Hoogwaardige renovatie beter dan sloop

Hoogwaardige renovatie beter dan sloop

▶ Hoogwaardige

24

▶

Artikel

renovatie beter dan sloop

In Nederland worden verouderde sociale huurwoningen vaak gesloopt. Als toch voor renovatie wordt gekozen, zijn de maatregelen meestal weinig vooruit strevend en is de toekomstbestendigheid van de woningen beperkt. In dit onderzoek, naar de renovatie van een specifieke galerijflat uit de jaren zestig, is het passiefhuisprincipe gehanteerd [1]. Met dit principe wordt een lager energieverbruik en een hoger comfortniveau gerealiseerd dan in de huidige nieuwbouw gangbaar is. Ten opzichte van sloop en nieuwbouw zijn de bouwkosten en de milieubelasting van deze renovatie aanzienlijk lager.

▶ ing. Rick Jeths en dr. Edward Prendergast moBius consult bv, Driebergen Dit artikel is gebaseerd op de resultaten van het afstudeerwerk van ing. R. Jeths, onder begeleiding van dr. E. Prendergast van moBius consult en drs. ing. H.M. Nieman van Christelijke Hogeschool Windesheim.

In Nederland zijn woningen verantwoordelijk voor een vijfde deel van het totale energiegebruik. Uit het beleidsprogramma van het kabinet blijkt dat het voornemen is de EPC voor nieuwe woningen en woongebouwen in 2011 aan te scherpen van 0,8 naar 0,6 en in 2015 naar 0,4. Voor het bereiken van de gewenste energiebesparing is het echter essentieel om tevens de bestaande woningvoorraad aan te pakken. In 2030 bestaat ruim 75 procent van de woningvoorraad uit woningen gebouwd voor 2004 [2]. In 2050 is dit nog bijna 65 procent. Uitgedrukt in energiegebruik zal het aandeel van bestaande woningen nog veel groter zijn. Er is dus een enorme energiebesparing te realiseren, indien de bestaande woningvoorraad op passiefhuisniveau gebracht kan worden. Voor bestaande woningen is het lastig om wettelijke eisen te stellen. Sinds 1 januari 2008 dient bij transactiemomenten een energiecertificaat (energielabel) overhandigd te worden, dat net als bij huishoudelijke apparatuur aangeeft in welke energieklasse het bouwwerk valt. Het doel is dat eigenaars eerder geneigd zullen zijn te investeren in energiebesparende maatregelen. Zoals inmiddels blijkt, verloopt de invoering van het energielabel niet zonder problemen en moet de effectiviteit van deze maatregel nog bewezen worden.

Passiefhuisprincipe Het concept passief bouwen is bedacht door professor Adamson van de Universtiteit van Lund. Het concept is verder ontwikkeld en verspreid door het Passiv Haus Insitut (PHI) in Darmstadt onder leiding van Dr. Wolfgang Feist. Het principe van een passiefhuis is dat deze heel energiezuinig én heel comfortabel is. In Nederland is een aantal nieuwbouwprojecten gebouwd volgens het passiefhuisprincipe. Ook in de bestaande bouw zijn momenteel projecten in uitvoering. Het betreft onder andere een deel van de Roosendaalse wijk ‘De Kroeven’ door Aramis Wonen en het project ‘Sleephelling’ op het

Noordereiland in Rotterdam door De Nieuwe Unie. Een passiefhuis dient aan de onderstaande specificaties te voldoen [3,4]: ▷ De jaarlijkse energievraag voor ruimteverwarming en -koeling bedraagt maximaal 15 kWh/m2a ▷ Het totale jaarlijkse primaire energiegebruik voor ruimteverwarming en -koeling, ventilatie, warmtapwater, verlichting en huishoudelijke apparatuur bedraagt maximaal 120 kWh/m2a Dit wordt gerealiseerd met een zeer goed geïsoleerde, koudebrugvrije en zeer kierdichte schil. Ventileren geschiedt door mechanische toevoer en mechanische afvoer van ventilatielucht met warmteterugwinning. Hierdoor wordt het warmteverlies beperkt en kan een traditioneel verwarmingssysteem achterwege blijven. Door de hoge Rc-waarden van 6,5 tot 10 (m2·K)/W en een samengestelde U-waarde van het glas en het kozijn van circa 0,8 W/(m2·K) spelen lineaire warmteverliezen (koudebruggen) een belangrijke rol. Een passiefhuis is zeer comfortabel. Door de goede isolatie zijn de oppervlaktetemperaturen hoog en door de driedubbele beglazing vindt er geen koudeval plaats. De gebalanceerde ventilatie en de goede kierdichting zorgen dat tocht achterwege blijft. De ruimtetemperatuur is vrijwel constant en gelijkmatig. In de zomer blijft het binnenklimaat acceptabel, door goede zonwering en nachtventilatie.

