IWT-TETRA-aanvraag, oproep 2008: : Actieve gebouwen: Woningen als energieleverend systeem

IWT-TETRA-aanvraag, oproep 2008: 080152: “Actieve gebouwen: Woningen als energieleverend systeem” Coördinatie: Technieken

Gebouw

Architecturaal

Willy Van Passel

Ann Van Gysel

Bernard Vandermarcke

Hoofdaanvrager: − Hogeschool voor wetenschap en kunst, De Nayer Instituut, onderzoeksgroep Duurzame Energie en onderzoeksgroep Materialen en structuren

Medeaanvragers: − Hogeschool voor wetenschap en kunst, Sint Lucas Architectuur, Onderzoeksgroep Bouwfysica en binnenklimaat − Katholieke Hogeschool Sint Lieven, onderzoeksgroep Duurzaam bouwen − Vlaamse Instelling voor Technologisch Onderzoek (VITO)

Wetenschappelijke peters: − Wetenschappelijk en Technisch Centrum van het Bouwbedrijf (WTCB) − Katholieke Universiteit Leuven, Faculteit Toegepaste Wetenschappen, Departement Werktuigkunde, Afdeling TME

Valorisatiepeter: − Kenniscentrum voor de Integratie van Duurzame Energie in Gebouwen (IDEG)

IWT-TETRA-PROJECTVOORSTEL 2008: 080152 “ACTIEVE GEBOUWEN: WONINGEN ALS ENERGIELEVEREND SYSTEEM”

Inhoud DEEL 1: ADMINISTRATIEVE GEGEVENS ............................................................................ 4 Projectsamenvatting ...............................................................................................................................................................4 Gegevens Hoofdaanvrager .....................................................................................................................................................6 Gegevens Hoofdaanvrager .....................................................................................................................................................6 De Nayer Instituut, Onderzoeksgroep Duurzame Energie en Onderzoeksgroep Materialen en structuren .........................6 Gegevens Mede-aanvragers ...................................................................................................................................................7 Sint Lucas Architectuur .......................................................................................................................................................7 Katholieke Hogeschool Sint Lieven, onderzoeksgroep .......................................................................................................8 Vlaamse Instelling voor Technologisch Onderzoek (VITO) ...............................................................................................9 Gegevens Wetenschappelijke peter(s) of Valorisatie peter(s) ...........................................................................................10 Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf (WTCB)........................................................................10 Katholieke Universiteit Leuven, Faculteit Ingenieurswetenschappen, departement Werktuigkunde / Toegepaste Mechanica en Energieconversie (TME).............................................................................................................................11 Kenniscentrum voor de Integratie van Duurzame Energie in Gebouwen (IDEG).............................................................12

DEEL 2: PROJECTBESCHRIJVING .................................................................................... 16 A. Situering en Projectdoelstellingen ..................................................................................................................................16 A.1. Probleemstelling.........................................................................................................................................................16 A.2. Projectdoelstellingen ..................................................................................................................................................16 B. Gebruik van de projectresultaten...................................................................................................................................21 B.1. Nut en toegevoegde waarde .......................................................................................................................................21 B.2. Valorisatie-traject (of Valorisatie/Utilisatie strategie)) ..............................................................................................23 B.3. Eigendomsrechten en Exploitatierechten van de projectresultaten ............................................................................24 C. Aanpak en werkprogramma...........................................................................................................................................25 C.1 WP1: Projectbeheer .............................................................................................................................................28 C.2. WP2: Technologische noden van de bedrijfswereld............................................................................................28 C.3 WP3: Inventarisatie en analyse van bestaande componenten en systemen .........................................................29 C.4 WP4: Analyse van parameters voor energie-efficiënte architecturale integratie ................................................31 C.5 WP5: Studie economische gebouwschil ..............................................................................................................33 C.6 WP6: Energetische gebouwkarakteristieken........................................................................................................35 C.7 WP7: Inventaris van softwarepakketten voor BIM .............................................................................................36 C.8 WP8: Aanwenden van passieve zonne-energie ...................................................................................................40 C.9 WP9: Actieve systemen.......................................................................................................................................41 C.10 WP10: Studie van energieopslagsystemen ..........................................................................................................44 C.11 WP11: Integratie van de actieve elementen in het gebouw .................................................................................48 C.12 WP12: Case studie van een actief gebouw ..........................................................................................................50 C.13 WP13: Verificatie en optimalisatie van het energieverbruik en het comfort in de woning .................................51 C.14 WP14: Draaiboek BIM voor actieve gebouwen ..................................................................................................53 C.15 WP15: Gids voor actieve gebouwen....................................................................................................................53 C16 WP16: Opzetten van een demonstratieproject.....................................................................................................54 C.17 WP17: Opstellen en verspreiden van nieuwsbrieven...........................................................................................57 C.18 WP18: Organisatie workshops en studiedagen....................................................................................................57 C.19 Projectplanning..........................................................................................................................................................58

2/108


D. Positionering van het project t.o.v. uitvoerders en financieringskanaal .....................................................................61 D.1 De Nayer Instituut.......................................................................................................................................................61 D. 2 Sint Lucas, architectuur, onderzoeksgroep ‘Bouwfysica en binnenklimaat’..............................................................63 D. 3 KaHo Sint-Lieven, Departement industrieel ingenieur, Onderzoeksgroep Duurzaam Bouwen ................................64 D.4 Vlaamse instelling voor Technologisch onderzoek (VITO)........................................................................................65 D. 5 Meerwaarde project en keuze van het steunkanaal ....................................................................................................65

DEEL 3: PROJECTBEGROTING ......................................................................................... 66 A. Personeelskosten (per aanvrager)...................................................................................................................................66 B. Overige onkosten (per aanvrager) ..................................................................................................................................67 C. Totaal ................................................................................................................................................................................69

DEEL 4: BIJLAGEN .............................................................................................................. 70 A. Intentieverklaring van de aanvrager(s) .........................................................................................................................71 B. Intentieverklaring van een wetenschappelijk peter of valorisatiepeter.......................................................................76 C. Intentieverklaring van een lid van de gebruikerscommissie ........................................................................................80

3/108


Deel 1: Administratieve gegevens Projectsamenvatting De aanvraag is voor een (aankruisen) Standaard TETRA project ⌧TETRA project van 3 jaar Kortlopend TETRA project (1 jaar) met focus op verkenning Titel

Actieve Woningen: Woningen als energieleverend systeem

Startdatum project 1/10/2008 (gepland) Duur van het project 36 maanden Totale Projectkost € 454 092 Totaal mensmaanden 70,2 mm (betoelaagd) Gevraagde subsidie € 420 035,1 Is voor dit project, of onderdelen ervan, subsidie aangevraagd of verstrekt door een andere overheid (Vlaams, Federaal of Europees) ? Zo ja, geef het gevraagde of verkregen subsidiebedrag.

Onze wereld is sterk in beweging, het klimaat verandert, in toenemende mate is er onzekerheid rondom de energielevering. De discussie gaat steeds meer over de noodzaak om over de toekomst van de energievoorziening na te denken en over de manier waarop we de toekomstige energievraag duurzaam kunnen invullen. Nationaal en internationaal wordt er, hoewel mondjesmaat, beleid op het gebied van het klimaat ontwikkeld en wordt ingezet op energietransitie en diversificatie in het energieaanbod. De woningbouw is één van de sectoren waar veel energie wordt gebruikt, met name ongeveer 35% van het totale Belgische energiegebruik. Isolatie van gebouwen, efficiëntere comfortinstallaties en lokale opwekking van duurzame energie zorgen ervoor dat de energieprestatie van gebouwen in de nabije toekomst sterk kan verbeteren. Het potentieel voor nog betere energieprestaties is echter nog lang niet uitgeput, terwijl de urgentie om alle maatregelen voor verbetering van de energieprestatie in te zetten toeneemt. Realisatie van dit potentieel kan bereikt worden door een omzetting naar duurzame energiehuishouding in de woningbouw. Dit lukt alleen met een gezamenlijke aanpak: − een combinatie van maatregelen op het gebied van efficiënt gebruik, opwekking van duurzame energie en schone inzet van fossiele brandstoffen; − het beschouwen van componenten en de inpassing daarvan in complete systemen; − energiegerelateerde aspecten worden gecombineerd met aandacht voor comfort, gezondheid, binnenluchtkwaliteit, integrale milieuprestatie, bouwproces, esthetiek, gedrag en kosten.

4/108


Volgens het rapport van de Vlaamse overheid “Transitiemanagement in het kader van systeeminnovatie: De casus duurzaam wonen en bouwen”, moeten om dit te bereiken nieuwbouwwoningen energieneutraal of zelfs energieproducerend worden. Het uitgangspunt is hierbij dat het wooncomfort niet aangetast wordt en de oplossingen betaalbaar en acceptabel zijn voor een breed publiek op het gebied van comfort, gebruiksgemak en esthetica. Hetzelfde rapport vermeldt: “De relatief nieuwe kennis over duurzaamheid is verspreid aanwezig en weinig tot niet geïntegreerd in de opleiding van bouwprofessionelen en in het bijzonder van de ontwerpers. “ Dit is dan ook het kerndoel van het project. Het betekent dat nieuwe technieken zo goed mogelijk in woningen zullen moeten worden ingepast en dat bij de keuze voor bouwproducten en systemen de prestaties op gebied van energie en comfort voorop moeten staan. De hoeveelheid beschikbare zonne-energie is ruim voldoende om aan de lokale energievraag voor wonen te voldoen. Het gevel- en dakoppervlak kan worden gebruikt om zonne-energie om te zetten in elektriciteit en warmte. Overschotten aan elektriciteit of warmte kunnen compact worden opgeslagen tot op het moment dat deze nodig zijn. Het project streeft daarom volgende doelstellingen na: 1. De bouwschil opbouwen volgens het meest economische isolatiepeil. 2. De inpassing van het zonaanbod (1 123 kWh/m² per jaar) in het gebouwontwerp (optimale oriëntatie). Zoninstraling binnenkomend via het transparant deel van de bouwschil, zoninstraling geabsorbeerd door de bouwschil (± 800 – 900 W/m² maximale instraling op de zuidgevel). 3. Geïntegreerd ontwerp van actieve elementen en gebouw. 4. Ventilatie met warmteterugwinning in combinatie met grond/luchtcollectoren, energiedak/gevel en PVT-zonnecollector (fotovoltaïsche en thermische zonnecollector). 5. Compacte warmteopslag van overschot aan zonne-energie door gebruik te maken van opslag in thermo-chemische materialen (latente warmteopslag, PCM (Phase Change Materials ,…) voor korte/midden/lange termijn (dag/nacht, week, maand, seizoen). 6. Optimalisatie van de energiehuishouding: Verlichting, verwarming, koeling,…. 7. Warmte/koudeproductie door gebruik te maken van de energie uit water, bodem en lucht. PV (fotovoltaïsch), PVT, energiedak, horizontale en verticale bodemwarmtewisselaars in combinatie met de warmtepomp. 8. Voor het warmte-afgiftesysteem wordt gebruik gemaakt van Zeer Lage Temperatuur Verwarmingssystemen (ZLTV) zoals vloer-, wanden plafondverwarming/koeling, betonkernactivering. Om deze doelstelling te realiseren en een totaaloplossing aan te reiken is een integrale aanpak noodzakelijk. Het project beoogt daarom een nauwe samenwerking tussen de architecturale, bouwkundige en technische aspecten in het opstellen van een handboek, dimensioneringstool en Building Information Model (BIM) voor actieve gebouwen. Deze projectresultaten (handboek, dimensioneringstool en BIM) zijn een hulpmiddel voor het realiseren van een demonstratiewoning, die parallel met het verloop van het project zal opgebouwd worden.

5/108


Gegevens Hoofdaanvrager De Nayer Instituut, Onderzoeksgroep Duurzame Energie en Onderzoeksgroep Materialen en structuren Titel van het project


Organisatie Adres

Hogeschool voor Wetenschap en Kunst v.z.w. Koningsstraat 336 1030 Brussel +32 2 250 15 11 +32 2 218 58 39 425-2031721-55

Tel Fax Rekeningnummer Naam van de persoon die de contractuele verbintenissen zal aangaan in naam van de organisatie Functie e-mail Naam van de projectleiders Functie Departement/Afdeling Adres (indien verschillend van organisatie) Tel Fax e-mail Projectkost Hoofdaanvrager Totaal mensmaanden Hoofdaanvrager

Maria De Smet

Algemeen Directeur van de Hogeschool voor wetenschap en kunst [email protected] 1. Willy Van Passel; 2. Ann Van Gysel. 1. Werkleider, hoofd onderzoeksgroep Duurzame Energie; 2. Docent, onderzoeksgroep Materialen en structuren De Nayer Instituut, Onderzoeksgroep Duurzame Energie J. de Nayerlaan 5 2860 Sint-Katelijne-Waver +32 15 31 69 44 +32 15 31 74 53 [email protected] € 348750 48 mm

6/108


Gegevens Mede-aanvragers Sint Lucas Architectuur Titel van het project


Organisatie Adres

Hogeschool voor Wetenschap en Kunst v.z.w. Koningsstraat 336 1030 Brussel +32 2 250 15 11 +32 2 218 58 39 890-0143833-13

Tel Fax Rekeningnummer Naam van de persoon die de contractuele verbintenis kan aangaan in naam van de organisatie Functie e-mail

Maria De Smet

Algemeen Directeur van de Hogeschool voor wetenschap en kunst [email protected]

Naam van de contactpersoon Functie Departement/Afdeling Adres (indien verschillend van organisatie) Tel Fax e-mail

Bernard Vandermarcke Projectleider Architectuur Sint-Lucas, Campus Gent Hoogstraat 51 9000 Gent +32 9 225 10 00 +32 225 80 00 [email protected] [email protected]

Projectkost Mede-aanvrager Totaal mensmaanden Medeaanvrager

€ 66891 12 mm

7/108


Katholieke Hogeschool Sint Lieven, onderzoeksgroep Titel van het project


Organisatie Adres

Katholieke Hogeschool Sint-Lieven Gebroeders Desmetstraat 1 9000 Gent 09-265 86 00 09-225 62 69 440-0343897-07

Tel Fax Rekeningnummer Naam van de persoon die de contractuele verbintenissen zal aangaan in naam van de organisatie Functie e-mail

Frank Baert

Naam van de projectleider Functie Departement/Afdeling

Ralf Klein docent Departement Industrieel Ingenieur Vakgroep Bouwkunde

Adres (indien verschillend van organisatie) Tel Fax e-mail


Algemeen directeur KaHo Sint-Lieven [email protected]

09-265 86 12 09-265 86 36 [email protected]

€ 46643 7,2 mm

8/108


Vlaamse Instelling voor Technologisch Onderzoek (VITO) Titel van het project


Organisatie Adres

Vlaamse Instelling voor Technologisch Onderzoek (VITO) Boeretang 200 2400 Mol + 32 14 33 55 11 + 32 14 33 55 99

Tel Fax Rekeningnummer Naam van de persoon die de contractuele verbintenis kan aangaan in naam van de organisatie Functie e-mail Naam van de contactpersoon Functie Departement/Afdeling Adres (indien verschillend van organisatie) Tel Fax e-mail


Dirk Fransaer

Afgevaardigd bestuurder [email protected] Johan Van Bael Projectverantwoordelijke Expertisecentrum Energietechnologie

+ 32 14 335826 + 32 14 321185 [email protected]

€ 17647 3 mm

9/108


Gegevens Wetenschappelijke peter(s) of Valorisatie peter(s) Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf (WTCB) Titel van het project


Organisatie

Wetenschappelijk en Bouwbedrijf (WTCB) Lombardstraat 43 1000 Brussel +32 2 5026690 32 2 5028180

Adres Tel Fax

Technisch

Naam van de persoon die akkoord geeft dat de peter pro-deo begeleider is voor het project Functie e-mail

Ir. Carlo De Pauw

Naam van peter Functie Departement/Afdeling Adres (indien verschillend van organisatie) Tel Fax e-mail

Ing. Jacques Schietecat Projectbegeleider Onderzoekscentrum Limelette Avenue P. Holoffe 21 1342 Limelette +32 2 655 77 11 +32 2 653 07 29 [email protected]

Centrum

voor

het

Directeur Generaal

10/108


Katholieke Universiteit Leuven, Faculteit Ingenieurswetenschappen, departement Werktuigkunde / Toegepaste Mechanica en Energieconversie (TME) Titel van het project


Organisatie

Katholieke Universiteit Leuven, hierbij vertegenwoordigd door K.U.Leuven Research & Development Maatschappelijk zetel: Oude Markt 13 Bus 5005 3000 Leuven

Adres

Tel Fax

Administratieve zetel K.U.Leuven Research Minderbroedersstraat 8A 3000 Leuven 016 32 64 99 016 32 65 15

& –

Development bus 5105

Naam van de persoon die akkoord geeft dat de peter pro-deo begeleider is voor het project Functie e-mail

