Home 2020 project waarmee VELUX concreet laat zien hoe gebouwen energieneutraal en energieproducerend kunnen worden gebouwd. De woning produceert meer energie, (9,4 kWh/m2) per jaar, dan het consumeert. 7.1. Algemene informatie Opdrachtgever: VELUX Plaats: Lystrup (Denemarken) Architect: Onbekend Status: Opgeleverd 7.2. Toegepaste maatregelen Glas oppervlak 2x zo groot als bij traditionele lage Dakvensters en zonwering elektrisch aangestuurd energiewoning In dak en gevels zijn vensters toegepast Zonnecollectoren warmtapwater

voor

ruimteverwarming

Geintegreerd huissysteem regelt instelingen: en

Buitenzonwering

• Natuurlijke ventilatielucht

• Warmtewering

7.3. Bronnen: http://www.velux.com http://www.architectenweb.nl


pagina 10 van 10

Afstudeeronderzoek


Bijlage 2

BOUWKUNDIG ENERGIE BESPAREN Sietse van Vonderen Versie 3.0 08-06-10


bijlage 2 BOUWKUNDIG ENERGIE BESPAREN

INHOUDSOPGAVE 1. PASSIEFHUIS.................................................................................................... .........................................3 1.1. Uitgangspunten.................................................................................................... ........................3 1.2. De eisen aan een Passiefhuis.................................................................................................... .....4 1.3. Winter.................................................................................................... ......................................4 1.4. Zomer.................................................................................................... .......................................4 1.5. Passieve zonne energie.................................................................................................... .............5 1.6. Luchtdicht bouwen.................................................................................................... ...................5 1.7. Bouwmethode en isolatie.................................................................................................... .........5 1.8. Thermische massa.................................................................................................... ....................6 1.9. Grondbuisventilatie.................................................................................................... ..................6 1.10. Rekenmethode.................................................................................................... .......................6 1.11. Kosten.................................................................................................... ....................................6 1.12. Invloed op EPC.................................................................................................... ........................8 2. TRIVSELHUS.................................................................................................... .........................................9 2.1. Catalogus woningen.................................................................................................... ..................9 2.2. Eigen Ontwerpen.................................................................................................... ....................10 2.3. Fabricage.................................................................................................... ................................10 2.4. Hout.................................................................................................... .......................................11 2.5. Isolatie en R-waarde.................................................................................................... ...............11 2.6. Rc berekening.................................................................................................... .........................12 2.7. Kozijnen.................................................................................................... ..................................13 2.8. Montage.................................................................................................... .................................13 2.9. Energiezuinige modelwoning.................................................................................................... ..14 2.10. Visie van Trivselhus op duurzaamheid/energieneutrale woningen.............................................15 2.11. Passiefhuis vs. Trivselhus (conclusie)......................................................................................... 15 3. GROENDAK/GROENGEVEL.................................................................................................... ..................16 3.1. Voordelen.................................................................................................... ...............................16 3.2. Conclusie.................................................................................................... ................................16


pagina 2 van 16



1. PASSIEFHUIS Het passiefhuisconcept is eind jaren tachtig ontwikkeld door Prof. Bo Adamson uit Zweden. In de jaren 90 is het concept door het wetenschappelijke Passiv Haus Institut (PHI) verder ontwikkeld onder leiding van Dr. Wolfgang Feist, waardoor een verdere verspreiding van de passiefhuistechnologie door Europa volgde. In Duitsland staan inmiddels meer dan 10.000 passiefhuizen terwijl het concept in Nederland nu pas echt van de grond lijkt te komen. De norm voor een passiefhuis is een maximale ruimteverwarmingsbehoefte van 15 kWh/m² per jaar. Dat komt neer op twee gloeilampen voor een kamer van 20m².

1.1. Uitgangspunten Uitgangspunten van een passiefhuis zijn het zeer aangename binnenklimaat en het zeer lage energieverbruik. De combinatie van die 2 eigenschappen is wat een passiefhuis zo bijzonder maakt, energiezuinig zonder inperking van de kwaliteit van wonen en leven. Om de uitgangspunten tot stand te brengen zijn de volgende zaken van belang: • goed uitgekiend compact ontwerp; • georiënteerd op de zon; • zeer goede isolatie; • uitstekende kierdichting (luchtdichting); • koudebrugvrije detailering; • goed geplaatste zonwering. Energieverbruik voor ruimte verwarming per jaar bij een gemiddeld gezin. Soort woning

Energieverbruik

Standaard woning uit 1960

200 kWh/m2

Nieuwbouw woning volgens bouwbesluit 2003

100 kWh/m2

Energiearme woning

75 kWh/m2

Passief huis

15 kWh/m2


pagina 3 van 16



1.2. De eisen aan een Passiefhuis • Verwarmingsbehoefte • Luchtdichtheid • Overhittingsgraad • U-waarde wanden, vloeren en daken • U-waarde kozijnen incl. glas • Rendement WTW • Koudebrugconstructie

≤ 15 kWh/m²/jaar (berekend volgens PHPP) ≤ 0,6 h-1 (qv;10;kar = 0,15 dm³/s·m² ≤ 10% boven 25oC (berekend volgens het PHPP) ≤ 0,15 W/m²·K ( Rc 6,5 tot 10 m²·K/W) ≤ 0,80 W/m²·K ≥ 80% ψ ≤ 0,01 W/m.K

1.3. Winter Met passieve warmtebronnen kan er voor een groot deel in de in de winter benodigde warmte worden voorzien. De kleine hoeveelheid warmte die nog nodig is kan via een gebalanceerd ventilatiesysteem worden aangevoerd. “Een compact passiefhuis kan altijd worden verwarmd door extra warmte via het ventilatie systeem te verspreiden”. Passieve opwarming door middel van: • laagstaande winter zon (oriëntatie); • interne warmtebronnen: ◦ bewoners; ◦ huishoudelijke apparaten. Warmte binnenhouden door middel van: • zeer goede isolatie; • goede luchtdichting; • voorkomen koudebruggen; • warmteterugwinning. 1.4. Zomer In de zomer wordt een comfortabel binnenklimaat op een passieve manier tot stand gebracht. Warmte buiten houden door middel van: • goed ontwerp; • zeer goede isolatie; • zonwering; • nachtventilatie; • thermische massa. In een goed uitgevoerd passiefhuis is de koelbehoefte zo laag dat actieve koeling overbodig is. Als men er aan twijfelt of de temperatuur in de zomer laag genoeg blijft kan een grondbuis, een lucht/water warmtepomp of een bodemwarmtewisselaar met water/water warmtepomp uitkomst bieden.


pagina 4 van 16



1.5. Passieve zonne energie Bij gebruik van passieve zonne-energie wordt er op de zuidgevel zoveel mogelijk glas toegepast (Ter compensatie van de kosten wordt de hoeveelheid glas op de andere gevels vaak geminimaliseerd). Door zoveel glas op het zuiden warmt de woning in de winter vanzelf op door de laagstaande winterzon. Om oververhitting in de zomer te voorkomen is zonwering noodzakelijk. Dit kan door: • Overstekken; • Bomen; • Lamellen. Als variant daarop kan een serre of kas passief gebruikt worden om de warmte van de zon op te vangen. Een goede uitvoering moet voorkomen dat de warmtelast in de zomer te hoog op loopt. Dat kan door middel van schermdoeken uit de kassenbouw of een andere vorm van zonwering, maar ook door een gevel tussen woning en serre of kas. Er ontstaat dan een 2e huidgevel, waarbij in de tussenruimte een tussenklimaat heerst waar een groot gedeelte van het jaar in geleefd kan worden. 1.6. Luchtdicht bouwen Luchtdicht bouwen is een belangrijk onderdeel van passief bouwen om de volgende redenen: • Beperken van het warmteverlies in de winter; • Warmte buiten houden in de zomer; • Goede geluidsisolatie; • Vermijden van tocht voor een hoog comfort; • Balansventilatie werkt optimaal bij goede luchtdichtheid; • Beperken van binnendringend stof en schimmelsporen. Een goed luchtdicht passiefhuis heeft een infiltratieverlies van 0,6 maal de inhoud van de woning per uur. Ter vergelijking: een normaal nieuwbouwhuis komt op 5 à 7 volumewissels per uur. 1.7. Bouwmethode en isolatie Belangrijk voor een passiefhuis zijn de luchtdichtheid en de R-waarde van 6,5 tot 10 m²·K/W. Met wat voor bouwmethode of wat voor isolatiemateriaal dat gemaakt wordt staat vrij. Nadeel bij traditionele bouw is dat de wanden erg dik worden en de hoge luchtdichting lastig te halen is, daarom wordt er vrijwel altijd gekozen voor (prefab) houtskeletbouw. Bovendien is houtskeletbouw mits goed uitgevoerd, de meest duurzame bouwmethode. Het SBR heeft voor passiefhuizen speciale referentiedetails ontwikkeld, in traditionele bouw en in houtskeletbouw.


pagina 5 van 16



1.8. Thermische massa Belangrijk voor een goed functionerend passiefhuis is de aanwezigheid van thermische massa in de woning. Dit zorgt ervoor dat de woning in de zomer niet te snel opwarmt en in de winter lang zijn warmte vast houdt. Voor een goede werking van de nachtkoeling/nachtventilatie is thermische massa ook onmisbaar. Indien er in houtskeletbouw gebouwd wordt is de thermische massa van het passiefhuis een extra aandachtspunt. Ter compensatie zouden er betonnen vloeren toegepast kunnen worden en/of een dragende tussenmuur van kalkzandsteen, beton of een ander zwaar materiaal. Daarnaast zouden er nog op een andere manier materialen gebruikt worden met een hoog accumulerend vermogen: • Leemsteen; • Leemstuc (i.p.v. normale stuc); • Natuursteen vloertegels; • Water (binnen zwembad e.d.); • Beton; • Kalkzandsteen. 1.9. Grondbuisventilatie Grondbuisventilatie hoort in principe niet bij het PH concept. Het kan echter wel een belangrijke maatregel zijn om te voldoen aan de eisen die aan een passiefhuis worden gesteld te voldoen. Zie bijlage 5 Duurzame installaties voor de werking van grondbuisventilatie. 1.10. Rekenmethode Om te controleren of een ontwerp voldoet aan de 15kWh/m²/jaar norm is de Duitse rekenmethode PassiefHuis ProjecteringsPakket (PHPP) ontwikkeld. In tegenstelling tot EPN valt met deze PHPP vrij precies te voorspelen wat het toekomstige energieverbruik zal gaan worden. Het zijn puur bouwfysische parameters als luchtdichtheid, isolatiewaarde en oriëntering op het zuiden waarmee wordt gerekend. 1.10.1. Keurmerk De Stichting PassiefBouwen.nl heeft het keurmerk “PassiefBouwen Keur” geïntroduceerd en hanteert hierbij de berekeningsmethode PHPP 2009-NL. In totaal komen er 6 keurmerken: woningen, kantoren en scholen verdeeld onder nieuwbouw en renovatie. Ieder keurmerk bestaat uit 2 deelcertificaten: • Ontworpen volgens PassiefBouwen Keur; • Gebouwd volgens PassiefBouwen Keur. 1.11. Kosten Het bouwen van een passiefhuis zal altijd duurder zijn dan een normale nieuwbouw woning. De belangrijkste reden daarvoor zijn de dikkere isolatie en de toepassing van 3-laags glas i.c.m. passiefhuiskozijnen. Het ontwerp en de bouwmethode van een passiefhuis hebben een grote invloed op de Afstudeeronderzoek | Sietse van Vonderen [studnr. 0799647]

pagina 6 van 16



extra investering die gedaan moet worden. Elk project is weer anders en het is daarom lastig om een globale meerprijs van een passiefhuis vast te stellen. Over de kosten van een passiefhuis worden door verschillende bronnen dan ook verschillende beweringen gedaan, maar over het algemeen kan worden uitgegaan van meerkosten tussen de 8 en 10% van de bouwkundige kosten. De terugverdientijd van een passiefhuis is afhankelijk van de uiteindelijke meerkosten, het bespaarde gasverbruik t.b.v. ruimteverwarming en de stijging van de aardgasprijs. Door op de ruimteverwarming tot 85% aardgas te besparen kunnen de meerkosten binnen 15 tot 20 jaar bespaart worden. In het slechtste geval, als de meerkosten erg hoog zijn, de besparing tegen valt en de aardgasprijs ongeveer gelijk blijft, komt de terugverdientijd op ongeveer 25 jaar te liggen. Dat lijkt erg lang, maar staat niet in verhouding tot de levensduur van een woning. Normale woning Bouwkosten Meerkosten PH Energievraag Energieverbruik Kosten na 15 jaar

Passiefhuis € 240.000 8%

15.000 kWh/jaar 1.531 m³/jaar

€ 0,98

2.250 kWh/jaar 230 m³/jaar

€ 1.497 € 262.459

€ 0,98

€ 240.000 € 19.200 € 225 € 262.569

NB de energietarieven en energievraag is bepaald in hoofdstuk 2. ENERGIEKOSTEN- EN TARIEVEN.

Onderstaande grafieken tonen aan dat het kosten verschil bij een reële prijsstijging van 6,5% per jaar na 30 jaar aanzienlijk is, maar dat een passiefhuis ook bij een stabiele aardgasprijs in minder dan 30 jaar is terug te verdienen. De levensduur van een passiefhuis kan oplopen tot 50 of 100 jaar waardoor een passiefhuis is op de lange termijn hoe dan ook goedkoper is. Stijging aardgasprijs: 5%

Geen stijging

320000

280000

300000

270000 260000

280000

250000 260000

240000

240000

230000

220000

220000

200000

210000 2

4 6

8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

200000

aantal jaren

2

4 6

8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

Normaal Passiefhuis

Doordat de investeringskosten (over een lange periode) zijn terug te verdienen kan het zijn dat de gecombineerde maandlasten van hypotheek en energiekosten in een passiefhuis lager uitvallen dan in een normale nieuwbouw woning.


pagina 7 van 16



1.12. Invloed op EPC In de Nederlandse norm is het effect van bouwkundige maatregelen zoals extra isolatiemaatregelen en verbeterde kierdichting op de EPC betrekkelijk klein in vergelijking met het effect van installatietechnische maatregelen. Daardoor kan het zijn dat het passiefhuisconcept, uitgedrukt in een EPC waarde niet de waardering in energiebesparing krijgt die het zou moeten krijgen. Een goed voorbeelden daarvan is het geringe effect van een sterk verbeterde warmteweerstand op de EPC. Om dit te onderzoeken is een gerealiseerd passiefhuis ingevoerd in de EPN. Dat resulteert in een EPC van 0,6 tot 0,64 (afhankelijk van de systemen voor verwarming en tapwater). Dit is uiteraard ver onder de huidige EPC-norm maar veel minder laag dan, gezien de werkelijke energiebesparing, te verwachten valt. Het ECN heeft daarom in opdracht van Agentschap NL onderzoek gedaan naar de waardering van passiefhuizen volgens EPN en PHPP. “Uit de vergelijkende studie blijkt dat de energiebesparing voor passiefhuismaatregelen volgens de EPN berekeningen beduidend lager uitvallen dan volgens de PHPP berekeningen. De lagere waardering voor passiefhuismaatregelen in de EPN, in vergelijking tot het gevalideerde PHPP rekenprogramma, heeft vooral zijn oorzaak in verschillen in: • aanname van de interne warmtelast (6,0 W/m² in EPN versus 2,1 W/m² standaardaanname bij PHPP); o o • aanname voor de binnentemperatuur (Ti = 18 C bij EPN of 20 C in PHPP); • waardering van verbeterde isolatiewaarde (lager in EPN); • waardering van verbeterde luchtdichtheid (begrenzing voor zeer lage infiltratie in EPN); • waardering van reductie in hulpenergie installatietechnische maatregelen voor verwarming (lager in EPN). Vooral door de relatief hoge interne warmtelast in de EPN is er een beduidend lagere warmtevraag bij zowel de referentie woning (EPC=0,8) als bij de passiefhuis variant. Dit zorgt ervoor dat maatregelen gericht op reductie van de warmtevraag in de EPN überhaupt maar weinig effect kunnen hebben.” Het ECN komt met het onderzoek tot de conclusie dat de EPN methodiek niet goed geschikt is voor een accurate bepaling van de vermindering van het energiegebruik door passiefhuismaatregelen. Behalve die conclusie doet het rapport ook een aantal aanbevelingen om de tekortkomingen in de EPN methodiek ten opzichte van de passiefhuismaatregelen op te lossen. Het is onbekend of die aanbevelingen worden opgevolgd in het nieuwe rekenprogramma dat hoogstwaarschijnlijk verschijnt als de EPC wordt verlaagt. Het feit dat het onderzoek is verricht in opdracht van een overheidsinstelling (Agentschap NL) doet dit wel vermoeden. Ondanks de slechte waardering van passiefhuismaatregelen in de EPN methodiek is het relatief eenvoudig om een passiefhuis aan de huidige EPC-eis van 0,8 te laten voldoen.


pagina 8 van 16



2. TRIVSELHUS Trivselhus is een fabrikant van goed geïsoleerde prefab houtskeletbouw woningen. Het merendeel van deze woningen wordt in Zweden zelf gebouwd, maar ze worden ook geëxporteerd naar o.a. Noorwegen, Duitsland, Zwitserland en dus ook Nederland. In Nederland worden de woningen geïmporteerd door GBS Zweedse Kwaliteitsbouw, die samenwerkt met een aantal vaste partijen waaronder Bongers Architecten bv. Bongers Architecten is o.a. verantwoordelijk voor het ontwerp, bestektekeningen en de bouwaanvraag van de woningen. Omdat deze woningen erg goed geïsoleerd en luchtdicht zijn, en dus al uitermate energiezuinig zijn heb ik het systeem van Trivselhus nader onderzocht. In dat kader ben ik ook op werkbezoek geweest naar Zweden, waar ik onder andere een rondleiding in de fabriek van Trivselhus en Elitfönster heb gehad, een modelwoning heb bezocht dat nog beter is geïsoleerd dan een standaard Trivselhus woning en heb gesproken met een aantal personen in de organisatie van Trivselhus. 2.1. Catalogus woningen In Zweden bouwt Trivselhus vooral catalogus woningen. In meer dan 30 jaar heeft Trivselhus een veelvoud aan huizen ontworpen en gebouwd. Er zijn dan ook veel verschillende types mogelijk, variërend in categorieën als 'Klassieke stijl', 'Moderne stijl', 'Green Line' en 'Down Hill'. Trivselhus is constant bezig met het maken van nieuwe ontwerpen en heeft talloze catalogussen en diverse brochures.


pagina 9 van 16



2.2. Eigen Ontwerpen In Nederland worden er geen catalogus woningen verkocht. Nederlanders die besluiten hun eigen huis te laten bouwen willen een woning die naar hun eigen wensen is geoptimaliseerd. Dat is dan ook de werkwijze die GBS hanteert. Klanten kunnen bij GBS terecht met hun eigen Programma van Eisen, schetsen en ideeën die ze over hun woning hebben. Vervolgens wordt Bongers Architecten door GBS ingeschakeld voor een op maat gemaakt ontwerp en bijbehorende technische tekeningen. Door een nauwe samenwerking tussen de drie partijen is Bongers Architecten in staat om optimaal en creatief te ontwerpen met het standaard systeem van Trivselhus. Dit leidt tot woningen die afgezien van de bouwmethode, verre van standaard zijn.