Rekenmethode Passive House Planning Package (PHPP) is een in Duitsland ontwikkeld ontwerpinstrument voor passiefhuizen. Met behulp van deze rekenmethodiek wordt de energievraag en het totale primaire energiegebruik bepaald. Deze energievraag is onafhankelijk van het toegepaste verwarmingssysteem. Dit in afwijking van de EPC, waarbij het (primaire) energiegebruik maatgevend is. Hierdoor kan een hoge energievraag tot op zekere hoogte


25

▶

Artikel

worden gecompenseerd door het toepassen van efficiënte installaties. De voor het eerst in 1998 uitgegeven rekenmethode heeft reeds in veel projecten bewezen dat de uitkomst een goede voorspelling geeft van de praktijk.

Bouwkundige maatregelen

Referentiewoning

Thermische isolatie Door de kopgevels, het dak en de onderzijde van de verdiepingsvloer van woningen die grenzen aan de bergingen te voorzien van 200 tot 300 mm isolatie, wordt een warmteweerstand Rc van 7,3 tot 9,0 (m2·K)/W gerealiseerd. De bestaande houten montagepuien in de langsgevels kunnen worden vervangen door houtskeletbouwelementen met I-liggers [5]. De isolatiedikte bedraagt 400 mm en de warmteweerstand Rc is 10,3 (m2·K)/W. Om een passiefhuis te realiseren, is het essentieel de lineaire warmteverliezen te minimaliseren. Elk lineair warmteverlies dient in detail te worden berekend. De twee maatgevende lineaire warmteverliezen bevinden zich ter plaatse van de langsgevels, namelijk de dragende wanden in de dwarsrichting van de woning en de aansluiting van de galerijen balkonplaten. Deze warmteverliezen worden beperkt door de kopse kanten van de dragende wanden en de volledige galerijplaten te voorzien van 60 tot 100 mm isolatie. Opgemerkt wordt dat het verliesoppervlak van de flatwoningen beperkt is. Hierdoor is het eenvoudiger het passiefhuisniveau te bereiken

In de jaren zestig zijn circa 17.000 woningen volgens het Elementumprincipe gerealiseerd, een systeembouwmethode. Voor het onderzoek is voor deze gebouwen onderzocht hoe een passiefhuisstandaard kan worden gerealiseerd. De hoofddraagconstructie bestaat uit massieve verdiepingshoge prefab betonnen wanden in de dwarsrichting van de woning. De vloeren bestaan uit beton en zijn 180 mm dik. De vloeren van de galerij en balkons zijn opgelegd op betonnen consoles. De langsgevels bestaan uit traveebrede en verdiepingshoge houten montagepuien. De gebouwen zijn voorzien van een collectief centraal verwarmingssysteem en natuurlijke ventilatie door middel van shuntkanalen. Het gekozen woningblok is een galerijflat bestaande uit een bovengrondse onderbouw met berg- en installatieruimten en negen bouwlagen met woningen. Per bouwlaag zijn elf woningen gesitueerd. Het gebruiksoppervlak van een woning bedraagt 86 m2.

De bouwkundige maatregelen om de woning te renoveren naar passiefhuisniveau bestaan uit thermische isolatie, luchtdichting, vervanging kozijnen en beglazing en maatregelen ten behoeve van zomercomfort. ▷


26

▶

Artikel

Langsgevel – aansluiting galerij.

dan bij bijvoorbeeld een vrijstaande woning. Mede hierdoor is het mogelijk te volstaan met relatief grote lineaire warmteverliezen. Luchtdichting Conform het passiefhuisprincipe mag de karakteristieke luchtdoorlatendheid qv;10;kar maximaal circa 0,15 dm3/s/m2 bedragen. De gerealiseerde waarde dient achteraf en tijdens de uitvoering in de praktijk gemeten te worden. Een goede detaillering, een zorgvuldige uitvoering en het toepassen van tapes en manchetten dragen bij aan het realiseren van de eis.