De heer Paul Algemeen En Prof. Dr. Ir. Gedelegeerd Bestuurder

Naam van peter Functie Departement/Afdeling

Prof. dr. ir. Lieve Helsen Docent Faculteit Ingenieurswetenschappen, departement Werktuigkunde / Toegepaste Mechanica en Energieconversie (TME) Celestijnenlaan 300A - bus 2421 3001 Heverlee +32 16 32 25 05 +32 16 32 29 85 [email protected]

Adres (indien verschillend van organisatie) Tel Fax e-mail

Van Koenraad

Dun Directeur Debackere

11/108


Kenniscentrum voor de Integratie van Duurzame Energie in Gebouwen (IDEG) Titel van het project


Organisatie

Kenniscentrum voor de Integratie van Duurzame Energie in Gebouwen J. De Nayerlaan 5 2860 Sint Katelijne Waver +32 15 31 69 44 +32 15 31 74 53

Adres (1) Tel Fax Naam van de persoon die akkoord geeft dat de peter pro-deo begeleider is voor het project Functie e-mail

Naam van peter Functie Departement/Afdeling Adres (indien verschillend van organisatie) Tel Fax e-mail

Ing Willy Van Passel

IDEG-projectcoördinator [email protected] [email protected] Geert Matthys Projectuitvoerder De Nayer Instituut

+32 15 31 69 44 +32 15 31 74 53 [email protected] [email protected]

12/108


Gegevens Leden van de Gebruikerscommissie

architect Software producenten

subcategorie

Verdeler autodesk, opleidingscenter en usersclub isolatie schrijnwerk ventilatie verwarming/sww/WP

Installateurs studiebureau /adviesbureau

Platform Keuringsorganisme Beroepsverenigingen

bedrijf

gecontacteerd

categorie

toegezegd

Voor deze gebruikerscommissie werden bedrijven geselecteerd uit de verschillende actoren van het volledige bouwproces. Zo zijn er architecten, studiebureaus, leveranciers (van warmtepompen, zonneboilers, fotovoltaïsche zonnepanelen, bouwmaterialen, ventilatie, isolatie, opslagvaten, …), installateurs, aannemers, projectontwikkelaars, software-ontwikkelaars, putboorders,… aangeschreven voor deelname aan het project. Deze bedrijven kunnen met hun praktijkkennis en ervaring actief deelnemen aan de begeleiding en sturing van dit project. Eveneens kunnen ze actief meewerken aan de opbouw van het demonstratieproject “actieve woningen”. Een lijst met contactgegevens van toegezegde bedrijven is terug te vinden in bijlage C . De lijst met toegezegde bedrijven:

Holistic Architecture 50 5 C3A Recticel Reynaers Aluminium J.E.Storkair Briotherm Klimaterra Viessmann Belgium Linea Trovata Suntec NENCO Alpha Studieb.u.r.o. Isoproc Grontmij IF Flanders VK Engineering PassiefhuisPlatform Seco Ventibel

De gecontacteerde bedrijven, niet toegezegd:

13/108

aannemer

subcategorie

grondwerken /boringen bouw verwarming

architect distributienetbeheerder leverancier producenten

egw beglazing bouwmaterialen beton

chemicaliën/plastics gevel- en dakbekleding isolatie schrijnwerk ventilatie /klimatisatie

verlichting Verwarming/sww/wp

bedrijf

gecontacteerd

categorie

toegezegd


GeboGeothermie Kumpen Verheyden bvba Aannemingen Verelst Vanhout/Batech Construct Onderneming Teurlings NV Alexis Versele architectenvennootschap cvoa Eandis Electrabel Luminus Soliver Echo Ergon Kerkstoel Marmorith BASF Eternit IRS Rockwool Schüco (ook WP, zonne-energie) Accubel (ook verwarming) Aldes Benelux Belklima Camair Climapac Daikin DCG Klimacomfort Duco (ook zonwering) GEA Happel Lindab Renson Systemair Benelux NV Thermotec Trox Belgium Ubbink Philips Belgium Delta Light ACV Aquamasters Buderus Ecotherm EnergieC Engels Thermo Comfort Geotherma Masser

14/108


projectontwikkelaars en gebouwbeheerders studiebureau/adviesbureau

Nathan import/export Sanitech Siemens Athmos SunTechnics Axima Services Cofinimmo Groep Bolckmans 3E Arcadis Gedas BECO CES Ingenium Laborelec Reus Studiebureau Boydens Technum nv

15/108


Deel 2: Projectbeschrijving A. Situering en Projectdoelstellingen A.1. Probleemstelling Isolatie van gebouwen, efficiëntere comfort-installaties en lokale opwekking van duurzame energie zorgen ervoor dat de energieprestatie van gebouwen in de nabije toekomst sterk zal verbeteren. Om gebouwen het etiket duurzaam te kunnen geven, zal enerzijds het energieverbruik zo laag mogelijk moeten zijn en mogen anderzijds de toegepaste materialen niet milieubelastend zijn. Om bij gebouwen tot verlaging van het energieverbruik of zelfs energieneutraliteit te komen dient : o de warmtevraag zoveel mogelijk te worden teruggebracht o de mogelijkheden van duurzame energie maximaal te worden benut o de (eventuele) restvraag zo efficiënt mogelijk fossiele brandstof te worden ingezet

Trias Energetica Hiermee is tevens het onderzoeksveld aangegeven. Het verlagen van de warmtevraag kan door het toepassen van warmte-isolerende technieken (spouwmuurisolatie, HR+ glas, e.d.). Ook het ventilatiesysteem (natuurlijk / geforceerd / warmteterugwinning) en de benutting van passieve zonne-energie via gevels en ramen spelen hierbij een belangrijke rol (inclusief intelligent gebruik van zonweringsystemen e.d.). Bij de inzet van duurzame energiebronnen is met name de integratie van de verschillende (D)E-systemen van belang, zowel in bouwdelen als onderlinge afstemming. Zo moeten PV-panelen windvast en waterdicht op/aan het dak of de gevel zijn bevestigd en mogen de bouwfysische eigenschappen niet negatief worden beïnvloed (bijv. door vochtophoping in de bouwconstructie). Ook dienen de systemen zo ontworpen te worden dat ze eenvoudig (en esthetisch aantrekkelijk) kunnen worden gemonteerd en aangesloten. Tenslotte moet de (resterende) warmtevraag zo efficiënt mogelijk worden ingevuld met HR-systemen warmtepompen, micro / mini wkk e.d. Ook is het van belang dat al deze energiecomponenten op een goede manier met elkaar samenwerken (via uitgekiende, intelligente regelingen, en interactie met de omgeving) om te komen tot een optimale energieprestatie. Dit alles onder de randvoorwaarde dat ook het binnenmilieu aan de eisen van comfort en gezondheid voldoet.

16/108


Het rapport van de Vlaamse overheid “Transitiemanagement in het kader van systeeminnovatie” beschrijft volgend streefbeeld van de energieproducerende woning : Er wordt van uitgegaan dat alle nieuwbouwwoningen in 2030 zullen voldoen aan de passiefhuisnorm, die vier keer lager ligt dan de huidige nieuwbouwstandaard. De consument kan dan zelf zijn energie produceren via goedkope installaties voor hernieuwbare energie die in 2030 op de markt zullen zijn. Het EU-parlement heeft recent een resolutie goedgekeurd waarin zij o.a. aan de EU commissie vragen om vanaf 2011 de Passief Huis norm verplicht op te leggen voor alle nieuwbouw in de EU. Anderzijds vermeldt het rapport van de Vlaamse overheid ook: “ De relatief nieuwe kennis over duurzaamheid is verspreid aanwezig en weinig tot niet geïntegreerd in de opleiding van bouwprofessionelen en in het bijzonder van de ontwerpers. De traditionele patronen in de bouwcultuur zorgen voor een beperkte flexibiliteit waardoor ze de nieuwe tendensen en vrijgekomen kennis niet voldoende snel kunnen assimileren om te bouwen volgens de best beschikbare technologie. “De relatief nieuwe kennis over duurzaamheid is verspreid aanwezig en weinig tot niet geïntegreerd in de opleiding van bouwprofessionelen en in het bijzonder van de ontwerpers. De traditionele patronen in de bouwcultuur zorgen voor een beperkte flexibiliteit waardoor ze de nieuwe tendensen en vrijgekomen kennis niet voldoende snel kunnen assimileren om te bouwen volgens de best beschikbare technologie. Ook is er discussie over het economische en energetische optimum voor nieuwbouw. Dit project wil daarom op wetenschappelijke basis een overzicht en beoordeling van beschikbare technologieën geven.

A.2. Projectdoelstellingen Dit project is erop gericht het energieverbruik en de CO2-uitstoot in de woningbouw te verlagen. Een van de hoofddoelstellingen is te komen tot Duurzame Technologische Ontwikkeling. De huidige situatie van de energiebalans van een woning (koken, verlichting, elektriciteit, ventilatie, warm water en verwarming) ziet er als volgt uit (stel woning 200m² vloeroppervlak) 1: − Nieuwbouw (K45, E100): energiebehoefte: ± 140 kWh/m²a (28 000 kWh, waarvan 24 000 kWh thermisch en 4 000 kWh elektrisch); energieproductie: 0 kWh/m² dakoppervlak. − Renovatie: energiebehoefte: ± 260 kWh/m²a ; energieproductie: 0 kWh/m²a dakoppervlak. Het objectief van het project is te komen tot volgende situatie1: − Nieuwbouw: energiebehoefte: ± 75 kWh/m² (15 000 kWh, waarvan 10 000 kWh thermisch en 5 000 kWh elektrisch); energieproductie: ± 80 kWh/m²a dakoppervlak zuid georiënteerd. − Renovatie: 1

Cijfers afkomstig van ECN (Nederland), ervaring leert ons dat in België de thermische energiebehoefte ± 5000 kWh hoger ligt.

17/108


energiebehoefte: ± 110 kWh/m²a; energieproductie: ± 50 kWh/m²a dakoppervlak. Om dit te bereiken moeten nieuwbouwwoningen energieneutraal of zelfs energieproducerend worden. Het uitgangspunt is hierbij dat het wooncomfort niet aangetast wordt en de oplossingen betaalbaar zijn en acceptabel voor een breed publiek voor wat betreft aspecten zoals comfort, gebruiksgemak en esthetica. Dit betekent dat nieuwe technieken zo goed mogelijk in woningen zullen moeten worden ingepast en dat bij de keuze voor bouwproducten en systemen de prestaties op gebied van energie en comfort voorop moeten staan. Met de uitvoerende projectpartners (architectuur, gebouw en installatietechnieken) moet gekomen worden tot een gids, draaiboek en Building Information Model (BIM) voor energieleverende woningen. De drie peilers hiervoor zijn de ontwikkeling bouwsystematiek, efficiënte omzetting van zonlicht en compacte warmteopslag. Met deze toolkits wordt als case-studie een voorbeeldwoning (figuur) gebouwd. De simulaties en ontwerpprestaties van deze voorbeeldwoning worden door middel van metingen vergeleken met de werkelijke prestaties. Essentieel is het samenbrengen van alle deelaspecten in een integraal ontwerpen uitvoeringsprocedure. Voortbouwend op aanwezige kennis bij de projectpartners en in nauwe samenwerking met het project “Ontwikkeling en analyse van bouwsystemen, technische uitrusting en regelstrategieën voor extreem lage-energiegebouwen” (KaHo Sint-Lieven) ontstaat een voorbeeld van goede praktijk. Waar bij het project van KaHo Sint-Lieven testgebouwten voor een wetenschappelijke evaluatie en optimalisatie van mogelijke systemen dienen, beoogt dit project een voorbeeldwoning die ook voor het brede publiek (virtueel via BIM) toegankelijk is. Daarmee kan een belangrijke stap voor de kennisverspreiding en de brede toepassing van deze innovatieve concepten gezet worden. Door de actieve medewerking van C3A in de gebruikerscommissie kunnen wij op een efficiënte kennisoverdracht naar een groot aantal architecten en studiebureaus in Vlaanderen rekenen. Ook de gebundelde terugkoppeling vanuit de dagelijkse bouwpraktijk betekend een grote meerwaarde voor het project en verzekerd de praktische toepasbaarheid van de ontwikkelde methodiek.

Figuur: Modelwoning ECN, toekomstwoning van 2006 met dak PV + PVT. (Energieverbruik in kWh/m²)

18/108


Het project bevat een DTO-doelstelling. Deze milieuwinst is berekend aan de hand van de ecopuntenberekening uit (volgens de ecopunten volgens de handleiding DTO). Berekening milieuvoordelen van Actieve Woningen volgens de ECOpuntenmethode: Project: Actieve gebouwen: Woningen als energieleverend systeem. Referentiesituatie: K45/E100 - woning, zoals vereist in de EPB-regelgeving. Inventarisatie relevante milieuaspecten Er wordt aangenomen dat een actieve woning alle energie die het verbruikt ook zelf opwekt. Om een vergelijking met de referentiesituatie mogelijk te maken moet een correcte functionele eenheid genomen worden. In dit geval wordt gekozen voor “1 actieve woning neemt de plaats in van 1 klassieke woning gedurende 20 jaar”. De daaraan relevante milieuscores dienen te worden vergeleken. Per actieve woning worden in vergelijking met de referentiesituatie de volgende voor- en nadelen verwacht voor het milieu: 1. Grondstoffengebruik 2. Energiegebruik

3. Schadelijke emissies

stoffen

en

− Toepassen van Duurzaam bouwen (VIBE): minder niet hernieuwbare grondstoffen en minder energieinzet voor productie − De woning wordt economisch optimaal geïsoleerd, zodat de benodigde thermische energie daalt; − De thermische energie wordt verzorgd door zonneboiler en warmtepomp − De elektrische energie stijgt gedeeltelijk door toepassing van de warmtepomp; − Deze elektrische energie wordt geleverd door de zonnepanelen en levert meer dan nodig voor de actieve woning − Er is een reductie van schadelijke stoffen door toepassing van warmtepomp, zonneboiler, fotovoltaïsche zonnepanelen; zie ook punt 1 − Kwaliteitsverbetering (langere levensduur) door betere ontwerpprocedure en kwaliteitsbewaking − Gebruik van zonne-energie, zowal elektrisch al thermisch; − Gebruik van bodemwarmte; − Sorteren, thermische energie van hout en isolatiematerialen uit natuurlijke vezels, …

4. Afvalvermindering en milieuhinder 5. Hernieuwbare grondstoffen en energiebronnen 6. Hergebruik en recycleerbaarheid van grondstoffen 7. Levensduur technologie − Fotovoltaïsche zonnepanelen hebben een gegarandeerde levensduur van 25 jaar, dit wordt als uitgangspunt genomen.

19/108


Voor de verdere berekening worden enkel de relevante en becijferbare milieuvoordelen meegenomen. Beperkte voordelen worden niet geëvalueerd. Verwachte milieuvoordelen per woning: Per huis Referentie Project Isolatiemateriaal Minerale 990 kg 2268 kg wol (1malig) Energie condenserende 86400 MJ/jaar gasketel (per jaar) Energie zonneboiler² en 10000 kWh/jaar ² warmtepomp (per jaar) Energie elektriciteitsnet (per 4000 kWh/jaar jaar) Energie fotovoltaïsche 4000 kWh/jaar panelen (per jaar) 1 De zonneboiler kan 50% van de thermische energievraag dekken, de warmtepomp zorgt voor de overige 50%.

Berekening van de verwachte impact op eco-efficiëntie (Ecopunten): De eco-indicatoren zijn gebaseerd op de gepubliceerde referentiewaarden uit de bijlage 3 bij de Handleiding DTO. Via specifieke software kan men meer gedetailleerde en actuele indicatoren berekenen. − Minerale wol: 61 mPt/kg; − Energie condenserende gasketel: 5,4 mPt/MJ; − Energie Zonneboiler en warmtepomp: 10 mPt/kWh, hier is dezelfde waarde genomen als deze voor de fotovoltaïsche panelen door het niet beschikbaar zijn van de gegevens. Deze waarde is een overschatting van de werkelijke waarde; − Energie elektriciteitsnet: 22 mPt/kWh; − Energie fotovoltaïsche panelen: 10 mPt/kWh. Per huis Isolatiemateriaal Minerale wol Energie condenserende gasketel Energie zonneboiler en warmtepomp Energie elektriciteitsnet Energie fotovoltaïsche panelen

Referentie 990 kg x 61mPt/kg = 60,4 Pt 86400 MJ/jaar x 5,4 mPt/MJ x 20jaar = 9331,2 Pt 4000 kWh/jaar x 22 mPt/kWh x 20 jaar = 1760 Pt -

Project 2268 kg x 61 mPt/kg = 138,4 Pt 10000 kWh/jaar x 10 mPt/kWh x 20 jaar = 2000 Pt 16000kWh/jaar x 10 mPt/kWh x 20 jaar = 3200 mPt/kWh

20/108


Totaal

11151,6 Pt

5338,4 Pt

Er is een verschil van 5813,2 punten per functionele eenheid. Anders gezegd bedraagt de ecoefficiëntieverbetering ca 52% t.o.v. de referentie. Door het gebruik van isolatiematerialen met een lagere energie-inzet bij de productie zoals cellulosevlokken, hout- of hennepvezels kan het verschil nog vergroot worden. Becijfering globale milieuwinst: Om een schatting te maken van het aantal geplaatste actieve woningen, wordt dit best na een termijn van 20 jaar te bekijken. Tijdens een gemiddeld jaar worden 25 000 nieuwbouw woningen geplaatst, Door stijging van de energieprijzen en de ecologische bewustwording wordt verondersteld dat het aandeel van de actieve woningen tussen 5 en 15% (1250 – 3750 woningen) van alle nieuwbouwwoningen is in 2028. Dit komt overeen met een milieuwinst van 7 266 500 à 21 799 500 Ptn of in monetaire termen (€ 3 per punt) is dat € 21 799 500 à € 65 398 500 in 2028. Stel dat de aanvrager van dit project een subsidie van € 480 000 vraagt, dan zou dit project reeds bij de bouw van 110 actieve woningen in het jaar 2028 en een totale milieuwinst van 640 000 of € 1 920 000, voldoen aan de vooropgestelde ratio 4 voor vermeden milieukosten/subsidie. Zowel bij het scenario van 5% als 15% actieve nieuwbouwwoningen voldoet het projectvoorstel. Er wordt geconcludeerd dat het project de extra-steunmodaliteiten verdient.