2.3. Fabricage De fabricage van de elementen vindt plaats in Korsberga, in één van de eigen fabrieken van Trivselhus. Hier worden op basis van individuele wensen van opdrachtgevers de verschillende wanden geprefabriceerd. De wanden worden vervolgens in speciaal samengestelde pakketten verpakt en per vrachtwagen naar Nederland getransporteerd. Voor een normale woning zijn 2 tot 3 vrachtwagens nodig.


pagina 10 van 16



2.4. Hout Voor de HSB elementen wordt Grenen hout gebruikt. Dit wordt in de omgeving van de fabriek in Zweden verantwoordt gekapt (weinig transport). Verantwoord gekapt houdt in dat er niet meer bomen gekapt worden dan dat er worden aangeplant, iets dat al jaren verplicht is in Zweden. De standaard balkafmetingen in de elementen zijn 45x240mm.

2.5. Isolatie en R-waarde In de elementen wordt 240mm glaswol toegepast in de vorm van 2 maal een systemroll 600 van Isover. De elementen werden tot 15 jaar geleden voorzien van 120 mm isolatie, maar dat bleek destijds niet meer te voldoen aan de bouwreglementen in Zweden. Waar concurrerende bedrijven de isolatie verhoogde naar 150 tot 160mm besloot Trivselhus in één keer te verdubbelen naar 240mm. Sinds kort heeft Trivselhus ook speciale voorzetwanden die kunnen worden gebruikt wanneer er een nog betere isolatiewaarde benodigd is. In deze voorzetwanden zit nog eens een 95mm dikke isolatielaag waartussen ook de elektra kan worden verwerkt. De voorzetwanden zijn gebruik in een speciale energiezuinige modelwoning in Zweden. De R-waarde van de standaard wanden is 6,65 m²·K/W (U=0,15 W/m²·K). Met de speciale voorzetwand wordt de R-waarde verhoogd naar 9,14 m²·K/W (U=0,11 W/m²·K). Momenteel is Trivselhus aan het onderzoeken of ze over moeten stappen op nog dikkere isolatie, om in te spelen op de vraag naar energieneutrale- en energieplus woningen en de “duurzaamheidshype”. Houten Iliggers in plaats van massieve houten balken horen daar ook bij.


pagina 11 van 16



2.6. Rc berekening Rc berekening: standaard wand Rc berekening volgens NEN 1068:2001 en NPR 2068:2002 van een GSE met houten gevelbekleding Constructie-opbouw

Materiaal

Dikte [mm]

Lambda-decl. [W/m.K]

R-waarde [m².K/W]

Bi nnenbl ad/bepl ati ng Dampremmende l aag Stijl en Houtpercentage Is ol ati e Is ol ati epercentage Dampopen foli e/beplating Luchts pouw Houten gevelbekleding

12,5 mm gips + 10 mm cons tr.pl dampremmende laag s ti jl -en regel werk, 450 kg/m³ 8,0% s ys temrol l 600 [KOMO 13192] 92,0% dampopen waterkerende fol ie zwak geventi leerd gevel bekl edi ng

22,5 0,2 240,0

0,210 0,200 0,130

240,0

0,036

0,2 28,0

0,200

0,11 0,00 1,85 0,15 6,67 6,13 0,00 0,18 0,04

Totale dikte van de cons tructie: R' R"

= 6,610 = 6,477

m².K/W m².K/W

R si+ Rse alfa

= =

0,17 0,02

335 mm Rc = U =

6,65 0,15

m².K/W W/m².K

Rc Berekening: standaard wand + voorzetwand Rc berekening volgens NEN 1068:2001 en NPR 2068:2002 van een GSE met houten gevelbekleding Constructie-opbouw

Materiaal

Bi nnenbl ad/bepl ati ng Stijl en Houtpercentage Is ol ati e Is ol ati epercentage Bi nnenbl ad Dampremmende l aag Stijl en Houtpercentage Is ol ati e Is ol ati epercentage Dampopen foli e/beplating Luchts pouw Houten gevelbekleding

12,5 mm gips + 10 mm cons tr.pl s ti jl -en regel werk, 450 kg/m³ 8,0% s ys temrol l 600 [KOMO 13192] 92,0% 10 mm cons tr.pl dampremmende laag s ti jl -en regel werk, 450 kg/m³ 8,0% s ys temrol l 600 [KOMO 13192] 92,0% dampopen waterkerende fol ie zwak geventi leerd gevel bekl edi ng Totale dikte van de cons tructie:

R' R"

= 9,155 = 8,972

m².K/W m².K/W

R si+ Rse alfa

= =

0,17 0,02


Dikte [mm]

Lambda-decl. [W/m.K]

R-waarde [m².K/W]

22,5 95,0

0,210 0,130

95,0

0,036

10,0 0,2 240,0

0,170 0,200 0,130

240,0

0,036

0,2 28,0

0,200

0,11 0,73 0,06 2,64 2,43 0,06 0,00 1,85 0,15 6,67 6,13 0,00 0,18 0,04

430 mm Rc = U =

9,14 0,11

m².K/W W/m².K

pagina 12 van 16



2.7. Kozijnen Bij het fabriceren van de elementen wordt begonnen met de kozijnen, het element wordt daar omheen gebouwd. Dit in tegenstelling tot wat we gewend zijn in Nederland waar de kozijnen als laatste in het element worden geplaatst, of pas op de bouwplaats d.m.v. stel- en montagekozijnen. Door deze volgorde zijn er geen sponningen en spouwlatten nodig aan de buitenkant van het kozijn. Dit is makkelijker voor de fabricage en de montage. Uitzonderingen zijn grote schuifpuien of openslaande deuren, die door hun enorme gewicht (3-laags glas) pas in het werk kunnen worden gemonteerd. De kozijnen worden gemaakt door Elitfönster, niet ver van de fabriek van Trivselhus gelegen (weinig transport). Ook voor de kozijnen wordt verstandig en lokaal gekapt grenen hout gebruikt. Trivselhus gebruikt kozijnen met een vaste afmetingen om het systeem zo standaard mogelijk te maken. Maar er is nog wel genoeg variatie mogelijk voor de architect (voor de Nederlandse woning dus Bongers Architecten bv). In de meeste kozijnen die Elitfönster maakt word 3-laags glas geplaatst, voor de Nederlandse markt is dubbel glas ook nog mogelijk. Elitfönster maakt ook zogenoemde 2+1 kozijnen waarbij tussen de 1e en 2e glaslaag jaloezieën kunnen worden geplaatst. Zulke kozijnen worden door Trivselhus echter niet toegepast omdat dit als een achteruitgang wordt gezien ten opzichte van normaal 3-laags glas (de U-waarde is slechter).

2.8. Montage Trivselhus monteert de elementen zelf op de door GBS gemaakte fundering in een zeer korte bouwtijd. Vervolgens wordt de woning door GBS Zweedse Kwaliteitsbouw en andere vaste partners afgebouwd.


pagina 13 van 16



2.9. Energiezuinige modelwoning Tijdens mijn bezoek aan Zweden ben ik naar een modelwoning van Trivselhus geweest. Zo'n modelwoning gebruiken ze om hun product te verkopen. In deze energiezuinige modelwoning is gebruik gemaakt van de eerder genoemde voorzetwanden. Een zonnecollector (Heatpipes) levert het warme tapwater. Een warmtepomp zorgt ervoor dat er ook in de winter genoeg warm tapwater geleverd kan worden. In de achtergevel (zuid/zuidwest) zitten grote kozijnen met 3-laags glas t.b.v. passief gebruik van zonne-energie De modelwoning is getest door gedurende 3 maanden een leefsituatie te simuleren. In die periode zijn interne warmtebronnen nagebootst door verlichting, wasmachine, tv en andere apparaten op gerichte tijden in te schakelen. Ook de (wisselende) aanwezigheid van mensen werd gesimuleerd. Van te voren is berekend dat de energievraag voor ruimteverwarming op 16 kWh/m² uit zou komen. De resultaten vielen uiteindelijk iets slechter uit.


pagina 14 van 16



2.10. Visie van Trivselhus op duurzaamheid/energieneutrale woningen Trivselhus, levert een systeem dat van zichzelf al erg duurzaam is. De woningen van Trivselhus zijn door de uitstekende isolatie en luchtdichtheid energiezuiniger en comfortabeler dan een standaard woning. Bovendien is houtskeletbouw de duurzaamste bouwmethode o.a. door het gebruik van (verantwoord gekapt) hout. Trivselhus werkt eraan om zijn product nog energiezuiniger te maken. Er is al een 95mm dikke voorzetwand ontwikkeld om nog beter te kunnen isoleren en tevens de elektra in kwijt te kunnen. Daarnaast overwegen ze om over te stappen naar een nieuw wandsysteem, met houten I-liggers in plaats van massieve houten balken in de standaard elementen, om de wanden dikker te kunnen maken zonder het houtpercentage te verhogen en dus nog beter te isoleren. Ze overwegen ook om over te stappen naar een duurzamer isolatiemateriaal dan het glaswol dat al jaren gebruikt wordt. 2.11. Passiefhuis vs. Trivselhus (conclusie) De basis van een door Trivselhus gebouwde woning is hetzelfde als die van een Passiefhuis, namelijk goed geïsoleerd en luchtdicht. Onderdeel

Omschrijving

R-waarde

Trivselhus besteed erg veel aandacht aan de luchtdichtheid van hun woningen. Exacte cijfers zijn er echter nog niet bekend, maar Trivselhus is wel van plan om op korte termijn een zogenoemde “Blower Door Test” uit te voeren op één van haar woningen. Te verwachten valt dat de woning op zijn minst in de buurt komt van de eis die gesteld wordt aan een Passiefhuis.

Luchtdichtheid

Trivselhus besteed erg veel aandacht aan de luchtdichtheid van hun woningen. Exacte cijfers zijn echter nog niet bekend, maar Trivselhus is wel van plan om op korte termijn een zogenoemde “Blower Door Test” uit te voeren op één van haar woningen. Te verwachten valt dat de woning op zijn minst in de buurt komt van de eis die gesteld wordt aan een passiefhuis.

Energie voor ruimteverwarming

De modelwoning die is getest voldeed niet aan de eis voor een passiefhuis. Een ontwerp dat beter gebruik maakt van de passieve zonne-energie moet daarin een oplossing zijn. Bovendien staat het onderzochte huis in Zweden, waar een kouder klimaat heerst, wat wellicht een klein verschil kan uitmaken.

Koudebrugvrije detailering

In het systeem van Trivselhus worden de wanden, vloeren en daken in houtskeletbouw uitgevoerd. De standaard details van de aansluitingen zijn geoptimaliseerd om koudebruggen te voorkomen. Bovendien is hout per definitie geen koudebrug. De aansluiting van de betonnen fundering en begane grondvloer, die door de Nederlandse importeur wordt gebouwd, met de houtskeletbouw wanden is een aandachtspunt, maar door de jarenlange samenwerking vallen ook daar geen koudebruggen meer te verwachten.

Passieve zonneenergie

Het is aan de architect om te zorgen voor een goed ontwerp waarbij, in het systeem van Trivselhus, optimaal gebruik wordt gemaakt van passieve zonne energie.


pagina 15 van 16



3. GROENDAK/GROENGEVEL Een groendak is een dak dat bedekt is met planten, en is meer dan alleen maar een tuin. Er bestaan verschillende soorten, waarbij de begroeiing varieert van (kleine) bomen, struiken, gras, kruiden tot mossedum. Een groendak alsmede een groengevel hebben veel (duurzame) voordelen.

3.1. Voordelen Er zijn veel voordelen aan een groendak, die wereldwijd erkent worden: • vermindert de belasting van het rioolstelsel; • vervangt natuur die door de verstedelijking • extra koeling in de zomer; verdwijnt en draagt bij aan de biodiversiteit en • extra isolatie in de winter; leefbaarheid; • zorgen voor een beter microklimaat; • esthetische waarde; • verbetering luchtkwaliteit; • vermindert geluidbelasting. • langere levensduur; Een groengevel heeft over het algemeen dezelfde voordelen als een groendak: • toename van de biologische diversiteit; • geluiddemping; • filtering van giftige stoffen en fijnstof; • esthetische waarde; • verbetering luchtkwaliteit; • energiebesparing door betere isolatie. • extra koeling in de zomer; 3.2. Conclusie Met name op het gebied van duurzaamheid hebben groendaken en -gevels veel voordelen. Wat betreft energieneutraal blijft alleen het voordeel van de koeling en isolatie over. De toegevoegde isolatiewaarde van een groendak is echter te verwaarlozen (R= 0,25 bij 150mm groen dak) terwijl de passieve koeling vooral bij utiliteitsbouw door de hoge koelbehoefte erg waardevol voor de energiebesparing kan zijn. Bij een passiefhuis is vooral de passieve opwarming van de woning van belang. Bovendien kan het dakoppervlak veel beter op een actieve manier benut worden door middel van PV-panelen en/of zonnecollectoren, dan op een passieve manier. Daarom passen groendaken en -gevels niet bij een energieneutrale woning.


pagina 16 van 16

Afstudeeronderzoek


Bijlage 3

DUURZAME INSTALLATIES Sietse van Vonderen Versie 3.0 08-06-10


bijlage 3 DUURZAME INSTALLATIES

INHOUDSOPGAVE 1. WARMTEPOMP.................................................................................................... ....................................4 1.1. Voordelen.................................................................................................... .................................................4 1.2. Nadelen.................................................................................................... ....................................................5 1.3. Toepassingsvorm.................................................................................................... ......................................5 1.4. Aandrijfenergie.................................................................................................... .........................................5 1.5. Algemene informatie van een EWP.................................................................................................... ...........6 1.6. Bronnen en aanvoer- en afgifte medium.................................................................................................... ...6 1.7. Lucht warmtepomp.................................................................................................... ..................................7 1.8. Water/water warmtepomp.................................................................................................... .......................7 1.9. Geothermie.................................................................................................... ..............................................8 1.10. Warm tapwater met een warmtepomp.................................................................................................... ...9 1.11. Koelen met een warmtepomp.................................................................................................... .................9 1.12. Levensduur.................................................................................................... .............................................9 1.13. Kosten.................................................................................................... ....................................................9 1.14. Energiebesparing.................................................................................................... ..................................11

2. GRONDBUISVENTILATIE.................................................................................................... ......................12 2.1. Toepassing.................................................................................................... ..............................................12 2.2. Kosten.................................................................................................... ....................................................12

3. BALANSVENTILATIE MET WARMTETERUGWINNING................................................................................ 13 3.1. Werking.................................................................................................... ..................................................13 3.2. Warmteterugwinning.................................................................................................... ..............................14 3.3. Energieverbruik balansventilatie.................................................................................................... .............14 3.4. Kosten.................................................................................................... ....................................................14 3.5. Invloed op EPC.................................................................................................... ........................................14

4. ZONNEBOILER.................................................................................................... ....................................15 4.1. Voordelen.................................................................................................... ...............................................15 4.2. Oriëntatie.................................................................................................... ...............................................16 4.3. Systeem toepassing.................................................................................................... ................................16 4.4. Collector.................................................................................................... .................................................16 4.5. Capaciteit en opslag.................................................................................................... ................................17 4.6. Kosten.................................................................................................... ....................................................17 4.7. Invloed EPC.................................................................................................... ............................................18

5. PV-PANELEN.................................................................................................... .......................................19 5.1. Voordelen.................................................................................................... ...............................................19 5.2. Nadelen.................................................................................................... ..................................................19 5.3. Onderdelen.................................................................................................... ............................................19 5.4. Type panelen.................................................................................................... ..........................................19 5.5. Rendement oriëntatie en plaatsing.................................................................................................... .........20 5.6. Kosten.................................................................................................... ....................................................20 5.7. Invloed EPC.................................................................................................... ............................................22 5.8. Ontwikkeling.................................................................................................... ..........................................23 5.9. PV-Panelen en architectuur.................................................................................................... .....................23

6. PVT-COLLECTOREN.................................................................................................... .............................25


pagina 2 van 41



6.1. Conclusie.................................................................................................... ................................................25

7. KLEINSCHALIGE WINDTURBINES.................................................................................................... .........26 7.1. Voordelen.................................................................................................... ...............................................26 7.2. Nadelen.................................................................................................... ..................................................26 7.3. Testveld kleine windturbines Zeeland.................................................................................................... ......27 7.4. Conclusie.................................................................................................... ................................................27

8. MICRO-WKK.................................................................................................... .......................................28 8.1. Voordelen.................................................................................................... ...............................................28 8.2. Nadelen.................................................................................................... ..................................................28 8.3. Gecombineerde opwekking.................................................................................................... ....................28 8.4. Kosten.................................................................................................... ....................................................29 8.5. Micro-wkk in een gemiddelde nieuwbouwwoning....................................................................................... 29 8.6. Micro-wkk in een energieneutrale woning................................................................................................... 29 8.7. Conclusie.................................................................................................... ................................................29 8.8. Andere ontwikkelingen.................................................................................................... ...........................30

9. HOUTKACHELS.................................................................................................... ...................................31 9.1. Nieuwe technieken.................................................................................................... .................................31 9.2. Ontwerpen vanuit de houtkachel.................................................................................................... ............31 9.3. Inbouwhaarden.................................................................................................... ......................................32 9.4. Gebruik en onderhoud.................................................................................................... ............................32 9.5. Kosten.................................................................................................... ....................................................32

10. HOUTPELLETS.................................................................................................... ...................................33 10.1. Pelletverbranding.................................................................................................... .................................33 10.2. Opstellingen.................................................................................................... .........................................34 10.3. Pelletboiler.................................................................................................... ...........................................35 10.4. Biokompakt.................................................................................................... ..........................................36 10.5. Kosten.................................................................................................... ..................................................36 10.6. Gebruik en onderhoud.................................................................................................... ..........................38

11. PASSIEFHUISTOESTEL.................................................................................................... ........................39 11.1. Voordelen.................................................................................................... .............................................39 11.2. Nadelen.................................................................................................... ................................................39 11.3. Kosten.................................................................................................... ..................................................40 11.4. Effect op de EPC.................................................................................................... ....................................41


pagina 3 van 41



1. WARMTEPOMP Een warmtepomp verplaatst warmte door middel van arbeid, het brengt de omgevingswarmte van een laag temperatuurniveau naar een hoger temperatuurniveau. Een groot deel van het benodigde verwarmingsvermogen wordt onttrokken uit omgevingswarmte, waardoor er minder aandrijfvermogen nodig is dan bij de traditionele installaties. Door deze methode kan het rendement van een warmtepomp ruim boven de 100% uit komen. Ter vergelijking: een HR-ketel heeft een rendement van 90-95%. Een warmtepomp kan worden ingezet voor het leveren van warmte, koude of van beide.