▷

Kozijnen en beglazing Ramen zijn een zwakke plek in de gebouwschil. De warmteweerstand van de transparante delen is vele malen lager dan van de niet transparante schildelen. De op het zuiden georiënteerde ramen laten echter door zonnestraling meer warmte binnen dan er door verloren gaat, mits ze zeer goed geïsoleerd zijn. In de grafiek is voor een tussenmiddenflatwoning de relatie weergegeven tussen het glaspercentage van de zuidgevel, de netto warmtewinst in de winterperiode en de temperatuuroverschrijding in de zomerperiode. De netto warmtewinst is het resultaat van het transmissieverlies door de ramen en de zonnewarmtewinst door het glas. De temperatuuroverschrijding is uitgedrukt in het aantal uren dat de binnenluchttemperatuur hoger is dan 25°C. Aanvullende voorzieningen om temperatuuroverschrijding in de zomerperiode te voorkomen, zoals spuiventilatie of zomernachtventilatie, zijn hierin niet meegenomen. Door het overstek van de galerijen en balkons zijn al goede voorzieningen aanwezig voor het weren van de zon in de zomerperiode.

▷

Zomercomfort Het Bouwbesluit stelt geen eisen ten aanzien van temperatuuroverschrijding. Wel wordt in de EPN een fictief energiegebruik in rekening gebracht gerelateerd aan de oplopende temperatuur in de zomerperiode. De ge-

dachte hierachter is, dat bewoners (inefficiënte) koelapparatuur aanschaffen als blijkt dat de binnentemperatuur in de zomermaanden hoog is. Andere instanties hebben wel eisen opgesteld ten aanzien van oververhitting. Het GIW heeft als norm gesteld dat de maximale PMV-overschrijdingsuren > 0,5 niet meer dan 300 uur mag bedragen. Met de door het GIW gestelde CLO-waarden en metabolismen komt een PMV van 0,5 in de woonkamer overeen met 26,5°C. In de Toolkit Duurzame Woningbouw worden drie niveaus gehanteerd, waarbij de binnenluchttemperatuur maximaal 100 tot 400 uur boven 25°C is. In de richtlijnen van passiefhuis wordt van oververhitting gesproken, indien de binnenluchttemperatuur 10 procent van alle uren in een jaar hoger is dan 25°C. Dit komt overeen met 876 uur. In vergelijking met de voorgaande eisen is de eis voor passiefhuizen laag. Voor een op het zuiden georiënteerde tussenmiddenwoning is het percentage van alle uren dat de binnenluchttemperatuur hoger is dan 25°C zonder spui- en zomernachtventilatie 9,1 procent. Door zowel spui- als zomernachtventilatie toe te passen met een ventilatievoud van 1,0, daalt dit percentage naar 1,2 procent. Voor dit relatief lage ventilatievoud zijn geen aanvullende voorzieningen benodigd, maar kan worden volstaan met één draai-kiepraam of klepraam per ruimte.

Installatietechnische maatregelen De installatietechnische maatregelen om de woning te renoveren naar passiefhuisniveau betreffen de ventilatie, warmtapwatervoorziening en verwarming.

▷

Ventilatie Om het warmteverlies via basisventilatie te beperken, wordt een gebalanceerd ventilatiesysteem met hoge mate van warmteterugwinning (WTW)

▷


27

Passiefhuisprincipe.

▶

Artikel

Netto warmtewinst en oververhittingspercentage bij glaspercentage zuidgevel tussenmiddenwoning