Pessimistisch scenario Realistisch scenario Optimistisch scenario

Percentage actieve nieuwbouwwoningen 1250

Milieuwinst 7.266.500

Gemonitariseerde milieuwinst € 21.799.500

Ratio milieukosten/subsidie 45,4

2500

14.533.000

€ 43.599.000

90,8

3750

21.799.500

€ 65.398.500

136,2

B. Gebruik van de projectresultaten B.1. Nut en toegevoegde waarde Om de doelstelling 2030 van de Vlaamse overheid te halen is een integrale aanpak noodzakelijk. Door samenwerking van de verschillende onderzoeksgroepen, worden totaaloplossingen aangereikt die architecturaal, bouwkundig en energetisch optimaal op elkaar inspelen. Het project heeft dan ook een zeer brede doelgroep. Alle mogelijke actoren in de nieuwbouwsector (en in een later fase ook renovatie) kunnen gebruik maken van de projectresultaten. Het project is vooral gericht op: − Bouwheren en opdrachtgevers; − architecten, studie- en adviesbureaus; − aannemers en installateurs; − fabrikanten en groothandelaars energie-installaties (Warmtepompen, zonneboilers, PV, PVT, Vloer-, wand-, plafondverwarming/koeling); − KMO’s actief op de markt van duurzame energie-installaties.

21/108


− bouwteams begeleid door EANDIS en INFRAX; − energie-adviseurs; − non-profit organisaties die duurzame energie promoten : - CEDUBO vzw– Cogen Vlaanderen vzw – ODE Vlaanderen vzw; − beroepsfederaties; − onderwijs; − overheid; − distributienetbeheerders. Een mogelijk gevolg is dat er een nieuwe markt ontstaat die gericht is op het ontwikkelen en toepassen van nieuwe technieken in combinaties van bestaande EE/EB/DE-technieken (EB = Energie Besparing door beperking van energievraag, EE = Energie Efficiëntie, DE = inzet van Duurzame Energie). De volgende figuren geven weer hoe efficiëntere apparaten, installaties,… kunnen bijdragen tot een lager energieverbruik in nieuwbouw en renovatie:

Figuur: Energiegebruik verbonden aan het gebouw (visie volgens ECN). De resultaten van het project passen eveneens binnen de opleidingen van de deelnemende hogescholen. In het bestaande OOF-project werken ingenieursstudenten elektro-mechanica van het De Nayer Instituut samen met studenten architectuur van Sint-Lucas. Uitgaande van een standaardwoning (K70) moeten zij, door aanpassing van de gebruikte materialen, wegwerken van de koude bruggen,… een woning bekomen met een bepaald K-peil (K25, K30, …). Na het aanpassen van de standaardwoning, wordt de ventilatie en het warmte/koudeafgiftesysteem (steeds LTV en HTK) ontworpen in combinatie met warmtepompen. Met de “Gids voor actieve woningen” als leidraad, kan hierin nog een stap verder gegaan worden. Na het bereiken van een bepaald K-peil (bijvoorbeeld K30) wordt de installatie van de woning zo bepaald, dat deze energieleverend is. Per jaar behalen een 50-tal studenten het diploma master Elektromechanica en een 150-tal studenten het diploma architect, ±80 het diploma interieurarchitect en ±20 master in de stedenbouw en ruimtelijke planning. Aan de KaHo Sint-Lieven zullen de resultaten meer bepaald aan bod komen in de opleidingsonderdelen bouwmanagement en gebouwentechniek II: bouwfysica (3de bachelor) en ecologisch bouwen, bouwrecht en veiligheidscoördinatie (master). Bovendien zal de kennis gebruikt worden bij adviesprojecten door de vzw KIHO bouw. Bij deze adviesprojecten worden ook eindwerkstudenten betrokken.

22/108


Via docentenuitwisseling binnen de hogescholen van de Associatie K.U.Leuven, zullen de resultaten ook aan bod komen in de lessen bouwfysica en toegepaste bouwfysica van bachelor en master industriële wetenschappen: bouwkunde en landmeten aan het De Nayer Instituut (DNI) en aan de KHBO (Katholieke Hogeschool Brugge Oostende). Dit betekent dat per jaar ongeveer 250 studenten industriële wetenschappen: bouwkunde en landmeten in contact zullen komen met de resultaten uit dit project.

B.2. Valorisatie-traject (of Valorisatie/Utilisatie strategie)) Verscheidene acties worden tijdens het project ondernomen voor de valorisatie van de resultaten. Tijdens de projectperiode worden de projectresultaten voor beoordeling, aanpassing (bijsturing) en ter goedkeuring aan de gebruikerscommissie voorgelegd. Na afloop van het project worden de resultaten aan een zo ruim mogelijke groep ter beschikking gesteld. Hieronder volgen de valorisatie-activiteiten: 1. Databank actieve gebouwen: In een eerste fase van het project wordt een databank opgebouwd met een inventarisatie van de huidige stand van de techniek. Deze databank wordt opgesteld aan de hand van een basistabel komende uit werkpakket 3. Reeds vroeg in het project wordt deze databank online ter beschikking gesteld van de gebruikerscommissie en wordt deze aangevuld met documentatie verzameld gedurende de duur van het project. Mogelijke hindernis hierbij, is het up-to-date houden van de informatie die in deze databank ter beschikking is na het project. Dit kan opgevangen worden in het IWT-TIS-project: IDEG: Integratie van Duurzame Energie in Gebouwen. 2. Berekeningstool actieve gebouwen Ontwerpers, installateurs,… hebben nood aan bruikbare ontwerpberekeningen van de mogelijke installatiecomponenten op zich, maar ook van de volledige installatie. Daarom wordt een rekenblad waarin de dimensioneringsmethoden verwerkt zitten, gecombineerd zijn en dat makkelijk bruikbaar is door alle mogelijke ontwerpers van een actieve woning. 3. Case studie actieve gebouwen Dit is een soort testfase van de gekozen methodieken en het samenspel van de softwaretools. Een actieve medewerking van de leden van de GC is hierbij noodzakelijk. Deelaspecten van deze casestudie kunnen ook het onderwerp van eindwerken van studenten in de betrokken hogescholen en aan de KU Leuven vormen. 4. Draaiboek BIM Dit handboek bevat een volledig uitgewerkt ontwerpproces van een actief gebouw gebruik makend van een Building Information Model met een vooraf contractueel vastgelegde informatieopbouw en taakverdeling (“contracted BIM”) . Het dient als basis voor het opzetten van het bouwproject, de samenstelling van een bouwteam en voor contractuele verbintenissen bij oplevering van het gebouw. 5. Gids voor actieve gebouwen

23/108


Het handboek beschrijft o.a. de volgende aspecten van actieve gebouwen: dimensionering, randvoorwaarden, criteria voor systeemkeuzes, aanvullende specifieke informatie voor de EPBberekening, voorbeeldprojecten, uitvoeringsdetails, … kortom alle aspecten die bij het uitwerken van een actief gebouw aan bod komen. Het handboek is bestemd voor alle betrokken partijen binnen de projectgroep ‘actieve gebouwen’ maar het is ook een waardevolle aanvulling in verschillende opleidingen (hogeschool, universiteit, vakopleidingen,…). 6. Demonstratiewoning Een woning zal worden opgebouwd aan de hand van ‘Gids voor actieve gebouwen’. Na oplevering zullen metingen uitgevoerd worden, resultaten hiervan komen ter beschikking op de projectwebsite en in een latere fase ook op de website van het IWT-TIS-project IDEG. 7. Nieuwsbrieven Met de opgebouwde kennis in dit project worden artikels geschreven voor : − technologievoorstelling en projectvoorstelling in tijdschriften en nieuwsbrieven die gericht zijn op algemene informatieverspreiding (ODE-Vlaanderen, Bouwunie, …); − projectresultaten in technische tijdschriften (De ondernemening, Technisch Management, Verwarming en Ventilatie, Ingenieursblad, ATIC nieuwsbrief, …) gericht op zowel installateurs als ontwerpers/architecten; − publicatie van modelopbouw en validatie in wetenschappelijke tijdschriften en Proceedings van wetenschappelijke congressen (Energy and Buildings, CLIMA, ASHRAE, IBPSA, …). Het doel is minstens 5 publicaties over actieve gebouwen te realiseren. 8. Workshops Tijdens het project worden standaardworkshops opgesteld, gericht op architecten, installateurs,… . Mogelijke onderwerpen zijn: − architecturale aspecten; − bouwkundige aspecten; − technische dimensionering; − energie- en CO2-besparing; − opslagsystemen; − …. Tijdens het project worden deze door de projectuitvoerders ingericht voor de GC-leden. Na het project neemt de valorisatiepeter Kenniscentrum IDEG de taak op zich om deze workshops te organiseren voor een breder publiek. 9. Studiedagen In de loop van het project worden 2 studiedagen ingericht voor een ruimer publiek. Volgende onderwerpen komen aan bod: − technologievoorstelling en projectvoorstelling (na jaargang 2); − voorstelling van het demonstratieproject en de projectresultaten (na jaargang 3).

B.3. Eigendomsrechten en Exploitatierechten van de projectresultaten

24/108


De intellectuele rechten blijven bij de instelling waar het object, dat onderworpen is aan deze intellectuele rechten, ontstaan is. De resultaten zullen na afloop van het project vrij ter beschikking worden gesteld aan derden.

C. Aanpak en werkprogramma Om de doelstellingen van het project te bereiken, wil het projectteam nauw samenwerken met de gebruikerscommissie waarin alle actoren vertegenwoordigd zijn. Onderstaande tabellen geven een overzicht van de geplande werkzaamheden.

25/108


26/108


27/108


Technologieverkenning C.1

WP1: Projectbeheer

De projectleider zorgt voor de selectie en aanwerving van personeel, voortgangsverslagen en bijeenkomsten van de gebruikerscommissie als ook voor de projectboekhouding. Taak 1 (W1T1): Voortgangsverslagen en bijeenkomsten van de gebruikerscommissie De projectleider organiseert om de vier maanden een bijeenkomst van de gebruikerscommissie en verstuurt voorafgaandelijk een voortgangsverslag naar de verschillende leden. Dit is gelijk aan het regelmatig bijhouden van de projectvorderingen en een bundeling van alle voortgangsverslagen resulteert automatisch in een overzicht van de uitgevoerde taken op het einde van het project. De administratie rond deze taak wordt dan ook met dit doel opgesteld. Resultaat: Overzicht van de uitgevoerde taken in het project Taak 2 (W1T2): Projectboekhouding De projectleider voert een systematisch projectbeheer (tijdsbesteding van de aangeworven personeelsleden, opvolgen van de vooropgestelde planning) en houdt een gedetailleerde projectboekhouding bij met de facturen en onkosten. PC-tools voor het projectbeheer en de – boekhouding worden ter beschikking gesteld door kenniscentrum IDEG. Resultaat: Projectregister actieve gebouwen Deliverables en bezetting 2009

TAAK 10 11 12 1

2

3

4

5

6

7

2010 8

9 10 11 12 1

2

3

4

5

6

7

2011 8

9 10 11 12 1

2

3

4

5

6

7

8

9

Werkpakket 1 W1-Taak 1 W1-Taak 2

TAAK (in aantal mm) Werkpakket 1 W1-Taak 1 W1-Taak 2 TOTAAL

C.2.

ST Lucas

DNI NN ing. T

0,125 0,125 0,25

NN ing. B

0,125 0,125 0,25

NN arch.

0,125 0,125 0,25

VITO

KAHO NN arch.

0,125 0,125 0,25

NN ing.

TOTAAL

NN ing.

0

0

0,5 0,5 1

WP2: Technologische noden van de bedrijfswereld

Tijdens de verkennende gesprekken met de industriële partners is gebleken dat actieve gebouwen nog onbekend gebied zijn. Het is de bedoeling om hen hier een stuk mee vertrouwd te maken. Gedurende de volledige projectduur zal er daarom interactie zijn met de betrokken bedrijven om hun vragen te

28/108


registreren en het onderzoek optimaal op collectieve noden af te stemmen (via de gebruikerscommissievergaderingen bijv.). Interactie met de betrokken bedrijven is noodzakelijk om het onderzoek bij te sturen en zo optimaal mogelijk te laten aansluiten bij collectieve noden. Er wordt over gewaakt dat de resultaten relevant (bruikbaar) zijn voor de betrokken bedrijven. Taak 1 (W2T1): Registratie van de technologische noden van de bedrijven In de startfase van het project nemen de projectmedewerkers contact op met elk betrokken bedrijf. Er wordt een registratie gemaakt van het productengamma, de onderzoeksactiviteiten en de technologische noden. Deze worden samengevat in een (eventueel confidentieel) rapport. Op deze wijze zijn alle medewerkers op de hoogte van de specifieke knowhow behoefte en kan in het project, indien collectief, hiermee rekening worden gehouden. Resultaat: Rapport technologische noden van de bedrijven Deliverables en bezetting TAAK

2009 10 11 12 1

2

3

4

5

6

7

2010 8

9 10 11 12 1

2

3

4

5

6

7

2011 8

9 10 11 12 1

2

3

4

5

6

7

8

9

Werkpakket 2 W2-Taak 1

TAAK (in aantal mm) Werkpakket 2 W2-Taak 1 TOTAAL

C.3

ST Lucas

DNI NN ing. T

0,5 0,5

NN ing. B

0,5 0,5

NN arch.

0,125 0,125

VITO

KAHO NN arch.

0,125 0,125

NN ing.

TOTAAL

NN ing.

0

0

1,25 1,25

WP3: Inventarisatie en analyse van bestaande componenten en systemen

Actieve gebouwen zijn geen nieuw begrip in de internationale bouwwereld. Er is dan ook een grote beschikbaarheid van theoretische en praktische informatie over warmtepompsystemen, warmte/koudeopslag, thermische/fotovoltaïsche zonnepanelen, … De bedoeling van dit werkpakket is de bestaande en beschikbare literatuur onder de aanvragers te vervolledigen met documentatie betreffende de prestatie-evaluatie van actieve gebouwen, integratie van de actieve bouwelementen en het ontwerpen van energie-efficiënte architecturale vormen. De literatuur-, norm en casestudies vormen het noodzakelijke uitgangspunt om de volgende projectfase (technologievertaling) aan te kunnen vatten. Ze zorgen voor de nodige algemene theoretische en toepassingsgerichte achtergrond. Het doel van dit werkpakket is tweeërlei. Enerzijds biedt het voor het verdere projectverloop de noodzakelijke theoretische en praktische achtergrond informatie. Anderzijds moet het opzoekingswerk leiden tot een databank van relevante en beschikbare literatuur die op een projectwebsite ter beschikking zal staan van de leden van de gebruikerscommissie en in een later stadium van een ruimer publiek.