De prestatie van een warmtepompsysteem wordt uitgedrukt in COP (Coëfficiënt of Performance) en wordt berekend door de afgifte-energie te delen door de aandrijfenergie. De COP van de meeste warmtepompen liggen tussen de 3 en 5,5. Dat wil zeggen dat er uit 1 eenheid aandrijfenergie (elektriciteit, gas of afvalwarmte) 3 tot 5,5 eenheden warmte energie worden gehaald. Het COP van een warmtepomp is afhankelijk van: • temperatuur van de bron; • benodigde afgifte temperatuur; • vorm van aandrijfenergie; • constructie van de machine. Een warmtepomp presteert het best wanneer de temperatuur van de bron zo hoog mogelijk is, terwijl de temperatuur van het afgiftesysteem zo laag mogelijk is. Op die manier is er een minimale hoeveelheid aandrijfenergie nodig om het toch al geringe temperatuursverschil te overbruggen. De prestatie van de warmtepomp staat in directe verbinding met de besparing op de primaire energie en energiekosten. Een warmtepompsysteem bestaat uit: • de warmtepomp; • een warmtebron; • een geschikt warmte-afgiftesysteem; • buffer. 1.1. Voordelen • Lager verbruik dan conventionele systemen; • Lagere CO2-uitstoot dan conventionele systemen; • Warmtepomp kan zowel koelen als verwarmen; • Kan bij industriële processen toegepast worden om restwarmte te hergebruiken.


pagina 4 van 41



1.2. Nadelen • Hogere investering dan conventionele systemen; • Levensduur ca. 15 jaar (vergelijkbaar met tradtionele CV-ketel) • Afhankelijk van aanwezige warmte- koudebron voor het te behalen rendement; 1.3. Toepassingsvorm De wijze waarop een warmtepomp wordt geïntegreerd binnen het verwarmingssysteem kan verschillen: Toepassingsvorm

Omschrijving

Monovalent

Bij deze toepassing is de warmtepomp de enige bron van verwarming.

Bivalent/alternatief

Bij deze toepassing wordt er een aanvullende verwarmingsinstallatie toegepast omdat de warmtebron niet altijd beschikbaar is en/of een onvoldoende hoge temperatuur heeft

Bivalent/parallel

Bij deze toepassing is naast de warmtepomp een extra warmteopwekker aanwezig, omdat de warmtepomp niet onder alle omstandigheden het volledige verwarmingsvermogen kan leveren, of omdat tijdelijk een hogere watertemperatuur gewenst is.

1.4. Aandrijfenergie Op het gebied van aandrijfenergie zijn er drie soorten warmtepompen te onderscheiden: • Gasmoter warmtepomp (GMWP); • Elektrische warmtepomp (EWP); • Absorptiewarmtepomp (AWP). De elektrische warmtepomp wordt in Nederland het meest toegepast en is voor een energieneutrale woning de enige interessante oplossing omdat: • EWP is goedkoper in aanschaf dan GMWP en AWP; • EWP heeft de kortste terugverdientijd; • Exploitatie kosten van een GMWP zijn 2 maal zo hoog; • AWP is alleen interessant als er een bron met heel veel afvalwarmte beschikbaar is; • AWP is vooral voor grote industriële toepassingen; • De elektriciteit voor een EWP kan duurzaam worden opgewekt; • De EWP past het beste in een energieneutrale woning i.v.m. het compenseren van de aandrijfenergie.


pagina 5 van 41



1.5. Algemene informatie van een EWP Type

Omschrijving

Soort

monovalent/bivalent parallel/bivalent alternatief

Temperatuur systeem

LT/LT geen hogere temperatuur door ontbreken motorwarmte, eventueel aanvullende ketel nodig voor een gekozen (hogere) stooklijn en daardoor lagere warmtedekking.

Geluidproductie

Beheersbaar en vergelijkbaar met een koelmachine

Onderhoud

Laag/gunstig, vergelijkbaar met een koelmachine

Betrouwbaarheid

De betrouwbaarheid is zeer gunstig, maar sterk afhankelijk van de inpassing en de regeling van het temperatuursysteem. Zeer gunstige betrouwbaarheid bij goed gedimensioneerde systemen.

Regelbaarheid

Variatie van het toerental door frequentieregeling geeft een gunstige regelbaarheid het aandeel in deellast en de bufferomvang bepalen de effectiviteit en het succes van de regeling. Een goede capaciteitsregeling d.m.v. regelschuiffunctie

Kosten

Energiekosten zijn door de soms vrij dure elektriciteit een beperkende factor. Door duurzame elektriciteitsopwekking moet dit opvangen.

Functie

Alle functies zijn mogelijk.

Energielevering

Geschikt vanaf lage vermogens. Dekkingspercentage is afhankelijk van het temperatuurniveau van de afgifte en de beschikbaarheid van de warmtebron. Dekkingspercentages 1 80-90% zijn realiseerbaar bij bivalente systemen.

Peakshaving

Vermogensbeperking van warmtepompen kan een belangrijke rol spelen. Bijzondere tariefstelling kan mogelijk zijn (overleg met energiebedrijf). Maar men kan dan een buffer inbouwen.

Bron: Afstudeerscriptie Rolf Hendriks – Het opzetten van een selectiemodel voor warmtepompen – 2006

1.6. Bronnen en aanvoer- en afgifte medium Naast het verschil in aandrijfenergie zijn er nog verschillen in de omgevingswarmtebron die wordt gebruikt voor de warmtepomp. Temperatuur (in oC)

Betrouwbaarheid

Beschikbaarheid

Buitenlucht

-10 tot 30

Goed

Altijd

Ventilatie afvoerlucht

15 tot 25

Goed/onzeker

Altijd

Grondwater

4 tot 12

Goed

Altijd

Water uit een meer

0 tot 10

Goed/onzeker

Afhankelijk van locatie

Rivierwater

0 tot 10

Goed


Zeewater

3 tot 8

Goed


Grond

0 - 10

Goed

Altijd

Afvalwater

> 10

Goed


Warmtebron


pagina 6 van 41



In Nederland worden water, de bodem en lucht het meest toegepast als warmtebron. Voor het aanvoer- en afgifte medium kan water of lucht worden gebruikt. Het aanvoer medium is afhankelijk van de warmtebron die wordt gebruik, het afgifte medium van de warmtepomp hangt af van de configuratie waarin de warmtepomp gebruikt wordt. De volgende combinaties zijn mogelijk. • Lucht warmtepomp: ◦ Lucht/lucht; ◦ Lucht/water: • Water warmtepomp: ◦ Water/water warmtepomp (geothermische warmtepomp) 1.7. Lucht warmtepomp Bij lucht warmtepompen wordt de warmte gehaald uit de buitenlucht en/of de afgevoerde ventilatie lucht en wordt de woning opgewarmd door middel van een luchtblazer. Dit is eigenlijk de omgekeerde werking van een koelkast. Deze toestellen worden in hoofdzaak gekozen voor hun functie als airconditioning maar kunnen door middel van een klep omgeschakeld worden naar de functie van warmtepomp. De investeringskostprijs van dit type ligt relatief laag in vergelijking met de andere typen. Daartegenover staat dat het rendement van lucht warmtepompen lager is dan water warmtepompen. Dit komt door de erg veranderlijke buitentemperatuur en de lage opslagcapaciteit van het medium. De installatie van een lucht warmtepomp kost ca. € 10.000,-. Lucht warmtepompen zijn te onderscheiden in lucht/lucht- en lucht/water warmtepompen. 1.7.1. Lucht/lucht warmtepomp Een lucht/lucht warmtepomp gebruikt lucht als afgifte medium. Dat betekent dat de gewonnen warmte kan worden ingeblazen door middel van het ventilatiesysteem. Het voordeel van een lucht/lucht warmtepomp is het integreren van verwarmen en ventileren in één systeem, waardoor dubbele kosten vermeden worden. Door technische ontwikkelingen is het rendement van een lucht/lucht warmtepomp inmiddels sterk verbeterd. De COP van lucht/lucht warmtepompen komt al boven de 4,0 uit. 1.7.2. Lucht/water warmtepomp Bij lucht/water warmtepompen wordt net als bij de lucht/luchtwarmtepomp de energie uit de lucht gehaald en opgepompt tot een hogere temperatuur. Hierbij wordt de warmte afgegeven aan water. Dit is een ideaal systeem voor vloerverwarming of andere lage temperatuur verwarmingssystemen omdat het water slechts tot 38 °C opgewarmd hoeft te worden, waardoor een hoge COP-waarde bereikt kan worden door de lage condensortemperatuur. De lucht/water warmtepomp is duurder ten opzichte van de lucht/lucht warmtepomp, doordat er een verwarmingssysteem als vloerverwarming nodig is terwijl de lucht/lucht warmtepomp in de ventilatie installatie is geïntegreerd. De COP van lucht/water warmtepomp is met 3,5 lager dan een lucht/lucht warmtepomp, doordat er bij de warmteoverdracht van lucht naar water energie verloren gaat. 1.8. Water/water warmtepomp Bij water/water warmtepompen wordt de aangevoerde warmte uit water gehaald. Dit kan weer op verschillende manieren: op water uit de rivier of zee, op grondwater of water dat door een horizontale- of verticale bodemwarmtewisselaar stroomt. Het COP of rendement van dit soort warmtepompen is 3 tot 5 keer hoger dan een traditioneel systeem. Afstudeeronderzoek | Sietse van Vonderen [studnr. 0799647]

pagina 7 van 41



1.8.1. Water uit rivier Water uit een rivier kan worden opgepompt en door een warmtepompsysteem worden gevoerd. Het rendement ligt relatief hoog omdat de temperatuur van een rivier normaal gesproken niet onder de 4 oC komt. Door de stroming van de rivier zal er geen uitputting van het medium ontstaan. Een goede filter is wel belangrijk. Omdat deze warmtepompen afhankelijk zijn van een rivier worden ze zelden toegepast, bovendien zijn ze dan alleen rendabel op grote schaal. 1.8.2. Verticale bodemwarmtewisselaar Bij een verticale bodemwarmtewisselaar laat men in een geboorde put water stromen. Het water neemt de warmte van de diepe grondlagen op en wordt daarna weer naar boven gepompt. Een warmtepompsysteem zorgt ervoor dat het water rond stroomt en verhoogt de temperatuur van het water tot een bruikbare temperatuur voor bijvoorbeeld vloerverwarming. Zie ook 1.9. Geothermische warmtepomp. 1.9. Geothermie Aardwarmte of geothermie is energie die kan ontstaan door het temperatuurverschil tussen de aardoppervlakte en diep in de aarde gelegen warmte reservoirs. Deze aardwarmte kan uitstekend worden ingezet voor de winning van energie. Warmte- koudeopslag is een steeds bekender wordende manier om gebruik te maken van de ondergrond. Een geothermische warmtepomp, ook wel water warmtepomp genoemd, is een elektrisch aangedreven pomp die aardwarmte gebruikt om te verwarmen of te koelen. In technisch opzicht zijn er drie typen systemen te onderscheiden die gebruik maken van aardwarmte: • Open systemen (warmte- koudeopslag); schaalgrootte vanaf 50 woningen of 2000m2 •

Gesloten systemen, (verticale bodemwarmtewisselaars); schaalgrootte vanaf 1 woning

•

Diepe geothermie schaalgrootte vanaf 2500 woningen

Het rendement van diepe geothermie en open systemen is veel hoger, maar alleen de gesloten systemen zijn toepasbaar vanaf een schaalgrootte van 1 woning. 1.9.1. Werking Een verticale bodemwarmtewisselaar bestaat uit leidingen of buizen die in de bodem worden ingebracht waar water met antivries door circuleert. Energieuitwisseling tussen het water in de leiding en de omringende bodem gebeurt door warmtegeleiding. Doordat een verticale bodemwarmtewisselaar dieper in de bodem gaat dan grondbuisventilatie (20 tot 150 meter) en gebruik maakt van water als medium wordt er geprofiteerd van de stabiele temperatuur van het grondwater. De geothermische warmtepomp verplaatst de warmte in het grondwater en verwarmt het op een zeer efficiënte manier tot de benodigde temperatuur voor vloerverwarming. 1.9.2. Uitputten van de bron Gedurende de stookperiode onttrekt de bodemwarmtewisselaar warmte aan de bodem om de woning te verwarmen. Als gevolg hiervan zal de temperatuur Afstudeeronderzoek | Sietse van Vonderen [studnr. 0799647]

pagina 8 van 41



van de bron licht dalen. Indien de bodemwarmtewisselaar ook voor koeling wordt gebruikt, wordt de warmte uit de woning teruggegeven aan de bron, maar omdat de koelbehoefte in een woning is te verwaarlozen ten opzichte van de verwarmingsbehoefte is er geen balans. De balans moet komen van het natuurlijke vermogen om de bron op te warmen o.a. door instraling van de zon. Die balans is heel belangrijk voor de werking van een bodemwarmtewisselaar. Als de balans ontbreekt zal de bron op den duur uitputten. Als dit optreedt wordt het rendement van de bodemwarmtewisselaar steeds kleiner en is men op den duur de woning één op één elektrisch aan het verwarmen waardoor het elektriciteitsverbruik van de warmtepomp stijgt. Dit verschijnsel is al vaak opgetreden bij woningen waar een verticale bodemwarmtewisselaar is toegepast. Er zijn zelfs gevallen waarbij de bodemwarmtewisselaar na 3 jaar al geen rendement meer oplevert. Als dit het geval is in de energieneutrale woning en de capaciteit van de duurzame elektriciteitsopwekking niet toereikend is voor de verhoogde elektriciteitsvraag is de woning op den duur niet energieneutraal meer en zal de elektra rekening flink oplopen. 1.10. Warm tapwater met een warmtepomp Warmtepompen die water als afgifte medium gebruiken kunnen ook warm tapwater in een boiler verwarmen. Warmtepompen kunnen dat water op zeer efficiënte wijze verwarmen tot ca. 40 °C, net als bij vloerverwarming het geval is. In verband met legionella bacteriën en dergelijke is het noodzakelijk om warm tapwater te verwarmen tot 60 °C. Een warmtepomp is in staat om zulke hoge temperaturen te leveren, maar de hoge rendementen gaan dan volledig verloren. Dat temperatuursverschil lijkt gering, maar iedere keer als gebruik wordt gemaakt van warm tapwater, hoe kortstondig ook, moet de boiler weer op de juiste temperatuur gebracht worden. Een traditionele CV-ketel kan dit veel goedkoper dan een warmtepomp. 1.11. Koelen met een warmtepomp Sommige warmtepompen zijn omkeerbaar, dat wil zeggen dat de werking van de warmtepomp in de zomer wordt omgedraaid, waardoor ze in staat zijn om zeer efficiënt te koelen, wat het comfort in een woning verhoogt. 1.12. Levensduur De meeste warmtepompsystemen hebben een technische levensduur van 15 jaar. De bron van een geothermische warmtepomp (bodemwarmtewisselaar) kan langer mee. 1.13. Kosten De aanschafkosten van een warmtepomp zijn met ca. € 10.000,- erg hoog, de bron voor een geothermische warmtepomp kost ca. € 4.000,-. Toch is het mogelijk is om de investering van een warmtepomp binnen de levensduur terug te verdienen. Onderstaand rekenvoorbeeld, waar wordt uitgegaan van een nieuwbouwwoning van 150 m² en een warmtevraag van 100 kWh/m² voor ruimteverwarming, toont aan dat een warmtepomp met bodemwarmtewisselaar na 15 jaar voordeliger is dan een traditionele CV-ketel. De terugverdientijd ligt op 10 jaar. Zonder subsidie ligt de terugverdientijd op 15 jaar. Uitputting van de bron is in dit rekenvoorbeeld verwaarloost.


pagina 9 van 41


bijlage 3 DUURZAME INSTALLATIES HR-Ketel

Aanschaf + montage Bron Subsidie Energievraag Energieverbruik Gasaansluiting Kosten na 15 jaar

Warmtepomp (COP 4,5) € 2.500

17.833 kWh/jaar 1.820 m³/jaar 219 /jaar

€ 0,98

€ 1.780 € 219 € 32.482

€ 10.000 € 4.000 €0 17.833 kWh/jaar 3.963 kWh/jaar 0 /jaar

€ 0,25

€ 983 €0 € 28.741

totale kosten (€)


Vergelijking bodemwarmtewisselaar (normale woning) 40000 30000

HR-Ketel Warmtepomp

20000 10000 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Het rekenvoorbeeld laat zien dat de subsidie en het ontbreken van aansluitkosten voor aardgas doorslaggevend zijn voor de positieve uitkomst. Verdere berekeningen tonen ook aan de lucht/lucht en lucht/warmtepomp eveneens zijn terug te verdienen binnen 15 jaar. Een andere conclusie is dat warmtepompen vooral rendabel zijn als de warmtevraag erg hoog is. Dat is gelijk de reden dat de combinatie van een passiefhuis en een warmtepomp minder rendabel is. Zoals te zien is in het tweede rekenvoorbeeld is de energiebehoefte en direct daarmee de energiekosten in een passiefhuis al erg laag in vergelijking met een doorsnee nieuwbouwwoning. De hoge aanschafprijs van een warmtepomp met verticale bodemwarmtewisselaar is daardoor niet meer terug te winnen door nog meer energie te besparen. HR-Ketel Aanschaf + montage Bron Subsidie Energievraag Energieverbruik Gasaansluiting Kosten na 15 jaar


5.083 kWh/jaar 519 m³/jaar 219 /jaar

€ 0,98

€ 507 € 219 € 13.391

€ 10.000 € 4.000 €0 5.083 kWh/jaar 1.130 kWh/jaar 0 /jaar

€ 0,25

€ 280 €0 € 18.202

NB de energietarieven en energievraag is bepaald in hoofdstuk 2. ENERGIEKOSTEN- EN TARIEVEN. De meerkosten van een passiefhuis zijn in deze berekening niet meegenomen.

totale kosten (€)

Vergelijking bodemwarmtewisselaar (passiefhuis) 20000 15000 HR-Ketel Warmtepomp

10000 5000 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15


pagina 10 van 41



In hetzelfde rekenvoorbeeld komt het verschil bij een lucht/lucht warmtepomp een stuk kleiner uit. HR-Ketel Aanschaf + montage Bron Subsidie Energievraag Energieverbruik Gasaansluiting Kosten na 15 jaar


€ 10.000 €0


€ 0,98

€ 507 € 219 € 13.391

5.083 kWh/jaar 1.210 kWh/jaar 0 /jaar

€ 0,25

€ 300 €0 € 14.502

NB de energietarieven en energievraag is bepaald in hoofdstuk 2. ENERGIEKOSTEN- EN TARIEVEN. De meerkosten van een passiefhuis zijn in deze berekening niet meegenomen.

totale kosten (€)

Vergelijking bodemwarmtewisselaar (passiefhuis) 20000 15000 HR-Ketel Warmtepomp

10000 5000 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

1.13.1. Subsidie Door de overheid wordt subsidie gegeven op de aanschaf van warmtepompen. Het is alleen mogelijk voor de huidige subsidieregeling in aanmerking te komen als de warmtepomp vóór 1 september 2009 in bezit is. 1.14. Energiebesparing Afhankelijk van het gekozen systeem wordt er door een warmtepompsysteem toe te passen ca. 60 tot 70% minder CO2 uitgestoten door het verwarmen van tapwater en het verwarmen van de woning zelf. Indien de elektriciteit voor de voeding van de warmtepomp wordt opgewekt met PV-panelen of een andere vorm van duurzame elektriciteit is de besparing op de C02-emissie 100%. Op de lange termijn, als de PV-panelen zijn terugverdient, is dat ook financieel aantrekkelijker. Warmtepompen hebben overigens een bijzonder positieven invloed op de EPC.