toegepast. Voor de zomersituatie dient een 100 procent bypass aanwezig te zijn, zodat de eventuele koelere buitenlucht niet wordt opgewarmd door de warme binnenlucht. Het warmteverlies wordt verder beperkt door de kanalen te isoleren en de WTW-unit zo dicht mogelijk bij de thermische schil te plaatsen, zodat koude luchtkanalen in de woning beperkt blijven. In het Bouwbesluit worden voor verblijfsgebieden, verblijfsruimten en overige ruimten eisen gesteld ten aanzien van ventilatie. In PHPP wordt de ventilatiecapaciteit bepaald op basis van de bezettingsgraad of het aantal keukens, bad- en toiletruimten. Voor de bezettingsgraad wordt 35 m2 vloeroppervlakte per persoon gehanteerd en voor de ventilatiecapaciteit 30 m3/h per persoon. Bij een ruimtehoogte van 2,6 meter (Bouwbesluiteis nieuwbouw) is de ventilatiecapaciteit 0,33 dm3/s/m2. Ondanks het toepassen van een HR WTW-unit gaat er door ventileren warmte verloren, zodat de ventilatiecapaciteit direct invloed heeft op de warmtevraag van de woning. In tabel 1 is voor een tussenwoning de invloed van de ventilatiecapaciteit op de warmtevraag weergegeven voor de verschillende uitgangspunten. De vereiste ventilatiehoeveelheden conform PHPP zijn klein ten opzichte van de eis uit het Bouwbesluit. Het is daarom zeer belangrijk om de ventilatie-efficiëntie te waarborgen. Gekozen is om binnen dit project uit te gaan van de ventilatiehoeveelheden conform het Bouwbesluit, waarbij 55 procent van het gebruiksoppervlak als verblijfsgebied is aangemerkt. Ook de geluidproductie van de WTW-installatie is een belangrijk aspect. In PHPP wordt geadviseerd in verblijfsruimten een karakteristiek geluidsniveau van maximaal 25 dB(A) te hanteren. Warmtapwater De warmtapwatervraag is moeilijk te verminderen en wordt zelfs verhoogd bij toepassing van hotfill-apparatuur. Er dient dus een energiezuinige opwekking gerealiseerd te worden. In Nederland zijn veel huishoudens aangesloten op het gasnet. Een combinatie van een conventionele HR-ketel met een zonneboiler ligt daarom voor de hand.

▷

uitgangspunt

capaciteit [dm3/s/m2] warmteverlies [kWh/m2a]

PHPP, bezettingsgraad

0,33

PHPP, keuken, badkamer en toilet 0,39

8,6 9,3

Bouwbesluit, 55% verblijfsgebied*

0,50

10,4

Bouwbesluit, conform ruimte-indeling

0,70

12,6

* De minimum afvoercapaciteit in de keuken en natte ruimten dient wel te worden gerealiseerd

Tabel 1: Invloed ventilatiecapaciteit op warmteverlies door ventilatie, flatwoning

Bij de flatwoning worden de collectoren op het dak geplaatst. Tevens is het mogelijk collectoren in de borstwering op te nemen. Door de verticale plaatsing neemt echter het rendement van de collectoren af. In de berekening is een zonneboiler met een oppervlak van 2,4 m2 per woning op het dak geprojecteerd. Elke woning wordt voorzien van een individueel boilervat. De warmwaterleidingen dienen zeer goed geïsoleerd te worden, de isolatiedikte moet groter zijn dan 40 mm. Door de geprojecteerde situering van de installatieruimte, tussen de badkamer en keuken, zijn de leidinglengten van de installatie naar de tappunten zeer beperkt. De zonneboiler levert gemiddeld per woning 14 kWh/m2a, dit is 45 procent van de warmtapwatervraag. Verwarming Als afgiftesysteem ligt een luchtverwarmingsunit of een laag temperatuursysteem met radiatoren of vloerverwarming voor de hand. Door toepassing van luchtverwarming kan een traditioneel distributiesysteem voor verwarming achterwege blijven. Omdat slechts zeer beperkt warmte geleverd hoeft te worden, kan zonder comfortproblemen luchtverwarming worden toegepast.

▷

Eindresultaat na reguliere renovatie.


29

▶

Artikel

Energiegebruik Met de genoemde bouwkundige en installatietechnische maatregelen is het energiegebruik van de woningen berekend. Deze zijn weergegeven in tabel 2. woningtype

Evraag;verw [kWh/m2]

aantal

Eprim;totaal [kWh/m2a]

Tussenmidden

70

9

103

Tussenboven

10

17

107

Tussenonder

10

14

109

Zijmidden

14

12

105

Zijboven

2

23

113

2

20

114

108

11

105

15

120

Zijonder Gemiddeld Eis

Tabel 2: Jaarlijkse energievraag voor ruimteverwarming en jaarlijks primair energiegebruik inclusief huishoudelijke apparatuur voor op het zuiden georiënteerde woningen