29/108


Taak1 (WP3T1): Theoretische en toepassingsgerichte achtergrondinformatie In eerste instantie moet een goed beeld verkregen worden van de huidige stand van de techniek. Een overzicht wordt opgesteld met de focus op: − architecturale aspecten van actieve gebouwen; − bouwkundige aspecten van actieve gebouwen; − energetische gebouweigenschappen; − energieopslagsystemen; − aanwenden van passieve zonne-energie; − aanwenden van actieve zonne-energie (fotovoltaïsch en thermisch); − afgiftesystemen (wand, vloer en plafond); − warmte- en energieomzetting (warmtepomp en μ-WKK); − ventilatie; − voorbeeldprojecten; − overzicht van de bestaande normering omtrent de toegepaste technieken; − actieve gebouwen in de EPB; − beschikbare technieken (productdata en leveranciers). Eveneens moeten voor al de beschikbare technieken voor- en nadelen op gebied van comfort, ecologie, economie en duurzaamheid in het overzicht opgenomen worden. Zodat op basis van deze overzichtstabel een keuze kan gemaakt worden over welke techniek men in welke situatie het best kan toepassen. Resultaat: Een overzicht dat de basistabel vormt die de rest van het project zal invullen. Taak 2 (WP3T2): Literatuur- en informatiedatabank Op de projectwebsite wordt een databank opgebouwd met relevante naslagwerken, artikels, internetadressen, … . De in Taak 1 vermelde punten zijn hiervoor de leidraad. Geïnteresseerde bedrijven kunnen op basis van deze databank gewenste achtergrondinformatie opzoeken. Deze databank is een onderdeel van de “Gids voor actieve gebouwen” dat bij de technologieverspreiding wordt beschreven. Resultaat: Databank actieve gebouwen Deliverables en bezetting 2009

TAAK 10 11 12 1

2

3

4

5

6

7

2010 8

9 10 11 12 1

2

3

4

5

6

7

2011 8

9 10 11 12 1

2

3

4

5

6

7

8

9



ST Lucas

DNI NN ing. T

0,5 0,5 1

NN ing. B

0,5 0,5 1

NN arch.

0,5 0,5 1

VITO

KAHO NN arch.

0,1 0,1 0,2

NN ing.

TOTAAL

NN ing.

0

0

1,6 1,6 3,2

30/108


C.4

WP4: Analyse van parameters voor energie-efficiënte architecturale integratie

Energie-efficiënt bouwen begint reeds met de integratie van het gebouw in zijn ruimtelijke, stedenbouwkundige context. Daarnaast zijn er verscheidene gebouwafhankelijke parameters die de energiezuinigheid van het gebouw beïnvloeden. Het is de bedoeling een duidelijk overzicht te krijgen van al deze parameters die leiden tot energie-efficiënt bouwen. Taak 1 (WP4T1): Analyse van site-afhankelijke parameters Het ontwerp wordt in de eerste plaats beïnvloed door de omgevingsfactoren (de site waarin een gebouw wordt ingeplant). De site biedt door zijn eigenheid bepaalde kenmerken vooraf; het aspect van de ‘genius locus’ de facto. Zo levert een bepaalde site reeds informatie met betrekking tot de zontoetreding. De zonnestraling op het aardoppervlak , de positie van de zon,… hebben hun weerslag op de oriëntatie van een gebouw opdat de ‘gratis’ geleverde zonne-energie optimaal kan worden benut. Met behulp van databanken, zonnekaarten, zonnesimulatoren…kunnen onder meer de beschikbare energie, de beschaduwing door de omgeving of eigen architectuur en dergelijke bij een bepaalde inplanting van een gebouw voor een specifieke plek worden achterhaald. Het is de bedoeling het gebouw zodanig in te planten dat de beschikbare zonne-energie maximaal wordt benut en alle omliggende parameters gekend zijn.

Bron : ‘Shading of daylight openings’. TUE. www.bwk.tue.nl/fago/daylight/shading internet/warmtelicht-architectuurinfo/uitlegframe.html De site is eveneens gelinkt aan een bepaald klimaat; ‘de opeenvolging van de seizoenen op een bepaald punt op de planeet, gekenmerkt door het gemiddelde over 30 jaar van de temperatuur, de neerslag, de windrichting en de windsnelheid’. Ook het klimaat heeft zijn invloed op het gebouwontwerp. Gegevens omtrent het klimaat zijn onder meer terug te vinden in meteorologische instituten. (www.meteo.be, www.worldclimate.com,...) Lichttoetreding en warmte in en rond het gebouw worden versterkt of afgezwakt door het reliëf. Ook het reliëf beïnvloedt het gebouwontwerp. Denken we bijvoorbeeld aan bouwen op of in een helling, in een gebied met wijds, open karakter tegenover bouwen in een versteend gebied met hoge dichtheid.

31/108


Foto:Jan Scherphuis Tevens heeft de vegetatie, begroeiing, beplanting en de samenstelling van het grondoppervlak (weerkaatsing) van een bepaalde site een impact op de zontoetreding in een gebouw; de vegetatie kan een reductie van licht en warmte veroorzaken, wat voordelig, maar ook nadelig kan zijn voor de gebouwde omgeving. Hierbij dient rekening te worden gehouden met onder meer de typologie, kenmerken, lichtdoorlatendheid,…. Ook de invloed van de gebouwde omgeving zal worden onderzocht; deze kan een extra belemmering zijn bijvoorbeeld m.b.t. zontoetreding. Resultaat : checklist met parameters voor energie-efficiënte inplanting van een gebouw Taak 2 (WP4T2): Analyse van gebouwparameters In eerste instantie moet nagedacht worden over de bouwtypologie : volumecompactheid van het gebouw,… Om de beschikbare zonne-energie zoveel mogelijk te benutten moet het gebouw in de eerste plaats zongericht ontworpen worden én dit binnen een context die deze mogelijkheden biedt. De interne organisatie van de ruimtes is al deels bepaald door de oriëntatie van de site. Energie-efficiënt bouwen houdt rekening met passieve benutting van zonne-energie. De gerichte keuze van vorm, grootte en plaats van daglichtopeningen moet leiden tot een optimale daglichttoetreding die rekening houdt met aspecten zoals verblinding, oververhitting,… Ook de keuze van beglazing is een belangrijk aspect in de daglicht- en zonne-energie-toetreding van het gebouw. De invloed van de afwerking van de oppervlakken, zowel binnen als buiten, zal hier ook een rol spelen; heldere vlakken reflecteren meer licht en kunnen licht aldus dieper in de ruimte brengen. Ook de toepassing van lightshelves e.d. dient hierbij onderzocht te worden.

foto: Senternovem: de keen uit Etten Leur en Nieuw Leyden te Leiden. Een energie-efficiënt gebouw-concept omvat dus een geheel van aspecten die onlosmakelijk met elkaar verbonden zijn en zelfs rendabel zijn binnen een daaraan gekoppelde context. Een gebouw dat ontworpen is in een zongerichte context laat actieve benutting van zonne-energie toe, zowel thermisch als fotovoltaïsch. Hiertoe wordt de meest optimale plaats en vorm van panelen bekeken : op, aan, tegen het gebouw, geïntegreerd in de gebouwschil, hellingshoek, belemmering,… en hun impact op de esthetiek van een gebouw (vorm en kleur en dergelijke). Resultaat : Checklist met parameters voor energie-efficiënt gebouwontwerp Deliverables en bezetting

32/108


2009

TAAK 10 11 12 1

2

3

4

5

6

7

2010 8

9 10 11 12 1

2

3

4

5

6

7

2011 8

9 10 11 12 1

2

3

4

5

6

7

8

9



C.5

ST Lucas

DNI NN ing. T

NN ing. B

0

NN arch.

0

VITO

KAHO NN arch.

1 1 2

NN ing.

0

TOTAAL

NN ing.

0

0

1 1 2

WP5: Studie economische gebouwschil

Verschillende initiatieven van de voorbije jaren hebben er voor gezorgd dat het passiefhuis voor vele mensen geen onbekend gegeven meer is. Dit passief huis is, zoals wordt aangehaald in de ‘passiefhuisgids,’ slechts een aanzet tot de ontwikkeling van energieleverende woningen. Het is in die context dat de actieve gebouwen van dit project op de voorgrond treden. Vertrekkend van de toepassingen in het passiefhuis wordt gestreefd naar een optimalisatie van materialen, installaties en constructie in het globale concept van de actieve gebouwen. Dit geldt onder andere voor de samenstelling van de gebouwschil. Waar bij passiefhuizen gestreefd wordt naar een minimaal energieverbruik en een optimaal comfort, zal bij het concept van actieve woningen een nieuw evenwicht ontstaan tussen de investeringskosten in materialen, technische installatie en het terugverdieneffect via eigen energieproductie. Wanneer er moet gestreefd worden naar de meest economische en kwalitatief hoogstaande opbouw van gebouwschil, dan wordt deze studie van materialen, zoals de isolatie en beglazing, een complexer geheel.

Figuur: economische isolatiedikte Taak 1 (WP5T1): Verkenning van het materiaalaanbod Om de verschillende mogelijkheden van opbouw in overweging te nemen wordt een materiaalinventaris opgemaakt. Deze inventaris geeft een overzicht van de verschillende materialen die beschikbaar zijn, hun bouwkundige parameters en milieu-impact. Met “parameters” worden de fysische eigenschappen bedoeld zoals isolerende waarde, maar ook de kennis over de beperkingen in toepassing. RESULTAAT : Databank van geschikte bouwmaterialen, voorbereiding voor werkpakket 10

33/108


Taak 2 (WP5T2): Bepaling van het isolatiepeil. Het K-peil is het peil van de globale graad van warmte-isolatie van het gebouw berekend volgens de norm NBN B62-301. Het economisch en energetisch optimaal isolatiepeil bepalen is echter geen eenvoudige taak. Energieprijzen en subsidies voor energiebesparende maatregelen en groene energie hebben een belangrijke invloed op de berekening. Op dit ogenblik zijn er verschillende methoden ter beschikking om het isolatiepeil van een woning te bepalen. In het kader van dit project kunnen volgende referenties dienen als input voor deze taak, gaande van een ‘minimumeis’ tot de doelstellingen voor een passiefhuis: − energie prestatie regelgeving (EPB) − doctoraat 'Optimisation of extremely low energy residential buildings' ,Griet Verbeeck − passiefhuis ontwerp (PHPP) In dit werkpakket worden de verschillende methoden geanalyseerd en geëvalueerd binnen het kader van het actief huis concept. RESULTAAT : − Vergelijkingsmodel van de methoden om het economisch en/of energetisch optimaal isolatiepeil vast te leggen − Voorstel keuze methode voor Case studie Taak 3 (WP5T3): Mogelijke bouwmethoden en uitvoeringsaspecten De gangbare bouwmethoden voor woningen ,zoals massiefbouw en houtskeletbouw worden onder de loep genomen. Mogelijke voor- en nadelen van de verschillende concepten voor de toepassing in actieve woningen worden geïnventariseerd. Daarnaast is ook de uitvoering van het bouwwerk van zeer groot belang. Ervaring, studies en metingen uit het verleden tonen aan dat een theoretisch berekende kwaliteit van een gebouwschil zeer gevoelig is aan de kwaliteit van de uitvoering. Er zal dus aandacht moeten besteed worden aan de luchtdichtheid, koudebruggen,… Om een goede uitvoering te garanderen is het noodzakelijk dat er details worden opgemaakt voor de moeilijke knooppunten. Deze detailtekeningen kunnen een handig hulpmiddel zijn voor ontwerpers en uitvoerders. Op basis van overleg met het lopende project ‘Bouwdetails in passiefhuis Standaard’ (Presti-5 programma) worden beschikbare detailtekeningen verzameld. Op basis van navraag uit de praktijk, vroegere testen en studies wordt ook een overzicht opgemaakt met mogelijke aandachtpunten voor de uitvoerder op de werf. In werkpakket 12 (casestudie) worden deze aandachtspunten getoetst en door terugkoppeling aangevuld en geoptimaliseerd. Het resultaat wordt dan verwerkt in de ‘Gids voor actieve gebouwen’ zodat het beoogde doelpubliek bereikt wordt. RESULTAAT : − Opsomming van de voor- en nadelen van de verschillende bouwmethoden − Inventaris van beschikbare detailtekeningen per bouwmethode − Overzicht mogelijke aandachtspunten en uit te voeren tests voor de uitvoerder Deliverables en bezetting

34/108


TAAK

2009 10 11 12 1

2

3

4

5

6

7

2010 8

9 10 11 12 1

2

3

4

5

6

7

2011 8

9 10 11 12 1

2

3

4

5

6

7

8

9

Werkpakket 5 W5-Taak 1 W5-Taak 2 W5-Taak 3

TAAK (in aantal mm) Werkpakket 5 W5-Taak 1 W5-Taak 2 W5-Taak 3 TOTAAL

C.6

ST Lucas

DNI NN ing. T

NN ing. B

0

0,5 0,5 1 2

NN arch.

VITO

KAHO NN arch.

0

NN ing.

0

TOTAAL

NN ing.

1 1

0

0,5 0,5 2 3

WP6: Energetische gebouwkarakteristieken

Bij het ontwerp van een actief gebouw moet het evenwicht tussen energieproductie en energieconsumptie voorop staan. Om een goed beeld te krijgen van de verhouding tussen deze energieproductie en energieconsumptie moet een belastingsduurkromme van het actieve gebouw kunnen opgesteld worden (voorbeeld zie figuur). Deze belastingsduurkromme geeft aan hoeveel uren, cumulatief per jaar een bepaal vermogen nodig is. In het voorbeeld is deze opgesteld voor een passieve woning (links het vermogen voor verwarming, rechts dit voor koeling), naast de energiebehoeft geeft deze kromme ook aan welk installatiecomonent het verwarming-/koelvermogen levert. Een gelijkaardige curve wordt in dit werkpakket opgesteld voor energieleverende woningen, aangevuld met de energieproductie van de betreffende installatiecomponenten. Deze grafiek zal dan een tijdsafhankelijke beschrijving geven van zowel het energieverbruik als de energieproductie van een actieve woning.

Figuur: Voorbeeld belastingsduurkromme voor passieve woning Voor het opstelen van deze belastingsduurkromme zijn gegevens vereist uit voorgaande werkpakketten (WP4 en WP5). Volgende basisgegevens zijn essentieel: − U-waarden; − oppervlaktes;

35/108


− K-peil; − gebouwfunctie; − locatie en oriëntatie; − …. Bijkomend zijn er specifieke gegevens van de actieve bouwelementen vereist: − Thermische zonnecollector; − fotovoltaïsche zonnecollector; − PVT-combinatie(lucht en water); − Oriëntatie; − ligging; − …. Ook de inbreng van de mogelijke technieken moet mee genomen worden voor het opstellen van deze curve: − warmtepompconcepten: Sanitair warm water; verwarming; − HR-WTW-installatie; − PV-installatie; − …. Voorgaande gegevens moeten als input dienen voor berekeningen en simulaties met resultaat: − warmteverlies − warmteaanwinst; − energieverbruik: transmissie; ventilatie − energie productie; Dit werkpakket is er dan ook op gericht om met voorgaande gegevens en berekeningen een belastingsverloop van een actieve woning te kunnen opstellen Resultaat: Het belastingverloop op jaarbasis Deliverables en bezetting TAAK

2009 10 11 12 1

2

3

4

5

6

7

2010 8

9 10 11 12 1

2

3

4

5

6

7

2011 8

9 10 11 12 1

2

3

4

5

6

7

8

9

Werkpakket 6

NN ing. T

Werkpakket 6 TOTAAL

C.7

ST Lucas

DNI

TAAK

NN ing. B

3 3

NN arch.

0

NN arch.

0

VITO

KAHO NN ing.

0

TOTAAL

NN ing.

0

0

3 3

WP7: Inventaris van softwarepakketten voor BIM

Het complexe ontwerpproces van Actieve Gebouwen vraagt een nieuwe aanpak voor procesorganisatie, gegevensbeheer, communicatie en coördinatie. Daarmee ontstaat de noodzaak om

36/108


passende software-tools te kiezen. De initiële meerkost wordt gecompenseerd door duidelijke besparingen en een kwaliteitsverbetering tijdens de ontwerp-, uitvoerings- en gebruiksfase. Building Information Model Uit recent wetenschappelijk onderzoek en voorbeeldprojecten o.a. in Noorwegen, Finland en de Verenigde Staten blijkt, dat het gebruik van een “Building Information Model” (BIM) hier een oplossing kan bieden. Een BIM is een “intelligent” 3-D model van het gebouw, waar elk bouwdeel (object) niet alleen informatie over zijn grafische representatie bevat, maar ook bv. materiaaleigenschappen, functie in het gebouw en parametrische afhankelijkheden. Het BIM kan gedurende de volledige levensduur van een gebouw door alle betrokken partijen gebruikt worden voor beheer en uitwisseling van alle gebouwgerelateerde informatie. Beginnend van een nog eerder ruwe modellering van het gebouw tijdens het voorontwerp ontstaat parallel met de vooruitgang van het project een meer en meer gedetailleerd model van gebouw en technieken. Alle leden van het projectteam vullen het model aan met hun taakspecifieke informatie en kunnen gebruik maken van de al door de anderen toegevoegde informatie. Zodra bv. de architect een voorontwerp gemaakt heeft, kan een ingenieur deze informatie gebruiken voor een eerste schatting van de energieprestatie van het gebouw. Resultaten van deze berekeningen kunnen door de architect onmiddellijk gebruikt worden voor een optimalisatie en verdere detaillering van zijn ontwerp. Dit leidt tot veel minder fouten en informatieverlies, een belangrijke tijdsbesparing en een duidelijk betere ontwerpen uitvoeringskwaliteit. Voorbeeldprojecten tonen een kostenbesparing van ongeveer 20 % bij gelijktijdig betere kwaliteit en een kortere bouwtijd aan. Ook de bouwheer heeft enorme voordelen door BIM: tijdens het hele bouwproces kan hij de evolutie van het gebouw ook virtueel volgen, bij oplevering krijgt hij samen met het gebouw een BIM met alle voor gebruik en onderhoud van het gebouw nodige informatie in een gebruiksvriendelijke, gestructureerde vorm. Het gebruik van een BIM in dit project heeft een meervoudig nut: Het is niet alleen de meest efficiënte werkwijze voor het ontwerp van ons eigen voorbeeldgebouw, maar op het einde van het project is er een BIM van het gebouw beschikbaar als voorbeeld voor bedrijven, als vertrekpunt voor verder onderzoek en ook voor onderwijs. Dit is zeer belangrijk voor de kennisverspreiding: wij denken hier o.a. aan een virtueel bezoek van het gebouw via de projectwebsite, maar ook online-toegang tot de meetgegevens gelinkt aan een visualisatie op basis van het gebouwenmodel behoort tot de mogelijkheden. Maar

er zijn talrijke factoren, die uitmaken of deze aanpak een succes of een mislukking voor een concreet bouwproject wordt. Het pure gebruik van om het even welke BIM-tool op zich volstaat zeker niet. Uitgaande van het basisprincipe, dat de gegevens centraal moeten staan (“data centric approach”) samen met een voldoend nauwkeurige beschrijving van het ontwerpproces, kunnen de software-tools gekozen en de beste werkwijze bepaald worden.