CO2-Emissie (kg/jaar) 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100


Warmtepomp + PV

Warmtepomp

HR-Ketel

0

pagina 11 van 41



2. GRONDBUISVENTILATIE Aan de balansventilatie kan een grondbuisventilatie systeem worden toegevoegd, waarbij de verse buitenlucht via een verticale of horizontale grondbuis naar de WTW-unit geleid wordt. De koude buitenlucht wordt daardoor opgewarmd door de constante grondtemperatuur. In de zomer wordt de warme buitenlucht door de grondbuis sterk afgekoeld. De afgeleverde temperatuur van de grondbuis is niet voldoende voor primaire verwarming, maar verkleint samen met de WTW-unit het temperatuursverschil tussen de aan- en afgevoerde ventilatielucht, waardoor er dus minder verwarmingsenergie nodig is. De in de zomer geleverde koeling is aanzienlijk. Een grondbuis wordt ook wel aardpijp, of aardwarmtewisselaar genoemd, maar is heel iets anders dan een bodemwarmtewisselaar. Een grondbuisventilatiesysteem maakt gebruik van lucht als medium en gaat maximaal 10 meter diep waar een bodemwarmtewisselaar als medium water gebruikt en 20 tot 150 meter de grond in gaat. De lucht die door de grondbuis wordt aangezogen, is dezelfde lucht die de woning binnen komt. Het is dan ook belangrijk dat de grondbuis verse lucht aanzuigt op de aanzuigplek. De grondtemperatuur is constant op 10 tot 12 0 C. Een grondbuis levert energiewinst op als de buitentemperatuur onder de 5 0C of boven de 25 graden komt. Het rendement van de grondbuis zal afhangen van de soort grond waar hij in geplaatst is, de hoeveelheid lucht die er door gaat stromen en of de grondbuis in het grondwater zit. 2.1. Toepassing Bij grondbuisventilatie kan onderscheid worden gemaakt tussen een horizontaal en een verticaal systeem. Bij het horizontale systeem wordt er een buis van 30 tot 50 meter en een diameter van 20 cm ingegraven op een diepte van 1 tot 4 meter. Dit neemt erg veel ruimte in beslag en beperkt het gebruik van de tuin. Bij de verticale variant wordt een buis met een diameter van 500 tot 700mm en een lengte tot 10 meter ingegraven. Het verticaal systeem neemt minder ruimte in beslag t.o.v. een horizontaal systeem en profiteert door de iets diepere ligging van een constantere bodemtemperatuur. Bij horizontale toepassing moet de grondbuis met afschot ingegraven worden. In de zomer kan er namelijk condens ontstaan in de grondbuis. Het laagste punt van de grondbuis moet voorzien worden van een condensput. 2.2. Kosten Grondbuisventilatie kost ca. 8.000,- incl. montage. Als de maximale verwarmingsbehoefte van een passiefhuis al gehaald is, is grondbuisventilatie niet rendabel doordat dat grondbuisventilatie in zo'n geval meer kost dan dat het oplevert. Het kan echter noodzakelijk zijn om grondbuisventilatie toe te passen om te voldoen aan de maximale verwarmingsbehoefte van een passiefhuis.


pagina 12 van 41



3. BALANSVENTILATIE MET WARMTETERUGWINNING In een energieneutrale woning is het toepassen van balansventilatie en warmteterugwinning vanzelfsprekend en onmisbaar. Het is dan ook een belangrijk onderdeel van een passiefhuis. 3.1. Werking Een balansventilatiesysteem bestaat uit een ventilatie-eenheid met 2 ventilatoren, een warmteterugwinunit (wtw-unit) en twee kanalenstelsels. De wtw-unit is meestal in de ventilatie-eenheid opgenomen. De buitenlucht wordt toegevoerd met een ventilator en via een kanalenstelsel naar de slaapkamers en de woonkamer. De wtw-unit zorgt ervoor dat de buitenlucht wordt voorverwarmd door middel van de warmte uit de afgevoerde lucht. De afvoer van ventilatielucht uit keuken, badkamer en wc gebeurt via een kanalenstelsel met behulp van een tweede ventilator. De hoeveelheid toeen afvoerlucht wordt op een mechanische manier in balans gebracht, waardoor gegarandeerd wordt dat en luchtdichte woning voldoende geventileerd wordt. Een gebalanceerd ventilatiesysteem is te combineren met alle gangbare systemen voor ruimteverwarming. Bovendien kan er verwarmd worden door extra warmte aan de toevoerlucht toe te voegen. 3.1.1. Voordelen • Goed beheersbaar en regelbaar systeem; • Comfortabel systeem; • Suskasten zijn overbodig; • Verontreinigde lucht vanuit de straat wordt vermeden; • Werkt optimaal in een luchtdichte woning; • Te combineren met alle gangbare systemen voor ruimteverwarming; • Energiebesparing door warmteterugwinning uit ventilatielucht. 3.1.2. Nadelen • Extra ventilatorenergie nodig; • Mogelijk geluidsoverlast door ventilatoren; • Grote luchtkanalen; • Onderhoudsgevoelig; • Gecompliceerd systeem.

3.1.3. Aandachtspunten • Afstemming plattegrond nodig; • Kort en vloeiend verloop van de kanalen vereist; • Luchtdichte woning vereist; • Een (zomer) bypass is onmisbaar; • Het systeem moet op de juiste manier gebruikt worden.


pagina 13 van 41



Gebalanceerde ventilatie met wtw is een comfortabel en energiezuinig systeem. Daarbij is het belangrijk dat de woning een goede luchtdichting heeft, anders is de energiebesparing veel minder dan verwacht. Het is ook van belang dat het balansventilatie door de bewoners op de juiste manier wordt gebruikt, anders kan niet alleen de energiebesparing tegenvallen maar kunnen er ook gezondheidsproblemen optreden. 3.2. Warmteterugwinning Met warmteterugwinning wordt de warmte uit afvoerlucht gebruikt voor verwarming van de ventilatielucht. Alleen de warmte wordt teruggewonnen, de afvoerlucht zelf wordt naar buiten afgevoerd. Het belangrijkste van een wtw-unit is het rendement. Het rendement van een wtw-unit geeft aan hoe veel van de afgevoerde warmte wordt teruggewonnen. De beste wtw-units hebben een rendement van 95%. Door een naverwarmer, elektrisch of gekoppeld aan het cv-systeem, aan de wtw-unit toe te voegen ontstaat een integraal systeem van ventilatie en verwarming. Nadat de buitenlucht door de teruggewonnen warmte is opgewarmd voert de naverwarmer de temperatuur van de in te blazen ventilatie lucht nog verder op. In het passiefhuistoestel zit zo'n naverwarmer, maar die naverwarmer kan ook een lucht/lucht warmtepomp zijn. 3.3. Energieverbruik balansventilatie De ventilatoren van een balansventilatiesysteem verbruiken elektriciteit. Er wordt dus energie verbruikt om energie terug te kunnen winnen, waarbij het vanzelfsprekend is dat de teruggewonnen energie niet wordt overtroffen door de verbruikte energie. Het rekenvoorbeeld hiernaast laat zien dat het Rekenvoorbeeld energieverbruik balansventilatie elektriciteitsverbruik van een balansventilatiesysteem voor Gebruikersopervlakte 150 m² Vermogen (Renovent HR Large) 26 W een woning van 150 m² €113,- per jaar kost. Voor evenveel Vermogen 2 ventilatoren 52 W geld kan ook 115,5 m³ aardgas worden gekocht. Om door Verbruik (elektrisch) 455,5 kWh middel van balansventilatie te bezuinigen moet de wtwTarief elektriciteit € 0,25 /kWh unit in dit geval dus meer dan 6,8 kWh/m² besparen op de Kosten energieverbruik € 112,96 /jaar ruimteverwarming. Tarief aardgas € 0,98 /m³ 115,5 m³ Het is onbekend wat de besparing van balansventilatie Hoeveelheid aardgas Energie uit aardgas 1018,5 kWh exact is, maar aangezien de benodigde energie voor Benodigde besparing: 6,8 kWh/m² ruimteverwarming in een passiefhuis (met balansventilatie NB de energietarieven en energievraag is bepaald in als belangrijk onderdeel) wordt verlaagd van 100 kWh/m² hoofds tuk 2. ENERGIEKOSTEN- EN TARIEVEN. naar minder dan 15 kWh/m² kan er vanuit worden gehaald dat die waarde makkelijk gehaald wordt. 3.4. Kosten Balansventilatiesysteem met wtw-unit: € 3000,- tot € 4000,-. Passiefhuistoestel: € 12.000,- tot 13.000,- (incl. balansventilatie en zonnecollectoren) 3.5. Invloed op EPC Een balansventilatiesysteem heeft door de bijbehorende wtw-unit een positieve invloed op de EPC. • balansventilatie met wtw-unit en 100% bypass is ca. 15 honderdste beter dan natuurlijke ventilatie; • een 100% bypass scheelt 2 honderdste; • Een wtw-unit met 95% scoort ca. 6 honderdste beter dan een wtw-unit met 60% warmteterugwinning.


pagina 14 van 41



4. ZONNEBOILER Waar PV-Panelen elektriciteit opwekken uit zonlicht, gebruiken zonnecollectoren de zoninstraling om water direct- of indirect te verwarmen. Dat warme water wordt opgevangen door een zonneboiler, waarna de warmte kan worden gebruikt voor warmtap water of het verwarmen van de woning. Zonnecollectoren kunnen op het dak worden gelegd, als balustrade dienen of worden verwerkt in de gevel.

4.1. Voordelen • Zonnecollectoren hebben een terugverdientijd van 7 tot 8 jaar; • Levensduur ca. 20 jaar; • Productie energie is binnen enkele jaren terugverdiend; • Het bewonersgedrag heeft geen aanpassing nodig;

bron: Energiezuinig bouwen met zonneboilers – Novem Duurzame Energie in Nederland (juli 2002) NB De in de tabel aangegeven EPC-verlaging is verouderd. Afstudeeronderzoek | Sietse van Vonderen [studnr. 0799647]

pagina 15 van 41



4.2. Oriëntatie De optimale plaatsing (oriëntatie en helling) van een zonnecollector is hetzelfde als dat van PV-panelen. Dat betekent dat de maximale instraling wordt ontvangen bij een oriëntatie van 5o west ten opzichte van het zuiden en een helling van 36o. Om genoeg rendement uit de zonnecollectoren te halen moet een instraling van ten minste 85% gehaald worden. Daarvoor moet de plaatsing binnen de volgende grenzen blijven: • oriëntatie tussen zuidwest en zuidoost; o o • hellingshoek tussen 30 en 60 . 4.3. Systeem toepassing Er zijn 6 type zonneboilers-systemen te onderscheiden: • Standaardzonneboiler; • Zonneboilercombi; • Compacte zonneboiler; • Hoogbouwsysteem; • CV-zonneboiler; • Collectief systeem. In de hierboven genoemde zonneboiler toepassingen is de zonneboiler een toevoeging op het bestaande 'traditionele' systeem. De systemen hebben een collector van 3 tot 5 m² en een voorraadvat van 80 tot 240 liter en zorgen voor een energiebesparing van ca. 40%. De aanschafkosten van zulke systemen liggen tussen de €2000,- en €4000,- en de terugverdientijd is ca. 7 tot 8 jaar en de besparing ligt tussen de 100 en 200 m³ aardgas per jaar (bron SenterNovem 2002). 4.4. Collector Er zijn veel verschillende typen zonnecollectoren. De bekendste en meest toegepaste zijn de vlakke-plaat collector en de vacuümbuis collector (ook wel heatpipes worden genaamd). 4.4.1. De vlakke-plaat collector Bij een vlakke-plaat collector wordt de zonnewarmte opgevangen door een zwarte plaat, die in een geïsoleerde bak met een doorzichtige afdekking is geplaatst. Aan de zwarte plaat worden waterleidingen bevestigd die de geabsorbeerde warmte transporteren naar de zonneboiler.

4.4.2. Vacuüm buizen met reflectors Een vacuümbuis collector bestaat uit meerdere naast elkaar geplaatste glazen buizen van borcilaat glas. De glazen buizen bestaan uit dubbel glas waar tussen het vacuüm zich bevindt. Hierdoor wordt de warmte extreem goed vastgehouden. Op de binnenwand van het glas is een speciale absorptie coating aangebracht. In deze glazen buis bevindt zich een koperen absorber, de heatpipe. De heatpipe geeft een extreem goede warmte geleiding en opname in de glazen buis. Het bovenste punt van de heatpipe wordt in de koperen collector geplaatst waarin alle warmte wordt overgedragen aan het langsstromende water. Afstudeeronderzoek | Sietse van Vonderen [studnr. 0799647]

pagina 16 van 41



Bij temperaturen ver onder het vriespunt is een vacuümbuis collector, zij het met een veel lagere opbrengst, nog steeds in staat om tap water verwarmen. Een vacuümbuis collector werkt ook goed bij diffuus licht waardoor er bij bewolking nog steeds warmte wordt opgewekt. Een vacuümbuis collector geeft een veel hoger rendement en hogere eindtemperaturen dan een vlakke plaat collector.