Zowel de flat als geheel als de woningen op zich voldoen aan de eis aan het maximale primaire energiegebruik. Aan de eis aan de maximale energievraag voor ruimteverwarming voldoet de flat als geheel wel, maar de individuele woningen niet allemaal. De middenwoningen voldoen ruimschoots en ook de tussenonderwoningen voldoen. De tussenbovenwoningen voldoen niet. Door het dak te voorzien van 400 mm in plaats van 300 mm isolatie, voldoen ook deze woningen aan de eis. Dan dient de dakrand echter verder verhoogd te worden. Bij de hoekwoningen wordt het slechtste resultaat bereikt. Dit komt door het grote(re) verliesoppervlak en de grotere lineaire warmteverliezen. Voor deze woningen is het technisch nauwelijks haalbaar aan de eis te voldoen. De oriëntatie van de flat speelt een belangrijke rol. Bij oost- of westgeoriënteerde woningen zijn de energievraag voor ruimteverwarming en het totale primaire energiegebruik circa 3 kWh/m2a hoger. De flat als geheel voldoet aan de eisen, maar er zijn meer individuele woningen die niet voldoen aan de energievraag voor ruimteverwarming.

De jaarlijkse primaire energiebesparing van de renovatie van 108 flatwoningen naar passiefhuisniveau bedraagt circa 12.000 kWh voor een zuidgeoriënteerde tussenmiddenwoning. Dit komt overeen met circa 1.400 m3 gas. Uitgaande van de huidige gasprijs van € 0,70 per m3 (inclusief BTW en energiebelasting) is de energiebesparing € 980,- per jaar. De werkelijke energiebesparing is afhankelijk van het bewonersgedrag.

Energiebesparing

Kosten

Tussen de verschillende bepalingsmethoden voor het energiegebruik bestaan significante verschillen [6]. De resultaten van de verschillende methoden zijn niet één op één vergelijkbaar. De meest geschikte methode voor het bepalen van de energieprestatie van passiefhuizen is PHPP. Voor de vergelijking tussen de energieprestatie van de woningen voor en na de renovatie is de bestaande situatie van een tussenmiddenwoning in PHPP ingevoerd. In PHPP moeten alle onderdelen zeer gedetailleerd worden ingevoerd. Van de bestaande situatie zijn niet alle gegevens in detail bekend. Voor woningen met een slechte energetische kwaliteit zijn de details over het algemeen niet maatgevend. De vergelijking is gemaakt op basis van het jaarlijks energiegebruik voor ruimteverwarming, tapwater en ventilatie. Overig energiegebruik, zoals voor huishoudelijk apparatuur, is sterk bewonersafhankelijk en daarom niet meegenomen.

Door gebruik te maken van een elementenraming zijn de bouwkosten voor het renoveren van 108 flatwoningen naar passiefhuisniveau geraamd op circa € 67.000,- exclusief BTW per woning. Dit is een forse investering. Er worden echter zo goed als nieuwe woningen gerealiseerd met een energetische kwaliteit die veel beter is dan de huidige nieuwbouwwoningen. De bouwkosten zijn bij sloop en nieuwbouw fors hoger dan bij toepassing van de besproken renovatie naar passiefhuisniveau. De technische levensduur van de woningen na renovatie bedraagt naar verwachting circa 50 jaar en ◀ is vergelijkbaar met nieuwbouwwoningen.

Plattegrond gerenoveerde tussenwoning.

Literatuur [1] Jeths, ing. R., Renovatie naar passiefhuisniveau, 2008 download op www.moBiusconsult.nl

woningtype

bestaand

gerenoveerd

Zuidgeoriënteerd

198

58

Oost of west-georiënteerd

207

61

[2] Opstelten, Lj., Bakker, E.-J., Sinke, W.C., Bruijn, F.A. de, Borsboom, W.A., Krosse L., Potentials for energy efficiency and renewable energy sources in the Netherlands, 2007 [3] Passive Haus Institut (PHI), Passive Hause Planning Package 2007, 2007

Tabel 3: Jaarlijks primair energiegebruik voor verwarming, tapwater

[4] Boonstra, ir. C., Clocquet, ir. R., Joosten, ir. L., Passiefhuizen in Nederland, 2006

en ventilatie, tussenmiddenwoning

[5] Stichting Bouw Research, Referentiedetails Passief Bouwen, 2009 [6] Lagae, A., Franke, E., Wordt passiefhuistechnologie in Nederland via de EPN-methodiek gestimuleerd?, 2006

Hoogwaardige renovatie beter dan sloop

Recommend Documents