37/108


Bron: www.iai.no/idm/ Industry Foundation Classes Wij kiezen voor de “Industry Foundation Classes” (IFC 2x3) als basis voor gegevensuitwisseling. Deze door de “Industry Alliance for Interoperability” (IAI) ontwikkelde open standaard (ISO 16739) laat een vrije keuze van de meest geschikte tools voor elke deeltaak toe en waarborgt de toegankelijkheid van de informatie ook nog binnen 10 jaar. Information Delivery Manual Voor de nodige analyse en optimalisatie van het ontwerpproces kan de Information Delivery Manual (IDM) methodologie, ontwikkeld van de Noorse buildingSMART initiatief (Norwegian IAI chapter), gebruikt worden. Zij bouwen voort op werk van de “Building Lifecycle Interoperable Software (BLIS) initiative”, die “Use Cases” ontwikkelde om de correcte implementatie van de IFC door softwareproducenten voor verschillende toepassingen te testen. Use-Cases werden met succes toegepast op bijvoorbeeld koppeling / integratie van het architectuurmodel en installaties (HVAC design, thermal load calculations). Het Information Delivery Manual (IDM) bestaat uit: 1. Process Map (PM): in kaart brengen van de deeltaken, hun volgorde en eventuele terugkoppeling. 2. Exchange Requirement (ER): beschrijving van de uit te wisselen gegevens. Voor elke deeltaak wordt een overzicht gemaakt van alle nodige inputgegevens en alle voor andere deeltaken relevante resultaten.

38/108


3. Functional Part (FP): Detailbeschrijving van de gegevens, tot op het niveau van softwarespecificatie. In dit werkpakket wordt met behulp van de IDM-methode, een eerste analyse van de specifieke noden voor het ontwerp van Actieve Gebouwen gemaakt. Getest en verder uitgewerkt wordt dit in het werkpakket “Case Studie”. De leden van de GC worden hierbij nauw betrokken, zowel voor hun ervaring met SW-tools, alsook waar reeds mogelijk voor het inzetten van nieuwe tools in hun dagelijkse praktijk. Een verder belangrijke aspect is het beheer, de toegankelijkheid en de veiligheid van de gegevens voor een over meerdere locaties verspreid projectteam. De optimale oplossing lijkt hier een directe communicatie van de softwaretools met een IFC Model Server via beveiligde internetverbinding (VPN). Belangrijke voordelen zijn o.a. een intelligente data-handling (werken met deelmodellen en “views”) en het beheer van versies en toegangsrechten. Volgende Software-Tools komen zeker in aanmerking (lijst aan te vullen in de eerste fase van dit WP): − Voor opbouw en handling van BIM (met IFC 2x3 import en export): REVIT Architecture en MEP, ArchiCAD − Energieprestatie, gebouwsimulatie: TRNSYS, EnergyPlus, Virtual Environment, Riuska − Installaties: REVIT MEP, DDS, RoCAD − IFC Model server: Jotne, EuroStep, SeCom Resultaten: − Initiële beschrijving van het ontwerpproces (IDM: PM, EX) − Keuze softwaretools − Ondersteuning van de andere WP’s: “Project information manager”-functie Deliverables en bezetting 2009

TAAK 10 11 12 1

2

3

4

5

6

7

2010 8

9 10 11 12 1

2

3

4

5

6

7

2011 8

9 10 11 12 1

2

3

4

5

6

7

8

9

Werkpakket 7

TAAK

ST Lucas

DNI NN ing. T

NN ing. B

NN arch.

Werkpakket 7 0

0

0

VITO

KAHO NN arch.

NN ing.

2 2

TOTAAL

NN ing.

0

0

2 2

39/108


Technologievertaling C.8

WP8: Aanwenden van passieve zonne-energie

Dit werkpakket wil de algemene kennis met betrekking tot passieve zonne-energie, verworven in de verkenningsfase, toepassen op een actief gebouw. Instraling van zonnewarmte beperkt de verwarmingsbehoefte van een gebouw in het stookseizoen. In ons bewolkte land is er ’s winters helaas weinig zonnestraling beschikbaar. Onoordeelkundig geconstrueerde gebouwen met veel glas verkleinen daardoor ’s winters niet zozeer de warmtebehoefte, maar verhogen ‘s zomers vooral de koelbehoefte. Bijgevolg is een belangrijk aandachtspunt bij passieve zonne-energie dan ook het realiseren van een goed comfort in het gebouw gedurende het hele jaar.

Bron: Presentatie ECN Taak 1 (WP8T1): Simulatie van zonlicht en evaluatie zonne-energietoetreding Hiertoe zullen tools worden gehanteerd voor simulatie van zonlicht waaruit de invloed van daglichttoetreding en de warmte, afkomstig van de zontoetreding, in de ruimte kan worden afgeleid. Hierbij wordt eerder gedacht aan 3D-modellen die het mogelijk maken op een korte termijn het ontwerp te analyseren, aanpassingen uit te voeren en te evalueren. Bovendien biedt de 3D-studie de mogelijkheid een correcter beeld te krijgen van tegelijkertijd daglichttoetreding en energietoetreding. Dit in tegenstelling tot de klassieke 2D-aanpak waarbij de ontwikkeling van het bouwconcept over langere termijn gespreid is en minder nauwkeurigere informatie gegenereerd wordt. Daarnaast zullen in deze taak algemene regels, zoals die zijn vastgelegd bijvoorbeeld in de EPBregelgeving, in het PassiefHuisProjecteringsPakket,…e.a. getoetst worden aan de resultaten uit nauwkeurigere berekeningen van de zonne-energietoetreding. Taak 2 (WP8T2): Constructie-elementen in relatie tot passieve zonne-energie Beglazing, zonwering en gebouwenmassa zijn onderdelen die de benutting van passieve zonne-energie beïnvloeden.

40/108


Vooral de glaseigenschappen bepalen hoeveel warmte en licht de woning binnen komt. Glas dat beter isoleert laat minder zonnewarmte en daglicht toe; deze glaseigenschappen komen tot uiting in respectievelijk de zontoetredingsfactor en de lichttoetredingsfactor. Vaste of regelbare zonweringsystemen zijn onmisbaar om in de zomer te hoge temperaturen te vermijden. Tenslotte bepaalt de thermische massa van de gebouwenconstructie hoeveel energie kan opgeslagen worden om deze op een later tijdsstip terug af te staan aan de omgeving. Er wordt een inventaris gemaakt van de materialen, keuze van beglazing en mogelijke zonweringssystemen. Een belangrijk aspect hierbij is de input die deze elementen leveren voor warmte-energiebalansberekening van de woning. Resultaat : Hieruit kunnen richtlijnen voor de ‘goede praktijk’ worden getrokken. Wij denken hierbij aan het bepalen van wat er moet berekend worden, het bepalen van de nodige inputparameters, het opstellen van een vereenvoudigd model voor de voorontwerpfase, het aanwenden van tools voor detailberekening en van voorbeelden van goede uitvoering (raamopeningen, beglazing, zonwering, thermische massa in het gebouw, PCM materialen,…) Deliverables en bezetting TAAK

2009 10 11 12 1

2

3

4

5

6

7

2010 8

9 10 11 12 1

2

3

4

5

6

7

2011 8

9 10 11 12 1

2

3

4

5

6

7

8

9

Werkpakket 8 W8–Taak 1 W8–Taak 2

TAAK (in aantal mm) Werkpakket 8 W8–Taak 1 W8–Taak 2 TOTAAL

C.9

ST Lucas

DNI NN ing. T

NN ing. B

0

NN arch.

1 1

VITO

KAHO NN arch.

1,5 0,5 2

NN ing.

0

TOTAAL

NN ing.

1 1

0

0 1,5 2,5 4

WP9: Actieve systemen

Voor de voortgang van het project is het noodzakelijk om de toepasbare installatiecomponenten te selecteren, die de meeste kans hebben om in reële situaties gebruikt te worden. Deze moeten worden doorgerekend en getest waardoor hun bruikbaarheid wordt aangetoond. Tegelijkertijd wordt de dimensioneringsmethode op punt gesteld. Een gevalideerd simulatiemodel maakt een analyse van de prestaties mogelijk. Taak 1 (W9T1): Selectie van de meest haalbare technieken Op basis van economische, energetische (E-peil) en ecologische criteria worden de meest haalbare installatiecomponenten voor toepassing in een actieve woning uit werkpakket 1 geselecteerd. Als belangrijkste selectieparameter wordt gewerkt met het E-peil, zo worden vooral deze technieken geselecteerd die een positieve invloed hebben op het E-peil (Zie figuren).

41/108


Figuur: Keuze tussen ketel of warmtepomp.

Figuur: Selectie van het ventilatietype.

Deze technieken zullen de basis vormen voor het verdere verloop van het installatiegedeelte van het project. Het is vanzelfsprekend dat er op zoek wordt gegaan naar systemen met een brede toepasbaarheid. Ook moet er oog zijn voor een zo eenvoudig mogelijke uitvoeringsvorm van het concept omdat dit natuurlijk samenhangt met de economische toepasbaarheid. Na de selectie van de haalbare technieken ontstaan een aantal mogelijke combinaties die toepasbaar zijn in een actief gebouw. Resultaat: Installatieschema’s voor actieve gebouwen (voorbeeld, zie figuur )

Figuur: Voorbeeldinstallatieschema. Taak 2 (WP9T2): Simulatie van de haalbare technieken Van verscheidene technieken zijn reeds simulatiemodellen opgesteld en simulaties uitgevoerd in voorgaande porjecten. Met name het IWT-HOBU-project 980095: “Zonneboilers”, IWT-HOBUproject: “Thermische zonne-energie, warmteterugwinning en warmtepomp als verwarmings- en/of

42/108


koelconcept in residentiële gebouwen” en IWT-HOBU 2002-project: “Gebalanceerde en stuurbare ventilatiesystemen voor een gezond binnenklimaat in woningen, appartementen en schoolgebouwen met een zo laag mogelijk energieverbruik”. In de eerste plaats moeten deze modellen nagekeken worden op hun relevantie en toepasbaarheid binnen dit project. Vervolgens moeten deze aangepast worden voor gebruik binnen het project. Voor de overige installatiecomponenten, dient een model opgesteld te worden in het beschikbare simulatiepakket (Trnsys, E+ of matlab). Als werkingsvoorwaarden wordt de referentie woning vooropgesteld en de meteorologische condities van een Test Reference Year (TRY). Om tot een eindontwerp te komen zal gebruik worden gemaakt van componenten en materialen die werkelijk op de markt worden aangeboden. Dit is noodzakelijk om in een volgende fase de gedimensioneerde installatie aan te kopen en ook werkelijk te bouwen. Installatiecomponenten die in deze taak zeker aan bod moeten komen zijn de volgende: − PVT-zonnecellen (zowel met lucht als water als warmtedragend medium); − Warmteopslag aan de primaire zijde van de warmtepomp. Resultaat: Opbrengst, rendement,… van de verschillende installatiecomponenten Taak 3 (WP9T3): Meetopstelling van de haalbare technieken Het is van belang om op ieder moment de resultaten van berekeningen, simulaties te kunnen toetsen aan de werkelijkheid. Hiervoor dienen een aantal metingen uitgevoerd te worden. Zoals in voorgaande taak zijn op verscheidene technieken reeds metingen uitgevoerd in voorgaande projecten. In de eerste plaats moeten deze metingen nagekeken worden op hun relevantie en toepasbaarheid binnen dit project. Vervolgens moeten metingen uitgevoerd worden op de resterende installatiecomponenten. Installatiecomponenten die in deze taak zeker aan bod moeten komen zijn de volgende: − PVT-zonnecellen (zowel met lucht als water als warmtedragend medium); − Warmteopslag aan de primaire zijde van de warmtepomp. Voorbeelden van metingen die uitgevoerd/opgezocht moeten worden: − vermogensafgifte van de afgiftesystemen bij een aanvoertemperatuur, ; − prestatiefactor van omvormer; − Energielevering van actieve en passieve zonnesystemen; − reactietijden en dynamica; − opslagcapaciteit; − ….

constante

ruimte-

en

Resultaat: Basismodellen voor toepassing in werkpakket 10 Taak 4 (WP9T4): Dimensioneringsmethoden voor de haalbare technieken Ontwerpers, installateurs,… hebben nood aan bruikbare ontwerpberekeningen van de mogelijke installatiecomponenten op zich, maar ook van de volledige installatie. Deze taak bestaat er dan ook in, de bestaande berekeningsmethoden van de componenten te inventariseren en te combineren tot 1 geheel. De ontwerper moet na het invullen van de basisgegevens alle nodige gegevens van de verschillende componenten bekomen.

43/108


Deze basisgegevens zijn terug te vinden in werkpakket 3 en 4. Mogelijke berekeningsmethoden zijn weerom te vinden in voorgaande projecten en moeten worden nagekeken op hun relevantie binnen het concept “actieve gebouwen”. Voor de resterende componenten moet de gepaste methodiek opgezocht/opgesteld worden. Het opstellen van een rekenblad, waarin deze dimensioneringsmethoden verwerkt zitten, gecombineerd zijn en dat makkelijk bruikbaar is door alle mogelijke ontwerpers van een actieve woning is dan ook een must. Resultaat: Berekeningstool voor actieve gebouwen Deliverables en bezetting 2009

TAAK 10 11 12 1

2

3

4

5

6

7

2010 8

9 10 11 12 1

2

3

4

5

6

7

2011 8

9 10 11 12 1

2

3

4

5

6

7

8

9

Werkpakket 9 W9-Taak 1 W9-Taak 2 W9-Taak 3 W9-Taak 4

TAAK (in aantal mm) Werkpakket 9 W9-Taak 1 W9-Taak 2 W9-Taak 3 W9-Taak 4 TOTAAL

ST Lucas

DNI NN ing. T

NN ing. B

1 1 1 1 4

NN arch.

0

0

VITO

KAHO NN arch.

NN ing.

0

TOTAAL

NN ing.

0

0

1 1 1 1 4

C.10 WP10: Studie van energieopslagsystemen Warmteopslag maakt het verschil… Warmteopslag is een essentieel onderdeel in de installatie van een brede range aan innovatieve en hernieuwbare energiesystemen in actieve gebouwen: van zonnecollectoren tot biomassa, van (micro-) WKK tot warmtepompen. Warmteopslag is een “instaatstellings”-technologie, zonder dewelke, innovatief en hernieuwbaar energiegebruik beperkt of zelfs niet mogelijk zou zijn in actieve gebouwen. Warmteopslag is meestal onzichtbaar en verborgen, maar zeer cruciaal in het concept en de werking van innovatieve energiezuinige en hernieuwbare systemen in de actieve gebouwen. Warmte opslaan is veel makkelijker te realiseren dan het opslaan van elektriciteit. Toepassingen werden reeds duizenden jaren terug ontwikkeld. De beschikbare technologieën voor warmteopslag zijn zeer divers, en gaan van warm watertanks over PCM-systemen en sorptieopslag tot ondergrondse opslag. Warmteopslag in actieve gebouwen De beschikbaarheid van performante innovatieve thermische opslagsystemen met mogelijkheid tot lange én korte termijnopslag heeft een relatief onzichtbare, doch behoorlijk essentiële rol in een slim energiesysteem voor actieve gebouwen.