4.4.3. Collector oppervlakte Wanneer de zonnecollector alleen voor warm tapwater wordt gebruikt kan voor het bepalen van de grootte van het collectoroppervlak 1 m² per persoon als vuistregel worden gebruikt. Een groter collectoroppervlak heeft enkel tot effect dat de zonneboiler sneller wordt bijgevuld nadat er warm tapwater is gebruikt, maar als de zonneboiler op temperatuur is kunnen de zonnecollectoren hun warmte niet meer kwijt. Indien de zonnecollectoren tevens voor het verwarmen van de woning worden ingezet is een oppervlakte van 5 tot 10m² voldoende 4.5. Capaciteit en opslag Met een standaardzonneboiler kan al een behoorlijke energiebesparing gehaald worden op het warme tapwater. Een groter systeem kan ook worden gebruikt voor lage temperatuur verwarmingssystemen. In theorie is het daarbij mogelijk om de complete warmtevraag van een woning uit zonnecollectoren te halen. Om die warmte op te wekken is nog niet eens zo'n hele grote oppervlakte benodigd(ca. 15 m² voor een woning van 150m²). Het probleem is dat in de winter de opbrengst van zonnecollectoren lager is als in de zomer, terwijl de warmtevraag in de winter het hoogst is. Om dat verschil in vraag en aanbod op te vangen moet de warmte opgeslagen worden over een langere periode. Voor dagelijkse opslag is een (zonne)boiler uitstekend geschikt, maar de grootte van een boiler die nodig is voor seizoensopslag is onhaalbaar. In de utiliteitsbouw is warmte-koudeopslag een aantrekkelijke mogelijkheid (niet te verwarren met een bodem warmtewisselaar) maar voor een enkele woning zijn dergelijke systemen onhaalbaar. Er zijn wel nieuwe systemen in ontwikkeling voor seizoensopslag, zoals thermochemische opslag waarbij de installatie nog ca. 5 m³ in beslag neemt, maar de eerste commerciële toepassingen daarvan worden pas verwacht tussen 2015 en 2020. Doordat zonnecollectoren in de winter een lage opbrengst hebben en seizoensopslag dus nog niet haalbaar is het niet mogelijk om met zonnecollectoren de volledige energiebehoefte voor warm tapwater over te nemen. Voor de resterende energiebehoefte is dus nog een additioneel systeem nodig, bijvoorbeeld een warmtepomp, pelletkachel, passiefhuistoestel of een traditionele HR-ketel. 4.6. Kosten Zoals al gezegd liggen de aanschafkosten van standaardzonneboiler systemen tussen de €2000,- en €4000, Afstudeeronderzoek | Sietse van Vonderen [studnr. 0799647]

pagina 17 van 41



Bij grotere systemen met een groter collectoroppervlak én grotere boiler komen de kosten hoger uit. Systeemprijzen via sunsystems.nl: • Vacuümbuis collector met 12 heatpipes (2,2 GJ): € 355,• Vacuümbuis collector met 20 heatpipes (3,7 GJ): € 580,• Vacuümbuis collector met 24 heatpipes (4,4 GJ): € 690,• Zonneboiler 200 l: € 690,• Zonneboiler 300 l: € 760,• Zonneboiler 2200 l: € 1.690,De montage- en installatieprijzen kunnen sterk variëren, maar als richtprijs kan er van ca. 60% montage- en installatiekosten uit worden gegaan. Een zonneboilersysteem met 60 heatpipes (10m²) en een boiler van 2200 liter komt daarmee op een systeemprijs van ca. € 5.500,4.6.1. Subsidie Anno 2010 wordt op zonnecollectoren kleiner dan 6m² een aanschafsubsidie gegeven van € 200,- per GJ. Zonneboilers groter dan 6m² komen ook in aanmerking voor subsidie, de hoogte daarvan is onduidelijk. Het budget voor de subsidie is nog niet vergeven, maar de huidige subsidie regeling is alleen geldig voor woningen die voor 1 januari 2008 zijn opgeleverd. Als daar geen verandering in kompt is die subsidie dus niet relevant voor een nieuw te bouwen energieneutrale woning. 4.7. Invloed EPC Zonnecollectoren hebben een aanzienlijk aanzienlijk positief effect op de EPC. Dat effect is afhankelijk van: • de oriëntatie; • de hellingshoek; • de oppervlakte van de collector; • de beschaduwing (belemmering). Bij een voorbeeldwoning resulteert dat in de volgende effecten: • Met een zonneboiler voor warm tapwater kan een EPC verlaging worden gehaald van 13 honderdste (0,13). Daarvoor is een collector van 9m² nodig met een optimale plaatsing. • Met een zonneboiler voor warm tapwater en ruimteverwarming kan een EPC verlaging worden gehaald van 16 honderdste (0,16). Daarvoor is een collector van 10m² nodig met een optimale plaatsing. • Met een kwaliteitsverklaring is d.m.v. een zonneboiler systeem, in theorie, een verlaging van 23 honderdste te halen.


pagina 18 van 41



5. PV-PANELEN De energie van de zon kan op twee verschillende manieren gebruikt worden. PV-panelen zetten het zonlicht om in elektriciteit, terwijl zonnecollectoren het zonlicht omzetten in warmte. 5.1. Voordelen Door het zonlicht te gebruiken voor opwekking van elektriciteit kan er duurzame voor en door de woning worden opgewekt. Het toepassen van een PV-systeem heeft verschillende voordelen: • lange levensduur (ca. 25 tot 30 jaar); van 0,1 op; • productie energie is na 3 jaar teruggewonnen; • PV-systemen zijn onderhoudsarm; • aantrekkelijk rendement; • geen bewegende delen; • elektriciteitsteller draait terug als er meer • schoonmaken is niet nodig: de regen spoelt elektriciteit wordt geproduceerd dan eventueel vuil weg. geconsumeerd; • Op de zonnepanelen zit vaak • bij bewolking wordt nog steeds elektriciteit een vermogensgroei. opgewekt; • panelen hebben vaak een mechanische • geen vergunning nodig; garantie van 2 tot 5 jaar. • PV-systeem van 6m² levert een EPC verlaging 5.2. Nadelen • Hoge aanschafkosten • Lange terugverdientijd (varieert van 10 tot 18 jaar) • Door populariteit lastig om subsidie te krijgen 5.3. Onderdelen De onderdelen die nodig zijn bij een photovoltaïsch systeem zijn: • Zonnepanelen met photovoltaïsche zonnecellen; • Omvormer van gelijkstroom naar wisselstroom; • Groene stroommeter; • Montagesysteem; De systeemprijs bestaat voor ongeveer 60% uit de kostprijs voor de panelen, de kosten van het montagesysteem, de omvormer en de bedrading bedragen 20%, en de installatie vormt de overige 20% van de kosten. 5.4. Type panelen Er zijn verschillende types fotovoltaïsche cellen. De types die het meest worden toegepast maken alle drie gebruik van Silicium zonne cellen: • Monokristallijn silicium zonnecellen (ca. 145 Wp/m²) • Polykristallijn (multikristallijn) silicium zonnecellen (ca. 115 Wp/m²) • Amorf silicium zonnecellen (35 Wp/m²) PV-panelen met monokristallijn zonnecellen leveren de grootste opbrengst per m² (100 tot 115kWh/m²) en zijn dan ook het meest geschikt voor particuliere toepassingen, zoals bij een energieneutrale woning,


pagina 19 van 41



waarbij uit een kleine oppervlakte een grote opbrengst benodigd is. Bij solarparken of andere grootschalige toepassingen zijn panelen met amorf zonnecellen interessanter. Deze hebben weliswaar een veel laag piekvermogen per m² maar zijn per Wp ook goedkoper en hebben een beter omzettingsrendement. De kosten van het totale systeem zijn daardoor goedkoper. 5.5. Rendement oriëntatie en plaatsing Het rendement van een PV-paneel hangt af van de plaatsing en locatie. De optimale plaatsing is met een oriëntatie van 5o west ten opzichte van het zuiden en een helling van 36o. Echter, bij afwijking van die ideale plaatsing valt het verlies aan rendement nog mee. De afbeelding hiernaast toont dat aan. Om nog voldoende rendement over te houden (90%) dient de oriëntatie tussen Oostzuidoost en Westzuidwest te liggen en de gewenste hellingshoek tussen de 7 en 65 graden te blijven. Bron:

http://www.duurzameenergiethuis.nl/ http://www.senternovem.nl

5.5.1. Opbrengst De capaciteit van PV-panelen wordt aangegeven met piekvermogen in Wattpiek (Wp). Om te kunnen bepalen wat de te verwachten opbrengst van de panelen is, moet dat piekvermogen eerst omgerekend worden naar de opbrengst (in kWh/jaar). Dit wordt gedaan aan hand van de locatie (provincie), oriëntatie t.o.p. van het zuiden en de hellingshoek van de PV-panelen. In Nederland kan bij een ideale plaatsing een omzettingsfactor van piekvermogen naar opbrengst worden gerekend van 0,8. Een nauwkeuriger inschatting van de te verwachten opbrengst kan worden berekend via Duurzameenergiethuis.nl http://www.duurzameenergiethuis.nl/opbrengstmeter-zonnepanelen Via http://www.pvpanelen.eu/installatie.php is de opbrengst te volgen van een huishoudelijk PV-systeem met 4660 Wp, vergelijkbaar met een systeem dat nodig is voor een energieneutrale woning. De installatie staat in België, net over de grens bij Zeeland. Van te voren is gerekend op een omzettingsfactor van 0,9 gerekend en uit de dagelijks gepubliceerde grafieken blijkt dat de opgewekte energie de geschatte opbrengst overtreft. Sinds de inwerkingstelling in juli 2009 werd alleen in februari 2010 de verwachte opbrengst niet gehaald. 5.6. Kosten De huidige prijs van een los PV-paneel ligt tussen de € 2,- en € 3,- per Wp. De montage en installatiekosten zijn sterk afhankelijk van de manier waarop de panelen worden toegepast. Een grove schatting is dat de panelen ca. 60% van de totale kosten beslaan. De prijs van een huishoudelijk PV-systeem inclusief installatie en montage ligt tussen de € 3,5 en € 5,- per Wp. Voor grote bedrijfsmatige installaties komt de Wp prijs al onder de €3,-.


pagina 20 van 41



Bij een energiebehoefte van 3500 kWh en een omzettingsrendement van 0,8 komen de totale kosten tussen de € 16.000,- en € 22.000,- te liggen. Een PV-systeem die ook in de gebruiksgebonden elektriciteit van een energieneutrale woning voorziet van ca. 5000 kWh benodigd komt uit op €22.000 tot €31.000,5.6.1. Subsidie De overheid schrijft regelmatig subsidies uit om de aanschaf van duurzame systemen te stimuleren. PVpanelen zijn er daar één van. Ook in 2010 was hiervoor een regeling waardoor het mogelijk was om subsidie aan te vragen. Tot en met een productie van 6.375 kWh per jaar en gedurende een looptijd van 15 jaar wordt dan een bedrag van € 0,474 per kWh uitgekeerd. Daar gaat de vergoeding voor levering van zonnestroom aan het elektriciteitsnet nog vanaf. Voor 2010 is dat vastgesteld op € 0,225 per kWh waardoor de subsidie bijdrage in 2010 komt op € 0,249 per kWh. Met de subsidie komt de terugverdientijd, in de reële situatie, op 12 jaar uit. Daarna loopt de subsidie nog 3 jaar door. Deze subsidie is echter zo populair dat het beschikbare budget van 69 miljoen euro net als een jaar eerder al binnen 1 dag is overschreden, waardoor het haast onmogelijk is om subsidie te krijgen. Om in de toekomst aanspraak te kunnen maken op subsidie is het belangrijk om de regeling in de gaten te houden en op tijd een aanvraag in te dienen. 5.6.2. Terugverdientijd Het berekenen van de terugverdientijd van een PV-paneel is relatief eenvoudig, maar tegelijkertijd sterk afhankelijk, dus beïnvloedbaar, van aannames en verwachtingen. De terugverdientijd is afhankelijk van:

Wp prijs

Gunstig

Ongunstig

Aanname

€ 3,50

€ 5,00

€ 4,00

0,90

0,75

0,80

Huidige elektriciteitsprijs

€ 0,29

€ 0,20

€ 0,20

Stijging elektriciteitsprijs

14,0%

0,0%

3,0%

Subsidie

€ 0,47

geen

geen

Terugverdientijd

< 8 jaar

> 25 jaar

17 ¼ jaar

Wp prijs van het PV-systeem Omzettingsrendement

Optimistische (en onrealistische) berekeningen gaan uit van de meest gunstige situatie waarbij de terugverdientijd op iets meer dan 8 jaar komt, terwijl de meest negatieve variant over de 25 jaar heen gaat. Eventuele subsidie is daarbij niet meegerekend. Op basis van dit onderzoek is een realistische aanname gemaakt waarbij de terugverdientijd net boven de 17 jaar uit komt.


pagina 21 van 41


bijlage 3 DUURZAME INSTALLATIES Vergelijking PV-panelen energievraag: 3500 kWh

€ 30.000

€ 25.000

total e kosten (€)

€ 20.000 Elektriciteitsnet PV-Panelen PV + SDE 2010

€ 15.000

€ 10.000

€ 5.000

€0 0

5

10

15

20

25

aantal jaren

Bovenstaande grafiek laat het verloop zien van de aaname die gedaan is. Uit de grafiek blijkt dat de besparing na 25 jaar, de minimale levensduur van een PV-paneel, aanzienlijk is. Het verschil zou zelfs nog groter zijn als gebruik kan worden gemaakt van de subsidie regeling van 2010. 5.7. Invloed EPC De invloed op de EPC is afhankelijk van: • het gekozen systeem type; • de oriëntatie; • de hellingshoek; • de oppervlakte van de PV-panelen; • het totale piekvermogen van de installatie; • de beschaduwing (belemmering). Dat resulteert bij een willekeurige voorbeeld woning in de volgende effecten: • Met een PV-systeem kan een EPC verlaging worden gehaald van 32 honderdste (0,32). • Voor de daling van 32 honderdste is bij de meest optimale variant een systeem met 3725 Wp nodig (ca. 2980 kWh/jaar). • Bij de optimale variant is de daling ca. 115 Wp per honderste punt. (ca. 93 kWh/jaar). • Bij een minder optimale variant kan er ook 32 honderdste gedaald worden maar daar is meer piekvermogen nodig. Duidelijk is dat PV-panelen toegepast op de schaal die nodig is voor een energieneutrale woning (40 tot 50 m²) een gigantische invloed heeft op de EPC.


pagina 22 van 41



5.8. Ontwikkeling Er is nog steeds een sterke ontwikkeling gaande op het gebied van PV-panelen, terwijl de markt ervoor blijft groeien. Daardoor zal de opbrengst van een m² PV-paneel blijven stijgen, terwijl de aanschafprijs per Wattpiek zal blijven dalen. Daar komt bij dat de elektriciteitsprijs hoogst waarschijnlijk alleen maar blijft stijgen. De verwachting is dat daardoor in de komende 5 jaar de terugverdientijd sterk zal afnemen. Het loont dus om de ontwikkelingen bij te houden en bij toepassing te onderzoeken wat op dat moment het meest gunstigste paneel is om te toe te passen. 5.9. PV-Panelen en architectuur De bekendste toepassing van fotovoltaïsche cellen is in de vorm van PV-panelen op platte of schuine daken. In de meeste gevallen worden deze panelen achteraf op bestaande bebouwing geplaatst. Dit komt de uitstraling van een gebouw, afgezien van de milieubewuste, over het algemeen niet ten goede.

In de loop van de jaren zijn er veel nieuwe montage systemen voor PV-panelen bijgekomen waardoor er veel meer toepassingsvormen mogelijk zijn. Door creatief om te gaan met de toepassing van PV-panelen kunnen ze onderdeel worden van het ontwerp. Een van de meest interessante toepassingen zijn de “Building Integrated Photovoltaics” (BIPV) waarbij PVpanelen de plaats innemen van een ander bouwkundig onderdeel. De PV-panelen worden geïntegreerd in het gebouw waardoor montage- en materiaalkosten van een ander onderdeel worden uitgespaard. Het eenvoudigste voorbeeld van BIPV´s zijn PV-panelen die worden geplaatst in de sponning van een glasvliesgevel. Andere voorbeelden zijn PV-panelen in balustrades, gevels, zonwering, lamellen maar ook op een schuin of plat dak. De PV-panelen fungeren dan als dakbedekking.


pagina 23 van 41



Een andere toepassing is zonwering met fotovoltaïsche cellen. De combinatie van deze twee is eenvoudig maar effectief. Er wordt voor beschaduwing van de gevel gezorgd en tegelijkertijd wekken de zonnecellen elektriciteit op. Kleine PV-panelen kunnen als zonwering worden gemonteerd, maar de losse fotovoltaïsche cellen kunnen worden aangebracht op glazen lamellen, hoewel dat laatste systeem vooral geschikt is voor utiliteitsbouw.

Nogmaals, de kracht van bovenstaande toepassingen zit in de multifunctionele toepassing van de PVpanelen, en de mogelijkheid om ze op talloze manieren in een ontwerp te integreren. Hieronder enkele systemen van Reynaers aluminium die speciaal ontwikkeld zijn voor de montage van PVpanelen.

Bron: http://www.reynaers.com/ReynaersAluminium/UPL/0H0.95C2.00-Solar.pdf


pagina 24 van 41



6. PVT-COLLECTOREN Bij volle zon kan de temperatuur van PV-panelen flink oplopen, wat ten koste gaat van het rendement. De eigenschap van de absorber in een zonnecollector is zoveel mogelijk warmte opnemen, en zomin mogelijk weer uitstralen. Daardoor is men op het idee gekomen om de warmte van een PV-paneel te benutten en daarmee de twee verschillende systemen te combineren. De combinatie van een zon-thermische absorber met fotovoltaïsche cellen heet een PVT collector, één paneel dat zowel warmte als elektriciteit opwekt. Door die combinatie kan er meer energie per vierkante meter worden opgewekt. Dat is vooral handig bij een beperkt dakoppervlak en een hoge duurzame elektriciteit- en warmtevraag. Thermisch

Elektrisch

Kosten

0 kWh

140 kWh

€ 180,-

Zonne collectoren

333 kWh

0 kWh

€ 350,-

PVT collectoren

228 kWh

82 kWh

€ 620,-

PV panelen

NB De weergegeven kosten zijn de globale aanschafkosten van alleen de panelen. Bron opbrengst/kosten PVT collectoren: PVT IN COLLECTIEVE ZONTHERMISCHE SYSTEMEN (ECN/ENECO 2003).

De kosten van een systeem met dezelfde opbrengst: Thermisch (kWh/j)

Kosten

Elektrisch (kWh/j)

Kosten

Totaal (kWh/j)

Totaal kosten

Kosten per kWh

14 m² ZC + 12 m² PV

4560

€ 4792,-

1640

€ 2108,-

6200

€ 6.900,-

€ 1,11

20 m² PVT collectoren

4560

-

1640

-

3100

€ 12.400,-

€ 2,42

ZC = Zonnecollectoren (Thermisch) PV = PV-panelen (Elektrisch).

6.1. Conclusie Het potentieel van PVT systemen is reeds aangetoond maar de systeemkosten zijn vooralsnog hoger in vergelijking met losse systemen voor PV-Panelen met dezelfde energie opbrengst. De meeste kostprijsreductie is te behalen in de kostprijsverlaging van het PVT-product zelf. Een kostprijsdaling door productieopschaling wordt dan ook verwacht, maar laat voorlopig nog even op zich wachten. Een ander nadeel is dat de verhouding tussen opgewekte warmte en opgewekte elektriciteit met PVT collectoren niet is af te stemmen op de persoonlijke eisen van de bewoners, iets wat met 2 afzonderlijke systemen wel het geval is. PVT collectoren zijn op dit moment dus alleen interessant als er echt te weinig ruimte is voor twee losse systemen.


pagina 25 van 41



7. KLEINSCHALIGE WINDTURBINES Windturbines wekken elektriciteit op een duurzame manier op. Ze worden door het hele land al gebouwd in verschillende formaten. Voor kleinschalige toepassingen zijn er ook kleine windturbines ontwikkeld. Deze zijn speciaal voor de elektriciteitsopwekking van individuele woningen. 7.1. Voordelen • Windturbines wekken in de winter, wanneer de energievraag het grootst is, de meeste elektriciteit op; • De combinatie van PV-panelen en een windturbine is daardoor, in theorie, ideaal doordat ze elkaar aanvullen; • De meeste windturbines wekken veel meer energie op dan 1 PV-paneel; • Er zijn veel verschillende types op de markt. 7.2. Nadelen • Veel windturbines gebruiken zelf veel energie; • Rendementen vallen tegen; • Investeringskosten hoger dan PV-Panelen; • Trillingen; • Aandacht constructie i.v.m. krachten en momenten; • Geluidsoverlast.


pagina 26 van 41



7.3. Testveld kleine windturbines Zeeland

Bron:

Grote Wi ndturbi ne PV-Paneel

WRE 060 Skystream Airdol phin Swi ft WRE 030 Energy Bal l Pas saat Montana Turby Ampai r

(Euro/kWh)

Omdat er nog maar weinig bekend is over het rendement Investering-Baten ratio van kleine windturbines hebben verschillende partijen in na 15 jaar Zeeland de handen ineen geslagen en een onderzoek gedaan, waarbij gedurende een jaar lang van 11 kleine 11 windturbines de energieopbrengst is gemeten. De resultaten 10 vielen erg tegen: • Sommige kleine windturbines verbruiken bijna 50% van 9 hun opgewekt energie om op te kunnen starten; 8 • Het omzetten van windenergie naar elektriciteit gaat veel minder efficiënt dan bij een grote windturbine; 7 • De aanschafprijzen lopen sterk uiteen, zonder relatie 6 tot de prestaties; • De investering-Baten ratio na 15 jaar van de meeste 5 kleine windturbines blijft ver achter bij die van PV4 panelen. Slechts 2 type windturbines komen in de buurt van de Inverstering-Baten ratio van PV-panelen; 3 • De windturbines leveren niet de hoeveelheid energie 2 die de fabrikanten opgeven; • De gemeten uurgemiddelde windsnelheid was minder 1 dan van te voren ingeschat, namelijk 3,8 m/s i.p.v. 6 m/s 0 (gemeten op een open veld in Zeeland); • Tijdens de test hebben zich veel storingen voorgedaan in de windturbines, waardoor deze enkele weken of zelfs enkele maanden buiten gebruik zijn geweest. • De goed functionerende molens zijn ook de grootste, met een rotordiameter van 4 tot 5 meter. Die zijn te groot om op een woning te zetten, hooguit op een appartementengebouw. • De productie van kleine windturbines levert meestal meer CO2 op dan ze in hun leven terugverdienen. • Verdere ontwikkeling in de jonge markt van kleine windturbines is nodig. 1ste Evaluatie meetresultaten testveld kleine windturbines Zeeland

7.4. Conclusie De testresultaten van “testveld kleine windturbines Zeeland” toont aan dat er nog maar weinig windturbines zijn die kunnen concurreren met PV-panelen, maar ook dat er nog veel doorontwikkeling moet plaatsvinden voordat ze rendabel kunnen worden toegepast. Bovendien komen er veel uitvoeringsproblemen bij door de trillingen, krachten en momenten die worden veroorzaakt door een windturbine. Daarom zijn windturbines (nog) niet geschikt voor een Energieneutrale woning, en worden deze dus niet nader onderzocht.


pagina 27 van 41



8. MICRO-WKK Een warmtekrachtkoppeling (WKK) combineert de opwekking van warmte en elektriciteit. Door deze combinatie zijn er hoge rendementen mogelijk. WKK wordt toegepast bij grote industrieën, voor stadsverwarming, in glastuinbouw en in utiliteitsgebouwen. Bij toepassing in huishoudens spreken we van micro-wkk of HRe. Micro-wkk kan een forse bijdrage leveren aan de energiebesparing en de CO 2emissie reductie in Nederland. Micro-wkk is een verzamelterm voor een groot aantal technieken die warmte en elektriciteit kunnen produceren op huishoudniveau. Er vindt veel onderzoek plaats om de verschillende technologieën door te ontwikkelen. Op dit moment is de micro-wkk op basis van een Stirlingmotor het verst ontwikkeld. Een HRketel met Stirlingmotor heet een HRe-ketel (met de e van elektriciteit). Een HRe-ketel produceert 6 tot 10 kWh aan warmte per 1kWh aan elektriciteit. Elektriciteit centrale 42%

36

Elektriciteit 15

Elektriciteit 15 100

CV-ketel 100%

85

Totaal = 121

Warmte 85 Besparing = 121-100 = 21 17%

Warmte 85 Totaal = 100

8.1. Voordelen • efficiënte productie van elektriciteit; • gecombineerde opwekking van warmte en elektriciteit • aanzienlijke energiebesparing; • lager energieverbruik; • lagere gebruikskosten; 2 • CO uitstoot ca. 50% lager 8.2. Nadelen • er wordt nog steeds CO2 uitgestoten • hoge aanschafkosten • hoe lager de warmtevraag, hoe minder opwekking van elektriciteit; 8.3. Gecombineerde opwekking Een micro-wkk wekt energie op voor: • ruimte verwarming; • warm tapwater; • elektriciteit. Afstudeeronderzoek | Sietse van Vonderen [studnr. 0799647]

pagina 28 van 41



8.4. Kosten Hoewel een HRe ketel meer aardgas verbruikt dan een gewone HR-ketel zijn de energiekosten lager door de extra opwekking van elektriciteit. De totale energiekosten zullen in een gemiddelde woning daardoor ongeveer 20% lager zijn. SenterNovem heeft berekend dat afhankelijk van het woningtype een besparing van €220,- per jaar te halen is. De kosten van een HRe-ketel op basis van een Stirlingmotor zijn ca. € 6.000,Op een micro-wkk is een subsidie van € 4.000,- op de aanschafprijs te krijgen. 8.5. Micro-wkk in een gemiddelde nieuwbouwwoning In een gemiddelde nieuwbouw woning kan een micro-wkk de CV-ketel en de boiler of geiser vervangen. Een micro-wkk is in staat om in de winter de gehele warmtevraag, warm tapwater en ruimteverwarming, van zo'n woning te leveren en daarbij tot 70% van het elektriciteitsverbruik op te wekken. In de zomer, wanneer enkel warmte voor het tapwater nodig is levert de micro-wkk nog minimaal 20% van de elektriciteitsvraag. De over gebleven elektriciteitsvraag moet worden opgebracht door het elektriciteitsnet. 8.6. Micro-wkk in een energieneutrale woning In een energieneutrale woning wordt door middel van het passiefhuisprincipe de warmtevraag beperkt tot 15 kWh/m². Dat betekent dat de warmtevraag veel lager is. Daardoor is er een micro-wkk met een kleine capaciteit voldoende (ca. 0,75 kW). Dit heeft tot gevolg dat er ook veel minder elektriciteit wordt opgewekt (maximaal 1000 kWh) Een micro-wkk kan dus wel voldoen aan de volledige warmtevraag, maar niet aan de totale elektriciteitsvraag. Gemiddelde niewbouwwoning

Energieneutrale woning

opwekking

totale vraag

opwekking

totale vraag

Elektriciteit

3.150 kWh/j

4.185 kWh/jaar

885 kWh/jaar

4120 kWh/jaar

Warmte

17.850 kWh/j

17.850 kWh/jaar

5.500 kWh/jaar

5.000 kWh/jaar

Totaal

21.000 kWh/j (2,40 kW)

22.035 kWh/jaar (2,52 kW)

6.385 kWh/jaar (0,73 kW)

9.120 kWh/jaar (1,04 kW)

NB woning van 150m². Energie voor verwarming, warm tapwater, ventilatie, koeling en elektriciteit volgens hoofdstuk 3. ENERGIEVERBRUIK- EN KOSTEN en de matrix.

8.6.1. Definitie Een micro-wkk met stirlingmotor gebruikt gas als primaire bron. Dat betekent dat hij volgens de definitie die in hoofdstuk: 1. INLEIDING: WAAROM ENERGIENEUTRAAL BOUWEN is opgesteld niet past in een energieneutrale woning. 8.7. Conclusie Uit bovenstaand overzicht blijkt dus dat de hoeveelheid opgewekte elektriciteit de extra investering niet of nauwelijks meer waard is. Dit blijkt ook uit een citaat van Eigenhuis.nl: “Een HRe-ketel met een Stirlingmotor is vooral geschikt voor beperkt geïsoleerde woningen met een aardgasverbruik van meer dan 1.700 m3 per jaar. Dit komt omdat moderne, goed geïsoleerde woningen in verhouding veel minder energie nodig hebben voor het verwarmen van de woning. Hierdoor zal er ook minder stroom opgewekt worden, waardoor de HRe-ketel niet uit kan. In de toekomst zullen er ook HReAfstudeeronderzoek | Sietse van Vonderen [studnr. 0799647]

pagina 29 van 41



ketels komen die geschikt zijn voor (nieuwbouw)woningen met een lager gasverbruik. Het is een nieuwe techniek welke nog lang niet doorontwikkeld is.” Bron: http://www.eigenhuis.nl/VerenigingEigenHuis/Wonen/Energie/Hoebesparen/HRe_ketel (maart 2010)

Daar komt bij dat een micro-wkk niet in de gestelde definitie van een energieneutrale woning past. Daaruit moet geconcludeerd worden dat een micro-wkk niet geschikt is voor een energieneutrale woning. Desalniettemin kan het interessant zijn om de ontwikkeling van de micro-wkk te volgen voor toepassing in energiezuinige woningen zodra de techniek daarvoor ontwikkeld is. 8.8. Andere ontwikkelingen Behalve de stirlingmotor zijn er nog andere vormen van warmtekrachtkoppeling op kleine schaal die zeer interessant kunnen zijn op het gebied van duurzaamheid en energie zuinig. 8.8.1. Trigeneratie Trigeneratie is de productie van warmte, koude en elektriciteit uit één apparaat. Door die toepassing kan de micro-wkk ook in de zomer worden gebruikt voor koeling. Deze ontwikkeling staat nog in de kinderschoenen en is daarom op dit moment nog geen reële optie om toe te passen. 8.8.2. Brandstofcel op waterstof Een brandstofcel is een apparaat dat werkt met waterstof en zuurstof. Als beide tegelijkertijd worden ingebracht zal elektriciteit ontstaan. Bij het omzettingsproces om elektriciteit te maken komt zuiver water en warmte vrij. Daardoor kan de brandstofcel fungeren als warmtekrachtkoppeling. De ontwikkeling van brandstofcellen heeft enorme potentie: • hoge elektrische rendementen; • geen milieuramp in geval van ongelukken; • geen draaiende delen; • winning van waterstof op een volstrekt • veel lagere emissies; milieuvriendelijke wijze; • nauwelijks uitstoot van schadelijke stoffen; • oneindige beschikbaarheid van waterstof. In vergelijking met de stirlingmotor en andere vormen van warmtekrachtkoppeling heeft een brandstofcel een hoog elektrisch rendement. Daartegenover staat dat het thermisch vermogen aanzienlijk kleiner is. Die eigenschap is ideaal voor goed geïsoleerde woningen met een kleine warmtevraag, zoals een energieneutrale woning. Nog meer dan de stirlingmotor behoeft de brandstofcel ontwikkeling: “Verdere ontwikkeling is nodig voordat brandstofcellen toepasbaar zijn in een micro-wkk. Kostprijs en levensduur zijn belangrijke aandachtspunten in de verdere ontwikkeling. Marktintroductie van de brandstofcel zal volgens de meeste fabrikanten over vijf tot tien jaar mogelijk zijn. bron: http://www.microwkk.nl/index.php?id=2112 (maart 2010) De brandstofcel is een energiebron met enorme potentie. Tegelijk is het duidelijk dat er nog een flinke ontwikkeling moet plaatsvinden voordat de brandstofcel in de woningbouw kan worden ingezet waardoor het op dit moment geen optie is voor een energieneutrale woning.


pagina 30 van 41



9. HOUTKACHELS Behalve lucht- en vloerverwarming kan er ook met een houtkachel efficiënt, goedkoop en duurzaam worden verwarmd. Door nieuwe technieken zijn de rendementen niet meer te vergelijken met de ouderwetse houtkachels. De pelletkachel is daarvan een goed voorbeeld. Verwarming door het verbranden van hout is niet energieneutraal. Er moet hout worden toegevoegd om energie te kunnen winnen. De kap van bomen kan wel worden gecompenseerd door de aanplant van nieuwe bossen, maar het hout dat verbrand wordt komt niet meer terug. De verbranding van het hout is wel CO2 neutraal omdat de CO2 die vrij komt tijdens de verbranding ook vrijkomt wanneer het hout wegrot, bovendien is die CO2 opgenomen tijdens de levenscyclus van de boom. 9.1. Nieuwe technieken In het buitenland is verwarmen met houtkachels veel gebruikelijker dan in Nederland. De technieken zijn daar zover doorontwikkeld dat de rendementen steeds verbeterd worden. Die ontwikkeling is gebaseerd op drie kernpunten: • Reduceren van het warmteverlies door de schoorsteen; • Een zo schoon mogelijke verbranding; • Optimaal gebruik maken van de geproduceerde energie. Een van de belangrijkste ontwikkelingen is de gesloten verbrandingskamer. Door de open haard met een glasdeur af te sluiten kan de toevoer van zuurstof geregeld worden voor een gecontroleerde verbranding en is het warmteverlies via de schoorsteen met ca. 90% verkleind. Daarnaast maakt het afsluiten van de verbrandingskamer het mogelijk om de warme afvoerlucht te gebruiken om andere ruimtes te verwarmen. Op de moderne houtkachels kunnen kanalen worden aangesloten die de warme lucht door middel van natuurlijke trek naar en door een labyrint leiden. In het labyrint wordt de warmte langzaam afgestaan aan de ruimtes op de verdieping. Veel houtkachels maken op uiteenlopende manieren gebruik van warmte accumulerende materialen, waarbij de warmte van de houtkachel wordt opgevangen door het warmte accumulerend materiaal om het vervolgens langzaam af te staan aan de woning. Hierdoor kunnen de kachels door middel van een paar uur stoken tot 18 uur lang warmte af blijven geven. Er zijn veel verschillende soorten kachels, bekende varianten daarvan zijn de speksteenkachel, tegelkachel, finoven of leemsteenkachel die allemaal min of meer gebruik maken van bovenstaand principe. 9.2. Ontwerpen vanuit de houtkachel De houtkachel kan optimaal benut worden door bij het ontwerpen van een woning de plaats van de houtkachel als uitgangspunt te nemen. Als de houtkachel grenst aan de ruimtes waarbij verwarming het meest van belang is, de woonkamer, keuken en de badkamer, kunnen al die ruimtes profiteren van de stralingswarmte van de houtkachel. Via de lucht afvoerkanalen kan de warmte in de ruimtes waar de verwarming minder belang heeft, zoals de slaapkamers, worden gebracht.


pagina 31 van 41



9.3. Inbouwhaarden Inbouwhaarden, kunnen zoals de naam al luid, volledig worden ingebouwd zodat alleen de vuurhaard in het zicht blijft. De afwerking kan geheel naar eigen smaak worden ingevuld zodat de houtkachel één geheel word met het interieur van de woning. Hieronder enkele voorbeelden:

bron: www.ruegg-cheminee.com

9.4. Gebruik en onderhoud Het toepassen van een houtkachel heeft een grote invloed op het dagelijks gebruik van de woning. Het hout moet regelmatig worden ingekocht om de voorraad, die veel ruimte in beslag neemt, in takt te houden. De kachel moet regelmatig, maar veel minder vaak dan een oude open haard, worden bijgevuld en de restassen worden verwijderd. Bovenstaande taken hebben invloed op het bewonersgedrag. Voor opdrachtgevers die daar voor open staan is een houtkachel een interessante en duurzame oplossing. Velen zullen die invloed nog steeds te groot vinden. Mogelijk is verwarmen met houtpellets een beter alternatief. Zie hoofdstuk 11: HOUTPELLETS. 9.5. Kosten Een houtkachel die door middel van speciale kanalen en een labyrint de gehele woning kan verwarmen kost tussen de € 15.000,- en 25.000,-.


pagina 32 van 41



10. HOUTPELLETS Houtpellets, niet te verwarren met pallets die worden gebruikt voor transport, is een gerecyclede brandstof die wordt gemaakt van fijn zaagsel afkomstig van de houtverwerkingsindustrie. Het is zuiver en onbehandeld hout zonder lijm of ander bindmiddel. Het zaagsel kan in een korrel geperst worden door de harsen in het hout.