44/108


Warmteopslag is onontbeerlijk naast elektriciteitsopslag in een intelligent energienetwerk voor een actief gebouw. Als beste voorbeeld kan de eenvoudige energiehuishouding van een particuliere woning aangehaald worden. De makkelijkste manier om het energieverbruik te spreiden is door gebruik van thermische opslag voor sanitair water, verwarming,… Andere verbruikers met belangrijke thermische component zijn tevens mogelijke energiespreiders zoals wasmachine, vaatwasser, koelkast en diepvries. De warmtepomp laat eveneens toe om elektriciteit te bufferen als warmte. Of WKKsystemen kunnen rendabel draaien mits geschikte warmtebuffer, koppeling met brandstofcellen en stirlingmotoren verhogen diens efficiëntie, … Taak 1 (WP10T1): Literatuurstudie rond de relevante thermische opslagsystemen Uitgaande van een literatuurstudie, aangevuld met bijkomende info van Europese projectresultaten en recente wetenschappelijke publicaties, wordt een overzicht gemaakt van beschikbare systemen voor thermische opslag (vloeistoffen, PCM’s, thermo-chemische opslag, sorptietechnieken, bodemopslag). Verder wordt geanalyseerd of het opslagsysteem zich situeert in een onderzoeksfase, demonstratiefase of marktrijp is. RESULTAAT : Schematisch overzicht (commercieel) beschikbare thermische opslagtechnologieën Taak 2 (WP10T2): Selectie van mogelijke thermische opslagsystemen voor actieve gebouwen Een aantal opslagsystemen zijn geschikt voor integratie in een actief gebouw, andere systemen zijn minder geschikt (vb hoog temperatuurtraject, milieuproblematiek, veiligheidsproblematiek). In deze taak wordt uitgaande van de literatuurstudie een keuze gemaakt van thermische opslagsystemen die mogelijks toegepast kunnen worden in de actieve gebouwen. RESULTAAT : Een lijst van opslagtechnieken geschikt voor integratie in een actief gebouw Taak 3 (WP10T3): Bepaling van de karakteristieken van de geselecteerde thermische opslagsystemen Om integratie in een actief gebouw mogelijk te maken is het van belang om een zicht te hebben op de eigenschappen en karakteristieken van de geselecteerde opslagsystemen. De informatie wordt verzameld uit de verzamelde literatuur. Belangrijke detailkarakteristieken aangaande thermische opslag zijn : − Temperatuurtrajecten (met inbegrip van stabiliteit en hysteresis,…) − Haalbare opslagrendementen − Hydraulische integratiemogelijkheden − Reactietijden en dynamische respons − Levensduur − Kostprijs RESULTAAT : Technische fiche per geselecteerde thermische opslag Taak 4 (WP10T4): Keuze van thermisch opslagsysteem voor het energieconcepten van de casestudie

45/108


Rekening houdend met het geselecteerde energieconcept voor het actieve gebouw (nieuwbouw en/of renovatie) en de gewenste flexibiliteit naar het thermische comfort en het elektriciteitsnet wordt een selectie gemaakt van een mogelijk thermisch opslagsysteem. RESULTAAT : Thermisch opslagsysteem geschikt voor integratie in de casestudie Taak 5 (WP10T5): Mogelijkheden voor warmteopslag in de gebouwenmassa, fundering of onder de fundering Zoals reeds aangehaald bij passieve zonne-energie, kan een deel van de warmte die geleverd wordt tijdens de dag, opgeslagen worden in bvb de wanden van het gebouw. ’s Nachts, wanneer de temperatuur daalt, geven de wanden deze warmte terug af. Deze energie-opslag in het gebouw zelf vergt een voldoende massa. Wanneer deze massa niet gevonden wordt in de structuur van de bovenbouw en dus als extra massa wordt voorzien betekent dit automatisch een zwaardere structuur en dus een ondoelmatig materiaalgebruik. Dit leidt tot grotere en zwaardere funderingssystemen. Een alternatief bestaat erin de warmte op te slaan in of onder de fundering. Aangezien het beton in funderingen een duidelijk grotere sterkte en stijfheid heeft dan de onderliggende grond kan men in principe beton uitsparen en vervangen door materialen met een hogere warmteopslagcapaciteit. Bovendien krijgt de fundering een extra functie: naast haar structurele functie maakt zij ook wezenlijk deel uit van de warmteopslagcapaciteit van het gebouw. Zelfs een beperkte meerkost van de fundering is te verantwoorden in functie van een terugverdieneffect. Binnen de doelgroep van de woningen komen in eerste instantie de “traditionele” ondiepe funderingstypes, al dan niet in combinatie met een beperkte grondvervanging van de aanwezige grond door aanvulzand, gestabiliseerd zand, ….. in aanmerking als te bestuderen en te optimaliseren funderingstypes binnen het kader van warmte-opslag. Concreet betreft het een uitwerken van een optimaal funderingsconcept als een combinatie van de structurele functie en de warmteopslag voor volgende funderingstypes in gebouwen: − fundering op zolen; − fundering op zolen in combinatie met grondvervanging; − plaatfundering; − plaatfundering in combinatie met grondvervanging; − kelder; − kelder in combinatie met grondvervanging. Vanuit de rekenregels die worden geformuleerd in Eurocode 2 voor de inwendige dimensionering van de wapening van het betonnen funderingsmassief en vanuit de rekenregels in Eurocode 7 voor het geotechnisch ontwerp van funderingen moet voor een typische zandgrond, leemgrond en kleigrond voor elk van de 6 bovenstaande funderingsscenario’s worden nagegaan wat de warmteopslagcapaciteit van de fundering is. In het geval van de grondverbetering moet ook de warmtecapaciteit van de vervangende materialen, met inbegrip van lichte aanvulmaterialen, zoals bvb. geëxpandeerde kleikorrels, …, worden nagegaan en in het ontwerp worden meegerekend. Het is hierbij de bedoeling te komen tot een rekenprocedure waarbij men in functie van het grondonderzoek uiteindelijk een fundering vindt die de veiligheidseisen van Eurocode 2 en Eurocode 7 combineert met een optimale warmte-opslag. Bijkomende onderzoekstaken omvatten het ontwerp van de fundering zodat de massa toegankelijk is voor inspectie en eventuele vervanging, zonder risico’s voor de standzekerheid van de fundering en de

46/108


bovenbouw. Tenslotte moet ook onderzoek worden uitgevoerd naar methodes om eventueel de stijfheid van deze aanvulmaterialen in te calculeren in de structurele stijfheid van de funderingselementen. Dit kan gebeuren door een consequente parameterstudie met behulp van de eindige elementenmethode, bvb. met behulp van het eindig elementenprogramma Plaxis. De onderzoeksgroep beschikt hiervoor over licenties voor het uitvoeren van berekeningen in een 2dimensionele vlakvervormingstoestand en in een volledige 3-dimensionele toestand. De onderzoeksgroep kan verder bouwen op de resultaten van een masterproef in 2006 – 2007 waarbij een eenvoudige meetopstelling werd opgebouwd voor het meten van de warmtegeleidbaarheid en de warmtecapaciteit van grondachtige materialen. Het gebruik van de gebouwenmassa kan ook actief gegenereerd worden. Betonkernactivering is een techniek waarbij (voornamelijk de vloeren) door middel van een ingebracht leidingsysteem waarin verwarmd/gekoeld water wordt getransporteerd verwarmd en gekoeld worden. Deze techniek wordt reeds veelvuldig toegepast in kantoorgebouwen. Het verschil met een traditioneel vloerverwarmingsysteem is dat de watervoerende leidingen bij betonkernaktivering zijn opgenomen in het constructieve bouwelement en niet in de deklaag. Betonkernactivering is een traag werkend systeem met een grote thermische buffer. Doordat de leidingen in het element geplaatst zijn en een grote massa aanwezig is, kan koude of warmte opgeslagen worden, om op een later tijdstip weer vrij te geven. Het ontladen van de massa gebeurt van zodra een thermische belasting in het gebouw ontstaat. Het afgegeven vermogen wordt automatisch groter wanneer het temperatuursverschil tussen de ruimte en het betonoppervlak groter wordt. Dit zelfregelende effect is één van de voordelen van het systeem. In dit werkpakket wordt nagegaan of het principe van betonkernactivering rendabel is voor woningbouw. Resultaat: − Afbakening van de mogelijkheden van energieopslag in de gebouwenmassa of onder de fundering − Uitwerken van een optimaal funderingsconcept voor woningen als een combinatie van de structurele functie en de warmteopslag − Rendabiliteit van betonkernactivering voor woningbouw Taak 6 (WP10T6): Gebruik van PCM in bouwmaterialen Phase Change Materials of kortweg PCM zijn materialen die bij verandering van fase veel warmte opnemen (smelten) of afgeven (stollen) aan de omgeving, terwijl de temperatuur van het materiaal niet verandert. Deze materialen zijn zo ontworpen dat de faseovergang binnen een specifiek temperatuurgebied plaatsvindt (meestal 23-26°C). Deze PCM worden reeds toegepast in gipsplaten (bvb Micronal© ). Het gips van de gipsplaten wordt gebonden met ongeveer 20 % toeslagstof van zeer kleine waskogeltjes (parafine). Voor de faseovergang van de parafine is veel warmte nodig. De warmte wordt daardoor in het materiaal opgenomen en opgeslagen. Een element dat met dergelijke platen is bekleed, kan het equivalent aan warmte opslaan van een 115 mm dikke kalkzandsteenwand. Er wordt nagegaan welke bouwmaterialen reeds commercieel beschikbaar zijn en wat hun effect is op de warmtehuishouding in de woning in functie van de tijd. Eventueel kunnen nieuwe mogelijke toepassingen gedefinieerd worden in samenwerking met bedrijven die PCM leveren. Resultaat: Commercieel beschikbare toepassingen en nieuwe mogelijkheden definiëren voor het gebruik van PCM in bouwmaterialen

47/108


Deliverables en bezetting 2009

TAAK 10 11 12 1

2

3

4

5

6

7

2010 8

9 10 11 12 1

2

3

4

5

6

7

2011 8

9 10 11 12 1

2

3

4

5

6

7

8

9

Werkpakket 10 W10-Taak 1 W10-Taak 2 W10-Taak 3 W10-Taak 4 W10-Taak 5 W10-Taak 6

TAAK Werkpakket 10 W10-Taak 1 W10-Taak 2 W10-Taak 3 W10-Taak 4 W10-Taak 5 W10-Taak 6 TOTAAL

ST Lucas

DNI NN ing. T

0,225 0,225 0,225 0,225 0,225 1 2,125

NN ing. B

1,125 1,125

NN arch.

0

VITO

KAHO NN arch.

NN ing.

0

TOTAAL

NN ing.

0

0,25 0,25 0,25 0,25 0,5 0,5 2

0,475 0,475 0,475 0,475 0,725 2,625 5,25

C.11 WP11: Integratie van de actieve elementen in het gebouw Op basis van een uitgebreide verkenning werden in een aantal werkpakketten reeds een reeks technologievertalingen verduidelijkt. Aan de hand van deze vertalingen zullen weloverwogen energetisch voordelige systemen en concepten worden aangereikt. Dit werkpakket gaat nog een stap verder en heeft tot doel deze architecturaal en energetisch geïnspireerde vormen om te zetten naar bouwtechnisch correct uitvoerbare constructie-elementen. Taak1 (WP11T1: Integratiestudie met betrekking tot de fundering en de structuur Eén van de te verkennen onderwerpen is de opslag van energie in de fundering. Door de integratie van dit systeem in de bouwkundige structuur zullen ongetwijfeld vragen omtrent uitvoering en stabiliteit opduiken. Er ligt een uitdaging in het bestuderen van het praktisch aspect om deze methode veilig te integreren in bouwmaterialen en andere bouwkundige knelpunten bij de uitvoering ervan op te sporen. Het streven naar geschikte oplossingen en maatregelen voor de gedetecteerde problemen vormt dan ook het grootste onderdeel van de studie binnen dit takenpakket. Resultaat: Overzicht van knelpunten bij de integratie in de fundering en de bijhorende oplossingen en aandachtspunten voor de uitvoering. Taak 2 (WP11T2): Integratiestudie van zonnesystemen in daken Het integreren van zonnesystemen (thermisch en foto-voltaïsch) in daken vereist een grondige studie van de dakstructuur en –opbouw. Om maximaal rendement te halen zullen bovendien nieuwe dakvormen worden geïntroduceerd die een grondige studie vereisen. Zonnepanelen vormen nu een structureel onderdeel van het dak, moeten de aangrijpende belastingen weerstaan, de waterdichtheid verzekeren en het hemelwater efficiënt afvoeren. Daarnaast zullen ook nieuwe bouwfysische eisen aan

48/108


dergelijke dakstructuren gesteld worden. Al deze aspecten dienen bestudeerd te worden en leiden tot de formulering van uitvoeringstechnische aanbevelingen. Resultaat: Opsomming van uitvoeringstechnische aanbevelingen voor de integratie van zonnesystemen in daken. Taak 3 (WP11T3): Integratiestudie voor gevels en binnenmuren De integratie van zonnesystemen is niet alleen van toepassing bij daken, maar biedt ook mogelijkheden voor gevelsystemen. Hierdoor kunnen kosten voor alternatieve materialen worden uitgespaard. De panelen kunnen in de vorm van een waterdichte gevel worden gemonteerd, of als onderdeel van de gevel dienen. Deze verschillende manieren van integratie vragen verder onderzoek naar enerzijds correcte bouwtechnische aansluiting met het overige deel van de gebouwschil. Anderzijds moet er ook gekeken worden op welke manier deze gevelelementen kunnen verwezenlijkt worden zonder in te boeten aan de hoge bouwfysische eisen voor de gebouwschil. Tot slot moet er ook een studie uitgevoerd worden die aandacht schenkt aan de stabiliteit van de gevelelementen en nagaat hoe het rendement evolueert bij deze specifieke toepassing. Zo zal het noodzakelijk verticaal plaatsen van de panelen in de gevel een uitgesproken invloed hebben op het rendement wat aanleiding geeft tot een economische doorlichting van deze toepassing. Naast de zonnesystemen moeten ook de eerder vermelde PCM’s voor warmteopslag bekeken worden in functie van hun integratie in de gevel en de binnenmuren. De manier en hoeveelheid PCM’s die kunnen gebruikt worden in onder andere pleistermateriaal vormen een belangrijk studieobject. Hierbij moet gekeken worden naar het rendement op een manier waarbij theorie en uitvoering elkaar zo exact mogelijk benaderen. Resultaat:

− Beschrijving van de eigenschappen van de gevelelementen op gebied van stabiliteit en bouwfysica in vergelijking met de overige gebouwschil. − Overzicht van uitvoeringstechnische aanbevelingen voor integratie van gevelelementen. − Begrenzende tabel die een verband weergeeft tussen het rendement van PCM’s met de daaraan gekoppelde noodzakelijke uitvoeringsvoorwaarden.

Taak 4 (WP11T4): Integratiestudie bij vloerplaten Wanneer geopteerd wordt voor een integratie van een systeem in de vloerplaat is ook hier verdere studie vereist. Zo kan bijvoorbeeld betonkernactivering beperkingen opleggen voor de vloerafwerking, de akoestische isolatie en andere bouwfysisch en/of bouwtechnisch gerelateerde uitvoeringen. Resultaat: Tabel met beperkingen en minimum vereisten voor de bouwtechnische en bouwfysische afwerking per geïntegreerd actief vloerelement. Taak 5 (WP11T5): Uitwerken van bouwtechniek en uitvoeringsdetails. Bij de technologieverkenning wordt reeds een inventaris opgesteld van beschikbare detailtekeningen per bouwmethode evenals een overzicht van mogelijke aandachtspunten voor de uitvoerder. Op basis van de resultaten uit voorgaande taken binnen dit werkpakket ontstaat de noodzaak bovengenoemde inventaris en overzicht te herwerken. Het resultaat van deze aanpassingen en optimalisaties zal een directe aanloop zijn tot een belangrijk onderdeel van de technologieverspreiding. Het resultaat zal

49/108


rechtstreeks opgenomen worden in de ‘gids voor actieve gebouwen’ (WP13) en op die manier een breder publiek bereiken. Resultaat: Uitgebreide en geoptimaliseerde inventaris van detailtekeningen en overzicht van aandachtspunten voor de uitvoerder Deliverables en bezetting 2009

TAAK 10 11 12 1

2

3

4

5

6

7

2010 8

9 10 11 12 1

2

3

4

5

6

7

2011 8

9 10 11 12 1

2

3

4

5

6

7

8

9

Werkpakket 11 W11-Taak 1 W11-Taak 2 W11-Taak 3 W11-Taak 4 W11-Taak 5

TAAK (in aantal mm) Werkpakket 11 W11-Taak 1 W11-Taak 2 W11-Taak 3 W11-Taak 4 W11-Taak 5 TOTAAL

ST Lucas

DNI NN ing. T

NN ing. B

0

NN arch.

1 1 1 1 1 5

0

VITO

KAHO NN arch.

0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 1,5

NN ing.

TOTAAL

NN ing.