Net als bij 'normale' houtkachels is de verbranding van houtpellets CO2 neutraal. De energie inhoud van houtpellets is 5 kWh/kg en ca. 3.000 kWh/m³. Ter vergelijking: de energieinhoud van aardgas incl. rendement van een CV-ketel is minder dan 9 kWh/m³. De prijs van de houtpellets is al jaren heel stabiel. De prijs per 1000 kg schommelt tussen € 200,- en € 225,voor houtpellets met een goede kwaliteit. Houtpellets zijn daarmee per kWh goedkoper dan aardgas, omgerekend € 0,045/kWh tegenover aardgas € 0,075/kWh. Te verwachten is dat de prijs van aardgas alleen maar zal stijgen terwijl de prijs van de houtpellets relatief stabiel is. 10.1. Pelletverbranding Voor het verbranden van houtpellets zijn speciale pelletkachels ontwikkeld, waarin een gecontroleerde verbranding plaatsvindt. De verbranding is daardoor veel schoner dan een normale houtkachel. Alle pelletkachels hebben een voorziening om de pellets in een vat op te slaan. Dit varieert van 15 tot 50 kilo, maar er zijn ook modellen die 160 kilo op kunnen slaan. Vanuit dit vat worden de pellets met een archimedes-schroef bijna één voor één in de afgesloten vuurkamer gebracht, zodat een perfecte dosering mogelijk is. Afhankelijk van de gevraagde temperatuur, die ook voorgeprogrameerd kan worden via een thermostaat, zullen de pellets met een specifieke snelheid aangevoerd worden naar de vuurkorf. Als het warm genoeg is wordt thermostatisch geregeld dat er minder pellets worden aangevoerd en de kachel dus minder gaat branden, wanneer het te koud is start de kachel automatisch weer op. Er worden dus nooit meer pellets verbruikt dan nodig is. Essentieel voor een schone verbranding is de ventilator die het vuur van voldoende verbrandingslucht voorziet. Door die schone verbranding blijft slechts 1% as over.


pagina 33 van 41



10.2. Opstellingen Er zijn verschillende opstellingen te onderscheiden waarbij pellets worden verbrand. De eenvoudigste opstelling is een 'standalone pelletkachel, een losse pelletkachel die alleen de ruimte verwarmt waarin het staat. De warmte-overdracht van de pelletkachel naar de ruimte gebeurt voornamelijk via convectie, het opwarmen van de kamerlucht. Daarvoor zijn speciale buizen in de kachelstructuur opgenomen die uitmonden achter een rooster. Een geruisloze ventilator zorgt voor een snelle luchtdoorvoer. De Pelletkachel kan ook fungeren in een opstelling waarbij de warme lucht, zoals uitgelegd in hoofdstuk 10: HOUTKACHELS, door kanalen wordt geleid om de gehele woning te kunnen verwarmen. De kosten van een standalone pelletkachel liggen tussen de € 1.500,- en € 4.000,-. Als de pelletkachel wordt gebruikt om de hele woning te verwarmen komen de montage kosten een stuk hoger uit door het aanleggen van de kanalen en dergelijke.


pagina 34 van 41



10.3. Pelletboiler Een pelletboiler combineert de voordelen van pelletverbranding en een zonneboiler systeem. In een pelletboiler wordt water dat door een zonnecollector is verwarmd niet elektrisch maar door het verbranden van houtpellets op temperatuur gehouden. Dit heeft als voordeel dat dezelfde boiler het hele jaar door op een efficiënte manier kan worden gebruikt om water te verwarmen ten behoeve van ruimteverwarming en warm tapwater. In de zomer wordt het warme tapwater haast uitsluitend verwarmd door de zonnecollectoren. In de winter is dat omgekeerd, dan wordt het water voor ruimteverwarming en warm tapwater voornamelijk door pelletverbranding verwarmd maar wordt ook nog steeds van de geringe opbrengst van de zonnecollectoren geprofiteerd. Het hele systeem kost tussen € 10.000,- en € 12.000,inclusief montage en exclusief de zonnecollectoren en heeft een geschatte levensduur van 15 jaar. Door het beperkte vermogen is de pelletboiler alleen geschikt voor energiezuinige woningen.


pagina 35 van 41



10.4. Biokompakt Door Biokompakt Heiztechnik GmbH in Duitsland is een systeem ontwikkeld dat vergelijkbaar is met de pelletboiler. Alleen kan deze ketel niet alleen houtpellets verbranden maar ook een groot aantal andere biologische verwarmings-materialen zoals houtspaanders, zaagsel, fijn hout en grof hout tot een vochtgehalte van 40%. Bovendien is hij geschikt voor houtbriketten, graan, notendoppen, koolzaad, zonnebloem, kersenpitten en andere biologische brandstoffen. Het bijzondere aan het systeem is dat de verbrandingskamer zo is ontwikkeld dat de verbranding van al die verschillende brandstoffen op een zeer efficiënte en schone manier plaats vindt. De prijs van het systeem is met ca. € 30.000,- incl. montage erg hoog o.a. doordat de techniek zo vooruitschrijdend is. Voor een normale woning zal dit systeem dan ook niet erg interessant zijn, door de mogelijkheid om veel verschillende brandstoffen te gebruiken is het systeem uitermate geschikt voor boerenbedrijven doordat ze allerlei restproducten kunnen gebruiken als energiebron en in theorie dus gratis warmte produceren voor de woning en/of het bedrijf.

10.5. Kosten Een overzicht van prijs voor houtpellets en de verschillende systemen: Houtpellets: € 200,- per 1000 kg (afhankelijk van de afname) Pelletkachel: € 5.000,- (excl. Montage) Pelletkachel*: € 15.000,- tot 30.000,- (complete installatie) Pelletboiler: € 10.000,- tot € 12.000,- (incl. montage/excl. zonnecollectoren) Biokompakt: € 30.000,- (incl. montage/excl. zonnecollectoren) *) Let op, het betreft een complete installatie van een pelletkachel die d.m.v. Een labyrinth of kanalen de hele woning verwarmt. Kosten zijn incl. montage, labyrint/kanalen en schoorsteen.

10.5.1. Rekenvoorbeeld pelletkachel Onderstaand rekenvoorbeeld laat een vergelijking zien van de totale kosten na 15 jaar voor een woning van 150m² met een HR-ketel of een pelletkachel in een normale nieuwbouwwoning.


pagina 36 van 41



HR-Ketel Aanschaf + montage Energievraag Energieverbruik Gasaansluiting Kosten na 15 jaar

Pelletkachel € 2.500

15.000 kWh/jaar 1.378 m³/jaar 219 /jaar

€ 0,98

€ 1.348 € 219 € 25.993

€ 15.000 15.000 kWh/jaar 3.000 kg/jaar 0 /jaar

€ 0,20

€ 600 €0 € 24.000



30000 25000 20000 15000 10000 5000 0

3000 2500 2000 1500 1000 500

2

4

6

8

HR-Ketel

10

12

14

Pelletkachel

Pelletkachel

0 HR-Ketel

totale kosten (€)

Terugverdientijd pelletkachel (normale woning)

Uit de grafiek blijkt dat een pelletkachel (complete installatie) ondanks de hoge aanschafprijs net terug te verdienen is in een normale woning. Daar moet bij gezegd worden dat voor de kosten van een pelletkachel de goedkoopste waarde is aangenomen. De andere grafiek toont aan dat de besparing op de CO2-emisse aanzienlijk is. In een passiefhuis, waar de energievraag voor ruimteverwarming veel lager is ziet de situatie er echter heel anders uit. Het rekenvoorbeeld laat namelijk zien dat de aanschafkosten van een pelletkachel nooit meer zijn terug te verdienen. De reductie van de CO2-emisse blijft in verhouding gelijk. HR-Ketel Aanschaf + montage Energievraag Energieverbruik Gasaansluiting Kosten na 15 jaar

Pelletkachel € 2.500


€ 0,98

€ 202 € 219 € 8.812

€ 15.000 2.250 kWh/jaar 450 kWh/jaar 0 /jaar

€ 0,20

€ 90 €0 € 16.350

NB de energietarieven en energievraag is bepaald in hoofdstuk 2. ENERGIEKOSTEN- EN TARIEVEN. de meerkosten van een passiefhuis zijn in deze berekening niet meegenomen.


Terugverdientijd pelletkachel (passiefhuis)

500 400

15000

300

10000

200

5000

100

0 4 HR-Ketel

6

8

10

Pelletkachel


12

14

Pelletkachel

0

2

HR-Ketel

totale kosten (€)

20000

pagina 37 van 41



10.5.2. Rekenvoorbeeld pelletboiler Onderstaand rekenvoorbeeld laat een vergelijking zien van de totale kosten na 15 jaar voor een woning van 150m² en een zonnecollector van 4 m². Omdat een pelletboiler een beperkte capaciteit heeft en daardoor alleen geschikt is voor woningen met een lage energievraag, is er alleen een rekenvoorbeeld met passiefhuis gemaakt. HR-Ketel Aanschaf + montage Zonnecollectoren Energievraag Energieverbruik Gasaansluiting Kosten na 15 jaar

Pelletboiler € 1.500


€ 0,98

€ 564 € 219 € 13.237

€ 10.000 € 1.267

1.320 kWh/jaar 3.763 kWh/jaar 753 kg/jaar 0 /jaar

€ 0,20

€ 151 €0 € 13.525


Terugverdientijd pelletboiler (passiefhuis)


16000

1200

14000

1000

10000

800

8000

600

6000

400

4000 200

2000 0 4 HR-Ketel

6

8

10

Pelletboiler

12

14

Pelltboiler

0

2

HR-Ketel

totale kosten (€)

12000

Uit de berekening blijkt dat de pelletboiler na 15 jaar net niet is terug verdient in een woning van 150m². Het verschil is erg klein. Als de woning groter wordt zal de pelletboiler wel goedkoper zijn. De andere grafiek toont aan dat de besparing op de CO2-emisse aanzienlijk groot is, en dat de overgebleven uitstoot te verwaarlozen is. 10.6. Gebruik en onderhoud De houtpellets moeten door de bewoners zelf worden ingekocht, maar door het lage verbruik hoeft dit niet vaak te gebeuren. Als de opslagruimte het toelaat zou dat zelfs maar één maal per jaar noodzakelijk zijn. Doordat alle pelletkachels een eigen pelletvoorraadvat hebben en de houtpellets met een archimedesschroef volautomatisch in de verbrandingskamer worden gebracht is het niet nodig om handmatig houtpellets aan de verbranding toe te voegen. Afhankelijk van het formaat zal het voorraadvat enkele keren per week bij moeten worden gevuld. Ook het verwijderen van de restassen hoeft bij een pelletkachel veel minder vaak gedaan worden dan bij een 'normale' houtkachel. Behalve het inkopen en bijvullen van de pellets en het verwijderen van de restassen moeten enkele onderdelen nog af en toe schoon worden gehouden. De invloed van een pelletkachel op het bewonersgedrag is veel lager dan bij een 'normale' houtkachel en te verwaarlozen ten opzichte van een traditionele open haard. Als de bewoner/opdrachtgever voor die veranderingen open staat is de pelletkachel en met name de pelletboiler een zeer goede optie. Afstudeeronderzoek | Sietse van Vonderen [studnr. 0799647]

pagina 38 van 41



11. PASSIEFHUISTOESTEL Het passiefhuistoestel is gebaseerd op de gedachte dat de warmtevraag van een passiefhuis zo klein is dat die warmte via het ventilatiesysteem kan worden afgegeven. Een conventioneel warmte afgiftesysteem is daardoor overbodig. Een passiefhuistoestel vervangt de traditionele CV ketel en voorziet de woning van zowel ventilatie, verwarming en warm tapwater. In buitenlandse passiefhuistoestellen bestaat de warmteopwekking uit zonnecollectoren en een elektrische lucht/lucht warmtepomp met de buitenlucht of de afvoerventilatielucht als warmtebron. In Nederland is door Brink Climate Systems B.V. een passiefhuistoestel op aardgas ontwikkeld waarmee in één toestel onderstaande systemen zijn gecombineerd: • ventilatievoorziening; • wtw-unit; • naverwarmer; • CV-toestel; • boiler (buffervat). Bij het passiefhuistoestel van Brink hoort ook de complete installatie van de balansventilatie en een zonnecollector van 4 m² en. De zonnecollector levert een besparing van ca. 50% op de verwarming van het warme tapwater. Omdat het passiefhuistoestel speciaal is ontwikkelt voor passiefhuizen heeft het CV-toestel maar een klein thermisch vermogen nodig. Het uitgangspunt van een passiefhuistoestel is om de woning te verwarmen door middel van luchtverwarming via het ventilatiesysteem, maar het is ook gewoon mogelijk om vloerverwarming aan te sluiten. Een passiefhuis met dergelijk pasiefhuistoestel is een forse stap in de richting van een energieneutrale woning, maar door het gebruik van aardgas voor warm tapwater en eventueel ook vloerverwarming is een dergelijke woning niet energieneutraal. 11.1. Voordelen Het passiefhuistoestel van brink heet de volgende voordelen: • kleine opstelplaats; • alle systemen in één toestel; • weinig installatiewerkzaamheden. 11.2. Nadelen De nadelen van een passiefhuistoestel zijn vooral te danken aan de hoge kosten: • hoge investering; • lage besparing op energiekosten.


pagina 39 van 41



11.3. Kosten De complete installatie van een passiefhuistoestel met balansventilatie en zonnecollectoren ligt tussen de € 12.000,- tot 13.000,-. Een rekenvoorbeeld van een woning van 150 m² uitgevoerd als passiefhuis toont aan dat de investering van een passiefhuistoestel niet terug te verdienen is. Het verschil na 15 jaar is nog ca. € 4.000,-. De besparing op de CO2-emissie door een passiefhuistoestel is daarbij ca. 25%. Die besparing staat los van alle andere passiefhuismaatregelen en is afkomstig van de zonnecollectoren. HR-Ketel Aanschaf + montage Balansventilatie Vloerverwarming Zonnecollectoren Energievraag Energieverbruik Gasaansluiting Kosten na 15 jaar

Passiefhuistoestel (PHT) € 1.500 € 3.500 € 1.200 n.v.t.


€ 0,98

€ 564 € 219 € 17.937

€ 12.500 in PHT n.v.t in PHT

1.320 kWh/jaar 3.763 kWh/jaar 427 kg/jaar 219 /jaar

€ 0,98

€ 417 € 219 € 22.041

NB de energietarieven en energievraag is bepaald in hoofdstuk 2. ENERGIEKOSTEN- EN TARIEVEN. de meerkosten van een passiefhuis zijn in deze berekening niet meegenomen.

Terugverdientijd pelletboiler (passiefhuis)


25000

1200

1000

20000

800

600

10000 400

5000

200

0 4

6 HR-Ketel

8

10

PHT


12

14

PHT

0

2

HR-Ketel

totale kosten (€)

15000

pagina 40 van 41



In vergelijking met een variant waarbij alle onderdelen van een passiefhuis los worden geïnstalleerd (en gebruik gemaakt van vloerverwarming i.p.v. luchtverwarming) blijkt het energieverbruik en de CO2-emissie vrijwel gelijk te zijn. Dat komt doordat het rendement van het CV-toestel in het Passiefhuistoestel gelijk is aan een doorsnee CV-ketel. Als we dan de losse systemen naast het passiefhuistoestel leggen blijkt de losse systemen goedkoper te zijn. Aangezien het energieverbruik en de levensduur hetzelfde is zal er tijdens de gebruiksfase geen kostenverschil optreden. Systemen

Referentie

Passiefhuistoestel

HR-Ketel

€ 2.500

In PHT

Balansventilatie

€ 3.500

in PHT

Vloerverwarming

€ 1.200

n.v.t.

Zonneboilersysteem

€ 3.600

In PHT

€ 10.800

€ 12.000

Totaal

11.4. Effect op de EPC Een passiefhuistoestel is in de EPC in te voeren door middel van een aantal gelijkwaardigheidsverklaringen. Het exacte effect is onbekend, maar zal door vooral door de toepassing van de zonnecollectoren positief uitkomen.


pagina 41 van 41

Afstudeeronderzoek


Bijlage 4

MATRIX Sietse van Vonderen Versie 3.0 08-06-10


bijlage 4 HANDLEIDING MATRIX

Om de verschillende concepten te berekenen en te vergelijken met elkaar en tot een keuze te kunnen komen is een uitgebreide matrix gemaakt. Deze matrix is zodanig opgezet zodat deze door Bongers Architecten eenvoudig te gebruiken én te wijzigen is. In deze bijlage wordt allereerst de werking en opbouw van de matrix uitgelegd. Daarna wordt er een uitdraai van de matrix gegeven zoals uitgelegd in hoofdstuk 10. MATRIX (hoofdrapport). Voor een digitale versie van de matrix kan een verzoek daartoe worden gestuurd naar [email protected] of [email protected]. 1.1. Invoerblad Op het invoerblad, de eerste sheet van de matrix, kunnen alle gegevens worden ingevuld. In principe is het enkel nodig om de oppervlakte van de woning in te vullen om een goed resultaat te krijgen, dit is namelijk de belangrijkste parameter om een woning in te voeren en wordt gebruikt om de energievraag voor verwarming en warm tapwater te bepalen. Daarnaast worden de globale bouwkosten en indirect ook de meerkosten van een passiefhuis uitgerekend op basis van de gebruikersoppervlakte. Overigens is de gebruikersoppervlakte zeker niet het enige dat kan worden gewijzigd. Alle lichtgeel gekleurde vakken kunnen worden gewijzigd. Op die manier kan de energievraag voor verwarming, warm tapwater, elektriciteit en koeling individueel worden vastgesteld, maar ook de energieprijzen die nogal aan verandering onderheven zijn kunnen zowel de huidige energieprijzen als de verwachte jaarlijkse stijging in de matrix handmatig worden veranderd. Voor PV-panelen kan zelfs een percentage worden ingevuld om te variëren met de verhouding van duurzame en fossiele elektriciteit. Wat betreft de kosten van de systemen kan ook vrijwel alles worden veranderd. Zonnecollectoren, PVpanelen en grondbuisventilatie kunnen afzonderlijk van elk concept worden toegepast. In het invoerblad kan eenvoudig worden aangegeven of deze systemen wel of niet moeten worden toegepast. Door de matrix zo variabel te maken is de matrix niet alleen beter te gebruiken voor verschillende situaties, maar is hij na economische en technische ontwikkelingen of ander voortschrijdend inzicht ook relatief eenvoudig te updaten. Om het makkelijker te maken om het invoerblad in te vullen zijn bij zoveel mogelijk cellen verborgen notities toegevoegd. Op die notities wordt aangegeven wat de functie van de desbetreffende cel is en geeft richtlijnen of voorstellen voor de invoer ervan. 1.2. Rekenblad Het tweede blad van de matrix is het rekenblad. Op dit blad worden alle kosten van de concepten berekend. Zodanig worden de investeringskosten bepaalt alsmede de gemiddelde jaarlijkse energiekosten over 15 jaar.


pagina 2 van 3


bijlage 4 HANDLEIDING MATRIX 1.3. Afschrijvingsblad Op het afschrijvingsblad worden de kosten bepaald op basis van de jaarlijkse afschrijving. Dit wordt gedaan door de losse onderdelen/systemen die berekent zijn op het rekenblad te delen door de opgegeven levensduur. De totale afschrijvingskosten worden voor elk concept los berekend.