0

0

1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 6,5

C.12 WP12: Case studie van een actief gebouw Dit werkpakket bouwt voort op WP5 en dient als voorbereiding van WP14. De gekozen software-tools worden in deze projectfase gebruikt voor het ontwerp van een voorbeeldgebouw. Daarbij wordt rekening gehouden met alle reeds bekende gegevens van het in WP14 op te zetten demonstratieproject. Door deze ‘voorbeeld’-ontwerpproces kunnen wij ook het Information Delivery Manual (IDM) verfijnen. Waar in WP5 nog een eerder summiere beschrijving van het ontwerpproces stond, kan nu een nauwkeurige beschrijving van de concreet uitgevoerde taken, de samenwerking en de geleidelijke opbouw van de informatie in het BIM gebeuren. Hierbij hoort ook het opsporen van struikelblokken en het zoeken van de best mogelijke oplossingen. Het is een soort Bèta-testfase voor de gekozen methodiek en het samenspel van de software-tools. Hierbij kunnen de leden van de GC maar ook eindwerkstudenten nauw betrokken worden. Ook een actieve bijdrage voor de buildingSMART initiatieve met als inbreng een IDM en een BIM van een “Actief Gebouw” Resultaten: IDM (PM, EX en waar nodig FP) en BIM van de ontwerpfase van een “Actief gebouw” (voorbeeldwoning) en daarmee een realistische inschatting van de mogelijkheden en beperkingen van de gekozen ontwerpprocedure en gebruikte softwaretools.

50/108


Deliverables en bezetting TAAK

2009 10 11 12 1

2

3

4

5

6

7

2010 8

9 10 11 12 1

2

3

4

5

6

7

2011 8

9 10 11 12 1

2

3

4

5

6

7

8

9

Werkpakket 12

TAAK (in aantal mm) Werkpakket 12 TOTAAL

ST Lucas

DNI NN ing. T

NN ing. B

4 4

NN arch.

1 1

NN arch.

0

VITO

KAHO NN ing.

0,5 0,5

TOTAAL

NN ing.

1 1

0

6,5 6,5

C.13 WP13: Verificatie en optimalisatie van het energieverbruik en het comfort in de woning Het belastingsverloop uit werkpakket 6 wordt in dit werkpakket geoptimaliseerd, zonder in te boeten op het comfort. Deze optimalisatie is een iteratie op opeenvolgend bouwkundige (WP5) en energetsiche gebouweigenschappen (WP6). Door optimalisering van de gebouwschil (K-peil) wordt de energievraag (warmteverlies/warmteaanwinst) beperkt. De energieproductie/omzetting moet hierbij ze optimaal mogelijk gebeuren. Taak 1 (WP13T1): Optimalisatie van de prestaties van het systeem Uitgaande van een standaardwoning model wordt een simulatiemodel opgesteld op installatieniveau (in TRNSYS, Energyplus, CHAMPS,…) met volgende gegevens: − de gebouweigenschappen zoals in WP5 vooropgesteld; − installatie-eigenschappen zoals in WP6 vooropgesteld (bron, omvormer en afgiftesyseem), deze modellen zijn reeds in WP9 opgesteld; − comfortparameters. Eens dit simulatiemodel klaar is kan van start gegaan worden met de analyse van volgende systeemparameters: − bouwkundige eigenschappen; − installatieconfiguratie; − regelprincipes. Deze parameteranalyse wordt enerzijds gebruikt voor het bepalen van de haalbare vermindering in energieverbruik en de bijhorende vermindering van de CO2-uitstoot en anderzijds het bepalen van de haalbare energieproductie zonder in te boeten op het comfortniveau. Het werk van deze taak is een van de belangrijkste van het gehele project omdat het een onweerlegbaar argument moet opleveren ter promotie en ondersteuning van het concept ‘actieve gebouwen’. Resultaat: Gids met mogelijke installatieconcepten voor een actieve woning met een zo laag mogelijk energieverbruik, zo hoog mogelijk energieproductie. Taak 2 (WP13 T2): Connectie met de EPB

51/108


Een aantal technieken van het concept ‘actieve gebouwen’ (oa. enrgieopslag, PVTzonnecollectoren,… ) zijn momenteel nog niet opgenomen in de EPB-standaardrekenprocedure. Het principe van gelijkwaardigheid dient derhalve toegepast te worden indien men een betere energieprestatie wenst in te calculeren. De hiervoor te gebruiken rekenmethode ligt echter nog niet vast. Deze taak stelt een overzicht op en gaat na hoe dit concept kan opgenomen worden in EPBrekenprocedure. Resultaat:Formuleren van een voorstel tot gelijkwaardigheidprocedure Deliverables en bezetting 2009

TAAK 10 11 12 1

2

3

4

5

6

7

2010 8

9 10 11 12 1

2

3

4

5

6

7

2011 8

9 10 11 12 1

2

3

4

5

6

7

8

9



ST Lucas

DNI NN ing. T

0,5 0,5 1

NN ing. B

0,5 0,5 1

NN arch.

NN arch.

0

VITO

KAHO NN ing.

0

0,5 0,5 1

TOTAAL

NN ing.

0

0 1,5 1,5 3

52/108


Technoloverspreiding C.14 WP14: Draaiboek BIM voor actieve gebouwen Voortbouwend op het BIM en IDM van WP12 en in nauwe samenwerking met het opzetten van de voorbeeldwoning (WP14) ontstaat in dit werkpakket een voor een bouwkundige direct toepasbare beschrijving van de IDM methode, uitgewerkt voor het ontwerpproces van Actieve Gebouwen. Het uiteindelijke resultaat is een voorbeeld van BIM, met “Contracted Data Interchange”: Bij het opzetten van een bouwproject, de samenstelling van een bouwteam, maar ook voor het moment van de oplevering van het gebouw wordt een contractuele verbintenis aangegaan over gebruik en uiteindelijke informatie-inhoud van het gebouwenmodel. Het voor “Actieve Gebouwen” uitgewerkte IDM kan mee als basis voor zulke contractuele bepalingen dienen. Eerste voorbeelden van dergelijke draaiboeken voor gebouwen en installaties in andere landen tonen het nut en de principiële haalbaarheid aan, maar ze voldoen nog niet aan de noden voor Actieve Woningen. Te vermelden zijn hier: het “Anwenderhandbuch Datenaustausch BIM / IFC” (Duitse BuildingSMART initiatieve, http://www.buildingsmart.de/handbuch/files/IFCAnwenderhandbuch_20061130.pdf ) en in de Verenigde Staten de “General Buildings Information Handover Guide” (http://www.fiatech.org/pdfs/articles/NISTIR7417.pdf), maar ook de meer op de noden van softwareontwerpers afgestemde documenten van de Noorse buildingSMART afdeling (ftp.iai.no/pub/idm/ ), niet te vergeten ook het Europese InPro project (www.inpro-project.eu ) voor de vroege ontwerpfase van gebouwen. Een zeer belangrijke doelstelling is voor ons, een bijdrage te leveren om toegang te geven voor Vlaamse KMO’s tot de op internationaal niveau reeds beschikbare kennis en deze uit te breiden en toe te passen voor Actieve Woningen. Dit lijkt ons een grote meerwaarde bij het streven naar een kader voor deze KMO’s om de concurrentie aan te kunnen met grote Europese bouwbedrijven op de (toekomstige) Vlaamse markt voor zeer energiezuinige of energieproducerende gebouwen. Resultaat: Draaiboek BIM voor actieve gebouwen

Deliverables en bezetting TAAK

2009 10 11 12 1

2

3

4

5

6

7

2010 8

9 10 11 12 1

2

3

4

5

6

7

2011 8

9 10 11 12 1

2

3

4

5

6

7

8

9

Werkpakket 14


ST Lucas

DNI NN ing. T

NN ing. B

1 1

NN arch.

0

NN arch.

0

VITO

KAHO NN ing.

0

TOTAAL

NN ing.

1 1

0

2 2

C.15 WP15: Gids voor actieve gebouwen

53/108


Dimensionering, randvoorwaarden, EPB-berekening, voorbeeldprojecten, uitvoeringsdetails, … alle aspecten die bij het uitwerken van een Actief gebouw aan bod komen, moeten in dit handboek opgenomen zijn. Of de lezer moet de nodige verwijzingen vinden om aan de informatie te geraken. Diegene die een actief gebouw wil realiseren moet in dit handboek alle mogelijke informatie vinden om een antwoord te vinden op vragen. Tevens moet deze gids informatie geven over de te volgen weg om te komen tot een actief gebouw. Wie maakt er deel uit van een projectgroep/projectteam ‘actieve gebouwen’, welke kwalificaties wordt er van ieder verwacht, stap voor stap een beschrijving van wie welke taken op zich moet nemen, timing van de opeenvolgende stappen,… . In deze taak wordt die informatie op een bruikbare visueel aantrekkelijke manier neergeschreven in de “Gids voor actieve gebouwen”. De informatie moet voor alle betrokken partijen binnen de projectgroep “actieve gebouwen” op een verstaanbare manier worden weergegeven. Maar het handboek moet ook in opleidingen (hogeschool, universiteit, vakopleidingen,…) aan bod kunnen komen. Resultaat: Gids voor actieve gebouwen Deliverables en bezetting TAAK

2009 10 11 12 1

2

3

4

5

6

7

2010 8

9 10 11 12 1

2

3

4

5

6

7

2011 8

9 10 11 12 1

2

3

4

5

6

7

8

9

Werkpakket 15


C16

ST Lucas

DNI NN ing. T

NN ing. B

2 2

NN arch.

1 1

VITO

KAHO NN arch.

3 3

NN ing.

1 1

TOTAAL

NN ing.

1 1

0

8 8

WP16: Opzetten van een demonstratieproject

Het ontwerp en uitvoering van een demonstratiewoning (voorbeeldontwerp figuur) leidt mee tot en toetst de dimensioneringsmethodiek die in het project wordt opgesteld. Daarnaast moet deze woning ervaring opleveren voor de bouwfase en de nodige opvolging die de installatie vereist. Dit werkpakket moet simultaan met de “Gids voor actieve gebouwen” (WP13) uitgevoerd worden. Beide werkpakketten leveren immers de nodige feedback aan elkaar en spelen op mekaar in. Het doel van dit werkpakket is een effectief bewoonbare woning te ontwerpen en op te bouwen die als referentie kan dienen voor latere projecten.

54/108


Figuur: Voorbeeldontwerp actieve woning Taak 1 (W16T1): Ontwerp van een actieve woning De geoptimaliseerde versie die als voorbeeld wordt uitgewerkt gedurende het projectverloop dient als model voor de actieve woning: − ontwerpuitgangspunten (WP4, 5 en 6): locatie; geveloriëntatie; gevelvorm; doorzichtpercentage van de gevels; gevelconcept/systeem; materialisatie; glastype; te-openen-ramen; zonwering; daglichtregeling; energiezuinige verlichting; accumulatievermogen; gevel en klimaatinstallatie: interactie; energieopwekkers en terugwinning. − Optimale conceptkeuze bouwschil aan de hand van WP5; − Optimale conceptkeuze installatie (bron/omzettinge/afgifte) aan de hand van WP6 en 13;

55/108


Deze woning wordt als demonstratieproject ingediend bij het Vlaams EnergieAgentschap. Zodat de deze woning als voorbeeld kan dienen voor latere projecten. Resultaat: Ontwerp van een actieve woning Taak2 (W16T2): Meetsessie op de actieve woning In deze meetcampagne moet van de installatie en het gebouw een duidelijk beeld van de werking worden gevormd. Hiertoe is het nodig om enerzijds de energiestromen en de temperaturen in de installatie te meten en anderzijds het comfort van het binnenklimaat. Voor de installatiemeting worden de hoofdenergiestromen in kaart gebracht en de thermische stromen doorheen de installatie zoals deze in werkpakket 6, in de energiebalans is vastgelegd: − fotovoltaïsche dak/wanddeel → compressor warmtepomp; → elektriciteitsnet; → ventilatiesysteem; → huishouden; − thermische zonnepanelen → afgiftesysteem; → korte/middel/lange termijn opslagsysteem; → sanitair warm water; → ventilatiesysteem; − warmtepomp → afgiftesysteem; → sanitair warm water; − bodem → warmtepomp; → koelingswarmtewisselaar → afgiftesysteem. Gedeeltelijk is hiervoor de nodige apparatuur aanwezig, in de projectbegroting zal nog voor een deel extra apparatuur voorzien worden. Comfortmetingen van het binnenklimaat zijn onder andere op het De Nayer Instituut en Sint Lucas reeds uitgevoerd. Meetapparatuur om de Fanger-vergelijkingen op te stellen is reeds aanwezig en kan dadelijk ingezet worden in deze taak. Een belangrijk aspect binnen deze taak voor de metingen is de efficiëntie van de installatie in zijn geheel. Ook mag het aspect regeling hierin niet ontbreken, aangezien deze een groot effect heeft op de prestaties van het actieve gebouw en op het comfort binnen het gebouw. Resultaat: Output van alle bouwkundige en energetische (energiebalans) aspecten en aanbevelingen voor de uitvoering van een actief gebouw Deliverables en bezetting 2009

TAAK 10 11 12 1

2

3

4

5

6

7

2010 8

9 10 11 12 1

2

3

4

5

6

7

2011 8

9 10 11 12 1

2

3

4

5

6

7

8

9


56/108


DNI

TAAK PL(p.m.)

Werkpakket 16 W16-Taak 1 W16-Taak 2 TOTAAL

Sint-Lucas

NN ing. T

NN ing. B

coördinator p.m.

1

VITO

KAHO

NN arch.

coördinator p.m.

NN arch.

NN ing.

NN ing.

2

1

0,5 2

1

2,5

1

3 2,5 2

1 2

1

0

0

0

0

7,5

C.17 WP17: Opstellen en verspreiden van nieuwsbrieven Met de opgebouwde kennis in dit project worden artikels geschreven voor : − technologievoorstelling en projectvoorstelling in tijdschriften en nieuwsbrieven die gericht zijn op algemene informatieverspreiding (ODE-Vlaanderen, Bouwunie, …). − projectresultaten in technische tijdschriften (De onderneming, Technisch Management, Verwarming en Ventilatie, Ingenieursblad, ATIC nieuwsbrief, …) gericht op zowel installateurs als ontwerpers/architecten. − publicatie van modelopbouw en validatie in wetenschappelijke tijdschriften en Proceedings van wetenschappelijke congressen (Energy and Buildings, CLIMA, ASHRAE, IBPSA, …) Het doel is minstens 5 publicaties over actieve gebouwen te realiseren. Voorlopig voorziene onderwerpen zijn: − voorstelling project − architecturale aspecten van actieve gebouwen; − bouwkundige aspecten van actieve gebouwen; − energieopslagsystemen; − technische installatie voor verwarming, koeling en ventilatie van actieve gebouwen. Resultaat: Publicaties actieve gebouwen Deliverables en bezetting TAAK

2009 10 11 12 1

2

3

4

5

6

7

2010 8

9 10 11 12 1

2

3

4

5

6

7

2011 8

9 10 11 12 1

2

3

4

5

6

7

8

9

Werkpakket 17


ST Lucas

DNI NN ing. T

0,125 0,125

NN ing. B

0,125 0,125

NN arch.

VITO

KAHO NN arch.

0,125 0,125

0,125 0,125

NN ing.

TOTAAL

NN ing.

0

0

0,5 0,5

C.18 WP18: Organisatie workshops en studiedagen 2 studiedagen zullen in de loop van het project georganiseerd worden: − technologievoorstelling en projectvoorstelling (na jaargang 2); − Voorstelling van het demonstratieproject en de projectresultaten (na jaargang 3). De Workshops worden zo opgevat dat ze specifieke deelaspecten, gericht op een deel van het doelpubliek, meer toelichten. Workshops over: − architecturale aspecten;

57/108


− − − − −

bouwkundige aspecten; technische dimensionering; energie- en CO2-besparing; opslagsystemen; ….

Deze workshops kunnen plaatsvinden tijdens studiedagen, maar worden zo uitgewerkt dat ze op zich kunnen bestaan en kunnen ‘geëxporteerd’ naar vakopleidingen, hogeschool- of universiteitsopleidingen, beurzen, … . Resultaat: studiedagen en workshop ‘actieve gebouwen’ Deliverables en bezetting TAAK

2009 10 11 12 1

2

3

4

5

6

7

2010 8

9 10 11 12 1

2

3

4

5

6

7

2011 8

9 10 11 12 1

2

3

4

5

6

7

8

9

Werkpakket 18


ST Lucas

DNI NN ing. T

NN ing. B

1 1

NN arch.

1 1

0,5 0,5

VITO

KAHO NN arch.

0,3 0,3

NN ing.

TOTAAL

NN ing.

0

0

2,8 2,8

C.19 Projectplanning Zie volgende tabellen.

58/108


DNI

TAAK PL(p.m.)

Sint-Lucas

NN ing. T


1

Werkpakket 2 W2-Taak 1

1 0,5


1

NN ing. B

coördinator p.m.

coördinator p.m.

0,25 0,125 0,125

0,125 0,125

0,5

0,5

VITO

KAHO

NN arch.

NN arch.

NN ing.