1.4. Resultatenblad In de eerste tabel van het resultatenblad wordt de totale uitgave na 15 jaar bepaald. De grens van 15 jaar is gekozen omdat dit de levensduur is van de meeste installatie systemen. Als de berekening over een langere periode zou worden gemaakt wordt een vertekend beeld gecreëerd. Toch geeft ook de terugverdienberekening niet een volledig beeld van de voordelen van een energieneutrale woning. De belangrijkste systemen, zoals passiefhuis, zonnecollectoren en PV-panelen, hebben een terugverdientijd die weliswaar langer is dan 15 jaar, de levensduur is dat ook. Na die tijd als de systemen al zijn terugverdiend, kan er nog steeds van de economische voordelen van deze systemen geprofiteerd worden. Daarom word in de tweede tabel de jaarlijkse afschrijving en de jaarlijkse energiekosten weergegeven, die een beter beeld geven van de financiële voordelen van een energieneutrale woning. In de derde tabel onderaan het resultatenblad wordt de jaarlijkse CO2-emissie tijdens het gebruik van de woning van ieder installatieconcept berekend en weergegeven. 1.5. Overige bladen Na de hiervoor genoemde bladen, bevinden zich nog een aantal andere bladen die gebruikt zijn voor dit onderzoek of nodig zijn voor het berekenen van de resultaten. De belangrijkste daarvan zijn de conceptbladen. Op deze serie sheets staan de schema's die gebruikt zijn in hoofdstuk 9 INSTALLATIECONCEPTEN om de verschillende concepten uit te leggen. Bij het gebruik van de matrix kunnen deze geraadpleegd worden voor een korte uitleg van de verschillende concepten.


pagina 3 van 3

Bongers Architecten HBO Bouwkunde Versie 3.0 | 08-06-2010

MATRIX ENERGIENEUTRALE WONINGEN

Gegevens woning Gebruiksoppervlakte (verwarmd) 150 m² Aantal bewoners 4 pers. Vierkante meterprijs € 1.600 /m² Raming bouwkundige kosten € 240.000 Raming bijkomende kosten €0 Levensduur 60 jaar Energiebehoefte per jaar voor ruimte verwarming Referentie woning 100 kWh/m2 Verwarmingsenergie (referentie) 15.000 kWh/jaar Passiefhuis 15 kWh/m² Verwarmingsenergie (passiefhuis) 2.250 kWh/jaar

Energiebehoefte per jaar voor ventilatie Norm ventilatiebehoefte 0,36 m² Ventilatiebehoefte 54 dm³/s Benodigd vermogen wtw-unit 53,6 W Energieverbruik wtw-unit 469 kWh/jaar Elektriciteits per jaar (gebruiksgebonden) Vast energiegebruik 3.200 kWh/jaar Toeslag energiegebruik per 10 m² 20 kWh/jaar Totale elektriciteitsbehoefte 3.500 kWh/jaar Verwachte jaarlijkse stijging 0,6% /jaar Gem. elektriciteitsbehoefte over 15 jaar 3.651 kWh/jaar Aardgasprijs

Energiebehoefte per jaar voor warm tap water Warmtapwaterverbruik 68 MJ/m² Warm tapwater energie 2.833 kWh/jaar Koellasturen Koellasturen referentie woning Koellasturen passiefhuis

400 uur 0 uur

Passiefhuis Factor meerkosten EN Meerkosten Passiefhuis Levensduur

8,0% € 19.200 60 jaar HR-Ketel

Aanschafkosten Rendement Levensduur

€ 2.500 0,9 COP 15 jaar

Standaard koelapparaat Aanschafkosten € 1.500 Rendement koeling 1,33 Levensduur 15 jaar Balansventilatie Aanschafkosten Levensduur

€ 3.500 15 jaar

Energie inhoud aardgas CO2-emissie Huidig tarief aardgas Verwachte jaarlijkse stijging Gemiddelde over 15 jaar Vaste kosten Verwachte jaarlijkse stijging Gemiddelde over 15 jaar

9,8 kWh/m³ 1,78 kg/m³ € 0,68 /m³ 5,0% /jaar € 0,98 /m³ € 152 5,0% /jaar € 218,66

Warmtepomp (Lucht/Water) Aanschafkosten € 10.000 Subsidie €0 Rendement WP (l/w) 3,5 COP Rendement koeling 1,33 Levensduur 15 jaar Warmtepomp (Water/Water) Aanschafkosten Warmtepomp € 10.000 Aanschafkosten Bron € 4.000 Subsidie €0 Aanvangsrendement warmtepomp 4,5 COP Uitputting bron 10% /jaar Gemiddeld rendement over 15 jaar 2,38 COP Rendement koeling 0,17 Levensduur Warmtepomp 15 jaar Levensduur Bron 30 jaar Passiefhuistoestel

Vloerverwarming Meerkosten Vloerverwarming Levensduur

€ 1.200 60 jaar

Warmtepomp (Lucht/Lucht) Aanschafkosten € 10.000 Subsidie €0 Rendement WP (l/l) 4,2 COP Rendement koeling 1,33 Levensduur 15 jaar


Aanschafkosten Rendement aardgas Levensduur

€ 12.500 0,9 COP 15 jaar

Elektriciteit CO2-emissie Huidige tarief elektriciteit Verwachte jaarlijkse stijging Gemiddelde over 15 jaar Tarief teruggekochte stroom PV- Subsidie (2010) Vaste kosten Verwachte jaarlijkse stijging Gemiddelde over 15 jaar Houtpellets Energie inhoud pellets CO2-emissie Huidig tarief houtpellets Verwachte jaarlijkse stijging Gemiddelde over 15 jaar

Zonneboiler Toepassing Toepassing in passiefhuis variant Aanschafprijs standaard zonneboiler Aanschafprijs losse zonnecollectoren Aanschafprijs losse zonneboiler Montage Aanschafsubsidie Coll.opp. t.b.v. tapwater Coll.opp. t.b.v. Verwarming + tapwater Opbrengst zonnecollectoren Levensduur PV-Panelen Toepassing Toepassing in passiefhuis variant Overcapaciteit Opbrengstfactor Wattpiek prijs panelen Installatie + Montagekosten Wattpiek prijs incl. instal+montage Oppervlakte PV Levensduur

0,25 kg/m³ € 0,20 /kWh 3,0% /jaar € 0,25 /kWh € 0,25- /kWh € 0,00 /kWh € 197 5,0% /jaar € 283,40

5,0 kWh/kg 0,04 kg/m³ € 0,20 /kg 0,0% /jaar € 0,20 /kg

1 0 € 3.600 € 0,60 /kWh € 1.690 60% € 0,00 /kWh 1 m² p.p. 8 m² 330 kWh/m² 20 jaar

100% 0 0% 0,8 kWh/Wp € 2,50 /Wp 60% € 4,00 /Wp 145 Wp/m² 25 jaar

Pelletboiler Aanschafkosten Levensduur Subisdie warmtepomp

€ 10.000 15 jaar Pelletkachel

Aanschafkosten Levensduur

€ 15.000 15 jaar

Grondbuisventilatie Toepassing Aanschaf + montage Besparing op ruimteverwarming Besparing op koeling Levensduur

0 st. € 8.000 40% 100% 25 jaar

invoerblad


Energievraag verwarming Energievraag warm tapwater Energievraag ventilatie Koellasturen Energievraag Elektriciteit (gebruiksgeb.) Raming bouwkundige kosten Meerkosten passiefhuis HR-Ketel Standaard koelapparaat Rendement koeling Balansventilatie Vloerverwarming Passiefhuistoestel Pelletboiler Pelletkachel Warmtepomp (Lucht/Lucht) Subsidie Rendement WP (l/l) Rendement WP (l/l) Energiebehoefte koeling Warmtepomp (Lucht/Water) Subsidie Rendement WP (l/w) Rendement WP (l/w) Energiebehoefte koeling Warmtepomp (Water/Water) Aanschafkosten Bron Subsidie Gemiddeld rendement over 15 jaar Aanvangsrendement warmtepomp Rendement koeling Aanschafprijs standaard zonneboiler Aanschafprijs losse zonnecollectoren Aanschafprijs losse zonneboiler Montage Oppervlakte zonnecollectoren Opbrengst zonnecollectoren Aanschafsubsidie PV-Panelen Opbrengst Benodigd vermogen Oppervlakte PV Grondbuisventilatie Besparing op ruimteverwarming Besparing op koeling Kosten installaties Totale investering Percentage meerkosten Aardgas Kosten gebruik Vaste Kosten Elektriciteit Kosten gebruik Terugbetaald door PV PV- Subsidie Vaste Kosten Houtpellets Inkoop pellets Jaarlijkse energiekosten

MATRIX ENERGIENEUTRALE WONINGEN Referentie Woning 15.000 kWh 2.833 kWh n.v.t. 400 uu 3.651 kWh € 240.000 n.v.t. € 2.500 € 1.500 533 kWh

Energie Neutraal 1 2.250 kWh 2.833 kWh 469 kWh 0 uu 3.651 kWh € 240.000 € 19.200

€ 3.500 € 1.200


€ 3.500 € 1.200


€ 3.500 € 1.200

Pelletboiler 2.250 kWh 2.833 kWh 469 kWh 0 uu 3.651 kWh € 240.000 € 19.200 €0 0 kWh € 3.500 € 1.200

Pelletkachel 2.250 kWh 2.833 kWh 469 kWh 0 uu 3.651 kWh € 240.000 € 19.200 € 2.500 €0 0 kWh € 3.500

Passiefhuis Toestel 2250 kWh 2.833 kWh 469 kWh 0 uu 3.651 kWh € 240.000 € 19.200 €0 0 kWh in PH toestel

Passiefhuis 2.250 kWh 2.833 kWh 469 kWh 0 uu 3.651 kWh € 240.000 € 19.200 € 2.500 €0 0 kWh € 3.500 € 1.200

€ 12.500 € 10.000 € 15.000 € 10.000 €0 2.443 kWh 582 kWh 0 kWh € 10.000 €0 2.443 kWh 698 kWh 0 kWh € 10.000 € 4.000 €0 2.443 kWh 1.026 kWh 0 kWh € 3.600

€ 5.200 € 245.200 0,0 % 2.022 m³ € 1.978 € 219 4.184 kWh € 1.038 €0 €0 € 283 0 kg €0 € 3.518


€ 1.584 € 1.690 € 1.964 8 m² 2.640 kWh €0 € 23.509 4.702 kWh 5.877 Wp 41 m² €0 0 kWh 0 kWh € 42.248 € 301.448 22,9 % 0 m³ €0 €0 4702 kWh € 1.166 € 1.166€0 € 283 0 kg €0 € 283



€ 792 € 475 4 m² 1.320 kWh €0 € 20.601 4.120 kWh 5.150 Wp 36 m² €0 0 kWh 0 kWh € 36.568 € 295.768 20,6 % 0 m³ €0 €0 4120 kWh € 1.022 € 1.022€0 € 283 753 kg € 151 € 434

€0 in PH toestel

4 m² 1.320 kWh €0 € 20.601 4.120 kWh 5.150 Wp 36 m² €0 0 kWh 0 kWh € 45.201 € 304.401 24,1 % 172 m³ € 168 € 219 4120 kWh € 1.022 € 1.022€0 € 283 450 kg € 90 € 760

in PH toestel 4 m² 1.320 kWh €0 € 20.601 4.120 kWh 5.150 Wp 36 m² €0 0 kWh 0 kWh € 33.101 € 292.301 19,2 % 427 € 417 € 219 4120 kWh € 1.022 € 1.022€0 € 283 0 kg €0 € 919

0 m² 0 kWh €0 €0 0 kWh 0 Wp 0 m² €0 0 kWh 0 kWh € 7.200 € 266.400 8,6 % 576 m³ € 564 € 219 4120 kWh € 1.022 €0 €0 € 283 0 kg €0 € 2.088

rekenblad


MATRIX ENERGIENEUTRALE WONINGEN Referentie

Soort Raming bouwkundige kosten HR-Ketel Standaard koelapparaat Meerkosten Vloerverwarming Totale afschrijving

Kosten € 240.000 € 2.500 € 1.500 € 1.200 € 245.200

Levensduur 60 jaar 15 jaar 15 jaar 60 jaar

Afschrijving € 4.000 € 167 € 100 € 20 € 4.287

Kosten € 240.000 € 19.200 € 3.500 € 1.584 € 1.690 € 1.964 € 10.000 €0 € 23.509 €0 € 301.448

Levensduur 60 jaar 60 jaar 15 jaar 20 jaar 20 jaar 20 jaar 15 jaar 15 jaar 25 jaar 25 jaar

Afschrijving € 4.000 € 320 € 233 € 79 € 85 € 98 € 667 €0 € 940 €0 € 6.422

Kosten € 240.000 € 19.200 € 3.500 € 1.200 € 1.584 € 1.690 € 1.964 € 10.000 €0 € 24.091 €0 € 303.230

Levensduur 60 jaar 60 jaar 15 jaar 60 jaar 20 jaar 20 jaar 20 jaar 15 jaar 15 jaar 25 jaar 25 jaar

Afschrijving € 4.000 € 320 € 233 € 20 € 79 € 85 € 98 € 667 €0 € 964 €0 € 6.466

Kosten € 240.000 € 19.200 € 3.500 € 1.200 € 1.584 € 1.690 € 1.964 € 10.000 € 4.000 €0 € 25.729 €0 € 308.867

Levensduur 60 jaar 60 jaar 15 jaar 60 jaar 20 jaar 20 jaar 20 jaar 15 jaar 30 jaar 15 jaar 25 jaar 25 jaar

Afschrijving € 4.000 € 320 € 233 € 20 € 79 € 85 € 98 € 667 € 133 €0 € 1.029 €0 € 6.664

Energieneutraal 1 Soort Raming bouwkundige kosten Meerkosten passiefhuis Balansventilatie Aanschafprijs losse zonnecollectoren Aanschafprijs losse zonneboiler Montage Warmtepomp (Lucht/Lucht) Subsidie PV-Panelen Grondbuisventilatie Totale afschrijving

Energieneutraal 2 Soort Raming bouwkundige kosten Meerkosten passiefhuis Balansventilatie Vloerverwarming Aanschafprijs losse zonnecollectoren Aanschafprijs losse zonneboiler Montage Warmtepomp (Lucht/Water) Subsidie PV-Panelen Grondbuisventilatie Totale afschrijving

Energieneutraal 3 Soort Raming bouwkundige kosten Meerkosten passiefhuis Balansventilatie Vloerverwarming Aanschafprijs losse zonnecollectoren Aanschafprijs losse zonneboiler Montage Warmtepomp (Water/Water) Aanschafkosten Bron Subsidie PV-Panelen Grondbuisventilatie Totale afschrijving


afschrijvingsblad 1 van 2


MATRIX ENERGIENEUTRALE WONINGEN Pelletboiler

Soort Raming bouwkundige kosten Meerkosten passiefhuis Standaard koelapparaat Vloerverwarming Pelletboiler Aanschafprijs losse zonnecollectoren Montage PV-Panelen Grondbuisventilatie Totale afschrijving

Kosten € 240.000 € 19.200 €0 € 1.200 € 10.000 € 792 € 475 € 20.601 €0 € 292.268

Levensduur 60 jaar 60 jaar 15 jaar 60 jaar 15 jaar 20 jaar 20 jaar 25 jaar 25 jaar

Afschrijving € 4.000 € 320 €0 € 20 € 667 € 40 € 24 € 824 €0 € 5.894

Kosten € 240.000 € 19.200 € 2.500 €0 € 15.000 € 3.600 € 20.601 €0 € 300.901

Levensduur 60 jaar 60 jaar 15 jaar 15 jaar 15 jaar 20 jaar 25 jaar 25 jaar

Afschrijving € 4.000 € 320 € 167 €0 € 1.000 € 180 € 824 €0 € 6.491

Kosten € 240.000 € 19.200 €0 €0 € 12.500 in PH toestel in PH toestel € 20.601 €0 € 292.301


Afschrijving € 4.000 € 320 €0 €0 € 833 0 0 € 824 €0 € 5.977

Kosten € 240.000 € 19.200 € 2.500 €0 € 3.500 € 1.200 €0 €0 €0 € 266.400


Afschrijving € 4.000 € 320 € 167 €0 € 233 € 20 €0 €0 €0 € 4.740

Pelletkachel Soort Raming bouwkundige kosten Meerkosten passiefhuis HR-Ketel Standaard koelapparaat Pelletkachel Aanschafprijs standaard zonneboiler PV-Panelen Grondbuisventilatie Totale afschrijving

Passiefhuistoestel Soort Raming bouwkundige kosten Meerkosten passiefhuis Standaard koelapparaat Vloerverwarming Passiefhuistoestel Aanschafprijs losse zonnecollectoren Montage PV-Panelen Grondbuisventilatie Totale afschrijving

Passiefhuis Soort Raming bouwkundige kosten Meerkosten passiefhuis HR-Ketel Standaard koelapparaat Balansventilatie Vloerverwarming Aanschafprijs standaard zonneboiler PV-Panelen Grondbuisventilatie Totale afschrijving


afschrijvingsblad 2 van 2


MATRIX ENERGIENEUTRALE WONINGEN

TOTAAL OVERZICHT NA 15 JAAR Raming bouwkundige kosten Meerkosten passiefhuis Kosten installaties Totale investering Verschil met referentie woning Jaarlijkse energiekosten Verschil met referentie woning Totale kosten na Verschil met referentie woning

15 jaar

AFSCHRIJVING Afschrijving Energiekosten Totaal Verschil met referentie woning

JAARLIJKSE CO2 EMISSIE Aardgas 1,78 kg/m³ Elektriciteit 0,25 kg/kWh Houtpellets 0,04 kg/kg Totale CO2 uitstoot per jaar Verschil met referentie woning

Referentie Woning € 240.000 n.v.t. € 5.200 € 245.200 €0 € 3.518 €0 € 297.964 €0

Energie Neutraal 1 € 240.000 € 19.200 € 42.248 € 301.448 € 56.248 € 283 € 3.234€ 305.699 € 7.735



Referentie Woning € 4.287 € 3.518 € 7.804 €0

Energie Neutraal 1 € 6.422 € 283 € 6.706 € 1.099-

Energie Neutraal 2 € 6.466 € 283 € 6.749 € 1.055-

Energie Neutraal 3 € 6.664 € 283 € 6.948 € 856-

Referentie Woning 3.595 kg 1.045 kg 0 kg 4.641 kg € 0 kg

Energie Neutraal 1 0 kg 0 kg 0 kg 0 kg € 4.641- kg




Pelletboiler € 240.000 € 19.200 € 36.568 € 295.768 € 50.568 € 434 € 3.084€ 302.277 € 4.313

Pelletboiler € 5.894 € 434 € 6.328 € 1.476-

Pelletkachel € 240.000 € 19.200 € 45.201 € 304.401 € 59.201 € 760 € 2.758€ 315.799 € 17.836

Pelletkachel € 6.491 € 760 € 7.251 € 554-

Pelletboiler

Pelletkachel

0 kg 0 kg 30 kg 30 kg € 4.610- kg

305 kg 0 kg 18 kg 323 kg € 4.317- kg

Passiefhuis Toestel € 240.000 € 19.200 € 33.101 € 292.301 € 47.101 € 919 € 2.598€ 306.093 € 8.129

Passiefhuis Toestel € 5.977 € 919 € 6.897 € 907-

Passiefhuis Toestel 759 kg 0 kg 0 kg 759 kg € 3.882- kg

Passiefhuis € 240.000 € 19.200 € 7.200 € 266.400 € 21.200 € 2.088 € 1.430€ 297.714 € 250-

Passiefhuis € 4.740 € 2.088 € 6.828 € 977-

Passiefhuis 1.025 kg 1.029 kg 0 kg 2.054 kg € 2.586- kg

Resultatenblad

ENERGIENEUTRALE WONINGEN. Omslagpunt naar bebouwing die energie oplevert in plaats van verbruikt

Recommend Documents