NN ing.

0,25 0,125 0,125

0,125

0,125 0,125 0,125

0,125

0,125 0,5

0,5 0,5

0,5 0,5


0,5 0,5

0,1 0,1

0,5 1 1

Werkpakket 5 W5-Taak 1 W5-Taak 2 W5-Taak 3

1

Werkpakket 6

1

1,125 0,5 0,5 1

1

3

Werkpakket 7

3

Werkpakket 8 W8–Taak 1 W8–Taak 2

1

Werkpakket 9 W9-Taak 1 W9-Taak 2 W9-Taak 3 W9-Taak 4

2

Werkpakket 10 W10-Taak 1 W10-Taak 2 W10-Taak 3 W10-Taak 4 W10-Taak 5 W10-Taak 6

5

2 1,5 0,5

1

1

1 1 1 1 0,225 0,225 0,225 0,225 0,225 1

Werkpakket 11 W11-Taak 1 W11-Taak 2 W11-Taak 3 W11-Taak 4 W11-Taak 5

0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5

1,125 1

Werkpakket 12

1

Werkpakket 13 W13-Taak 1 W13-Taak 2 Werkpakket 14

1

Werkpakket 15

2

Werkpakket 16 W16-Taak 1 W16-Taak 2 Werkpakket 17

1

Werkpakket 18

1 1 1 1 1

0,3 0,3 0,3 0,3 0,3

4

1

0,5

0,5 0,5

0,5 0,5

1

0,5 0,5

1

2

2

1

2,125

0,5 2

1

2

0,125

0,125

1

4

1

1

1

3

1

2

1

0,125

1

0,125

0,5

1

0,3

1

2 1

59/108


2009

TAAK 10 11 12 1

2

3

4

5

6

7

2010 8

9 10 11 12 1

2

3

4

5

6

7

2011 8

9 10 11 12 1

2

3

4

5

6

7

8

9

Werkpakket 1 W1-Taak 2 W1-Taak 3 Werkpakket 2 W2-Taak 1 Werkpakket 3 W3-Taak 1 W3-Taak 2 Werkpakket 4 W4-Taak 1 W4-Taak 2 Werkpakket 5 W5-Taak 1 W5-Taak 2 W5-Taak 3 Werkpakket 6 Werkpakket 7 Werkpakket 8 W8–Taak 1 W8–Taak 2 Werkpakket 9 W9-Taak 1 W9-Taak 2 W9-Taak 3 W9-Taak 4 Werkpakket 10 W10-Taak 1 W10-Taak 2 W10-Taak 3 W10-Taak 4 W10-Taak 5 W10-Taak 6 Werkpakket 11 W11-Taak 1 W11-Taak 2 W11-Taak 3 W11-Taak 4 W11-Taak 5 Werkpakket 12

Werkpakket 13 W13-Taak 1 W13-Taak 2 Werkpakket 14 Werkpakket 15 Werkpakket 16 W16-Taak 1 W16-Taak 2 Werkpakket 17 Werkpakket 18

60/108


D. Positionering van het project t.o.v. uitvoerders en financieringskanaal D.1 De Nayer Instituut Onderzoeksgroep ‘duurzame energie’ Algemene beschrijving & Situering De onderzoeksgroep ‘Duurzame Energie’ (Sustainable Energy) valt onder de verantwoordelijkheid van de vakgroep Thermotechniek (onderwijseenheid Elektromechanica). De zorg voor het leefmilieu, het rationeel gebruik van energie en het inschakelen van nieuwe, duurzame bronnen voor energievoorziening staan vandaag hoog op de maatschappelijke agenda. Onderzoek naar innovatieve technieken en de brede verspreiding ervan zijn dan ook van essentieel belang voor een meer duurzame ontwikkeling. Deze onderzoeksgroep wil hiertoe een bijdrage leveren, vooral gericht op het toepassen van duurzame energietechnieken in gebouwen. Gezien het multidisciplinaire karakter van deze problematiek zoekt de onderzoeksgroep permanent naar samenwerkingen met andere betrokkenen in dit gebied, zoals de onderzoeksgroepen Chemie en Bouwkunde van het De Nayer Instituut, KULeuven-afdeling TME, WTCB, VITO, Sint-Lucas Architectuur, ODE-Vlaanderen en andere hogescholen die een gelijkaardig en aanvullend onderzoekstraject volgen. Aantal personeelsleden − vast kader: ing. W. Van Passel – ir E. Engels – ing. J. Bauwens – ing. G. De Nies – dr.ir. Ann Van Gysel – dr.ir. Michel Van Dessel – ing. M. Ceuppens – ir. Geert van den Branden − contractonderzoekers: ing. R. De Herdt – ing. P. Cootjans – ing. J. Mingneau - ing. G. Matthys Onderzoeksbudget ± 55000 €/jaar, aangevuld met middelen uit onderzoeksprojecten Expertisedomein De expertise van de leden van de onderzoeksgroep strekt zich uit over volgende vakgebieden: − Thermotechniek − Meet- en regeltechniek − Klima-techniek, verwarmings- en koeltechniek: met bijzondere aandacht voor warmtepompen, thermische zonne-energie, ventilatie met warmterecuperatie en natuurlijke koeling Relevant onderzoek Opbouw van proefopstellingen: − Teststand voor thermische zonneboilers volgens Europese normering; − Verschillende primaire bronnen voor warmtepompen (horizontale grondwarmtewisselaar, verticale grondwarmtewisselaars, gecombineerde boring voor aanvoer- en terugvoer grondwater; − Opstelling met verschillende LTV systemen (lage temperatuur verwarming); − Simulator voor het opleggen van een belastingspatroon van een woning;

61/108


− Teststand voor het opmeten van de prestaties van ventilatieunits met recuperatie voor woningen; − Demonstratieopstelling van een ventilatiegroep met warmterecuperatie voor een klaslokaal opvolgbaar via internet. − Opstelling van een verwarmingsinstallatie met warmtepomp voor een labolokaal, opvolgbaar via internet IWT-HOBU/TETRA projecten − Zonneboilers in residentiële gebouwen, opbrengstmetingen en lange termijn simulatie (PR980095); − Warmtepompen in residentiële gebouwen (PR000205); − Gebalanceerde ventilatie voor een gezond binnenklimaat in woningen, appartementen en klaslokalen met een zo laag mogelijk energieverbruik (PR0220102). − THERMAC : Thermisch actieve gebouwen, toepassen van betonkernactivering in combinatie met warmtepompen en natuurlijke koeling (PR050108) − Valorisatietraject : Ventilatiegids (PR 60357) IWT-Innovatieprojecten : − IWT-innovatiestudie type 3 : Economisch energetische optimalisatie van vertikale bodemsondes voor warmtepompen, Verheyden Putboringen bvba (PR 050217) − IWT-innovatiestudie type 6 : Hoogrendement stralingsklimatisatie voor woongebouwen en verblijfsgebouwen, Solifort bvba (PR060302) TIS projecten − IDEG project (Integratie van duurzame energie in gebouwen). TD projecten − Innoklima (Innovatieve Klimaattechieken), Integratie van Energie-efficiënte HVACinstallaties in Energiezuinige gebouwen SSD-projecten − Q-direct : Development of referentials for belgian quality in distributed renewable energy concepts, part heat-pump systems and building ventilation systems with heat recuperation (SD/EN/04A) OOF-projecten : − Virtueel labo rond rationeel energiegebruik, KULeuven, KHKempen, W&K-De Nayer, W&K-St-Lucas Architectuur Dienstverlening − Mede-auteur van Code van Goede Praktijk voor de toepassingen van warmtepompsystemen in woningen en auteur van het bijhorende rekenblad − Mede-stichtend lid en lid van de Raad van Bestuur van de vzw Quest : Quality Centre for Sustainable Energy Technologies – Kwaliteitcentrum voor Duurzame Energietechnieken – Centre de Qualité pour les technologies d’énergie durable − Coördinatie van WarmtepompPlatform Vlaanderen − Mede-oprichter van EMAB : Energy Managment Association Belgium Uitvoering van DST-prestatietesten van ‘factory made’ zonneboilersystemen in het kader van het Belsolar kwaliteitslabel en de Vlaamse subsidieregelgeving. Onderzoeksgroep ‘Materialen en Structuren’ In de afdeling bouwkunde zijn 11 personeelsleden (10,25 VTE) werkzaam: zes burgerlijk ingenieurs (waarvan vijf met doctoraat) en vijf industrieel ingenieurs. Samen staan zij in voor de opleiding van de industrieel bouwkundige ingenieurs. Er bestaan nauwe contacten met de industrie en de belangrijkste

62/108


onderzoeksinstellingen (KULeuven, Universiteit Gent, WTCB) in het kader van eindwerken en wetenschappelijk onderzoek. Binnen de afdeling werden reeds vijf projecten binnen het kader van het IWT-HOBU/TETRA-fonds uitgevoerd. Op het ogenblik is er 1 industrieel ingenieur (1 VTE) werkzaam op onderzoekskredieten. De onderzoeksgroep ‘Materialen en Structuren’ vertegenwoordigt meer dan 20 jaar expertise. De docenten bouwkunde hebben een ruime ervaring in de berekening en de detaillering van constructies en werkten mee aan tal van publicaties en studiedagen georganiseerd door verschillende organisaties en universiteiten zoals KVIV, VIK, UIA en KUL. Deze expertise wordt gecombineerd met de ervaring van de projectleider in het wetenschappelijke onderzoek. Dr. ir. Ann Van Gysel was van 1990 tot 1996 werkzaam aan het Laboratorium Magnel voor Betononderzoek, waar ze zich toegelegd heeft op onderzoek van staalvezelbeton en beton met hoge sterkte. Sinds 1996 is zij als docent verbonden aan het De Nayer Instituut. Het geotechnische luik van het onderzoeksproject wordt gedragen door Dr ir Koenraad Thooft. hij was werkzaam van 1986 tot 1992 aan de Universiteit Gent aan het Laboratorium voor Grondmechanica waar hij onderzoek verrichtte en doctoreerde ivm constitutieve modellen in de grond. Momenteel is hij actief in onderzoek ivm de bepaling van grondmechanische parameters op basis van in situ onderzoek en in onderzoek ivm het gebruik van de eindige elementenmethode in de geotechniek. Tenslotte zal ook ing. Katleen Maes, assistente, het bouwkundig gedeelte van het project actief ondersteunen

D. 2 Sint Lucas, architectuur, onderzoeksgroep ‘Bouwfysica en binnenklimaat’ Reeds vele jaren wordt binnen het Hoger Architectuur Instituut Sint-Lucas aan projecten binnen hetzelfde domein van huidig projectvoorstel gewerkt. Vele van die projecten gebeurden bovendien in goede samenwerking met één of meerdere van de andere partners bij deze projectaanvraag. Halfweg de jaren tachtig werd met het WTCB, afdeling bouwfysica, binnenklimaat en technische uitrustingen, meegewerkt aan projecten betreffende schoolgebouwen (luchtkwaliteit, ventilatie, energie, verlichting,…) en internationale projecten. Vanaf begin jaren negentig tot op vandaag kwamen de onderzoeksactiviteiten op het vlak van energie, binnenklimaat en comfort in een stroomversnelling via medewerking aan VLIET- en VLIET-bis projecten zoals Zoeklicht, SENVIVV, E-Gids, Kantoor 2000, EPigooN, Oververhitting in gebouwen onder zomervoorwaarden,… en projecten zoals Klimaatgevels, BIM Kantoren, het TIS-project “IDEG”, het TETRA-Fonds-project THERMAC en het viWTA-project : Bouwen, wonen, energie… Sinds het einde van de jaren negentig kon ook gestart worden met onderzoeksprojecten onder eigen beheer: de HOBU-Fonds projecten IAKOB (Inventarisatie, Analyse en optimalisatie van KOudeBruggen) en NAVET (Naar een Architecturale Vertaling van Energie-efficiënte Technieken) en het TETRA-Fondsproject “koudebrug-IDEE”. Ook in het kader van het onderwijs ontwikkelingsfonds (OOF) werden reeds een paar projecten gestart. Deze projecten resulteerden ook in een intensieve samenwerking met de beroepsverenigingen van architecten. Het efficiënt vertalen van onderzoeksresultaten naar een architectenpubliek (tevens een belangrijke doelgroep van dit onderzoeksvoorstel) betekende een nieuwe meerwaarde aan ervaring. Bij die vele projecten werd dan ook ruime expertise opgedaan i.v.m.: de problematiek omtrent gebouwen op vlak van thermisch comfort, visueel comfort en binnenluchtkwaliteit de problematiek rond oververhitting van een gebouw de opmaak van CD’s en websites en de daaraan gekoppelde problematiek auteursrechten efficiënte communicatiewijzen naar architecten en andere betrokkenen bij het bouwgebeuren

63/108


de problematiek in verband met de energieprestatieregelgeving goede detailleringen … Het onderzoek wordt uitgevoerd door 2 architecten die via hun eigen praktijkervaring dagelijks geconfronteerd worden met het hele bouwgebeuren.

D. 3 KaHo Sint-Lieven, Departement industrieel ingenieur, Onderzoeksgroep Duurzaam Bouwen De coördinatie van het onderwijs en onderzoek met betrekking tot bouwfysica werd binnen de hogescholen van de Associatie K.U.Leuven toevertrouwd aan de onderzoeksgroep Duurzaam bouwen binnen de vakgroep Bouwkunde van de KaHo Sint-Lieven. Het onderzoek spitst zich toe op gebouwen met een zeer laag energieverbruik (gebouwenschil en ventilatie- en koeltechnieken), een hoge uitvoeringskwaliteit (commissioning) en gebruik van duurzame materialen en constructies. Deze onderzoeksgroep bestaat uit de volgende leden: dr.ir. Hilde Breesch (docent), ing. Veerle De Swaef (assistent), dr.ir. Ralf Klein (docent), arch. Lies Van der Straeten (assistent) en arch. Wim Van Zele (assistent), arch. Alexis Versele (assistent), ing. Barbara Wauman (assistent). De werking van de onderzoeksgroep Duurzaam bouwen is nauw verbonden met deze van de vzw K.I.H.O-Bouw binnen dezelfde vakgroep. De vzw K.I.H.O-bouw verricht adviesopdrachten in onder meer de volgende domeinen: energieprestatie van gebouwen, milieu, brandveiligheid en stabiliteit. Relevante projecten: − Ontwikkeling en analyse van bouwsystemen, technische uitrusting en regelstrategieën voor extreem lage-energiegebouwen, Aanvullende academiseringsmiddelen KaHo SintLieven, 2008-2012 − Bouwen en opstarten van een documentatie- en milieueducatief centrum uitgevoerd met passiefhuisstandaard, uit hernieuwbare en nagroeibare materialen, Electrabelfonds voor de bescherming van het leefmilieu 2005, Koning Boudewijnstichting. Met dit project wenst de onderzoeksgroep zich te specialiseren in de technische, administratieve en juridische aspecten van innovatieve bouwprojecten. − Low Energy Housing Retrofit (LEHR), TAP2, P2/6, Federaal Wetenschapsbeleid 20062010 (Lid opvolgingscommissie). − Bouwdetails in passiefhuis standard, Presti-5, OVAM, 2007-2008 (Lid werkgroep houtbouw en opvolgingscommissie). − Belgische vertegenwoordiger in IEA ECBCS Annex 47 “Cost-effective Commissioning of Existing and Low Energy Buildings”, 2005-2009. − Nachtelijke natuurlijke ventilatie in kantoorgebouwen: evaluatie van de prestaties met simulatie, onzekerheids- en gevoeligheidsanalyse, doctoraat Hilde Breesch, Universiteit Gent, 2000-2006. Op basis van gebouwsimulaties werd de onzekerheid van de prestaties van intensieve nachtventilatie geëvalueerd. Hieruit werden maatregelen afgeleid voor ontwerpers en studiebureaus om die onzekerheid te beperken en dus de technische haalbaarheid van deze innovatieve techniek te vergroten. Ook de economische besparing die met deze natuurlijke koelmethode kan gerealiseerd worden, werd in kaart gebracht. Deze resultaten werden op verschillende studiedagen aan het professionele publiek voorgesteld, o.a. Passiefhuissymposium 2007, Energiebesparingsforum Centrum Duurzaam Bouwen 2007 en Studiedag Passiefhuisklimatisatie 2008.

64/108


D.4 Vlaamse instelling voor Technologisch onderzoek (VITO) VITO, Vlaamse instelling voor Technologisch onderzoek, is als onafhankelijk onderzoekscentrum uitgegroeid tot een knooppunt van kennis op het vlak van energie, leefmilieu en materialen. Met meer dan 450 hooggekwalificeerde medewerkers vormt VITO in deze domeinen het grootste en best uitgeruste onderzoekscentrum in Vlaanderen. VITO ontwikkelt innovatieve producten en processen, waarbij de nieuwste kennis en technologieën worden vertaald in praktische toepasbare realisaties. Hierbij zijn het vrijwaren van het leefmilieu en het duurzaam gebruik van energie en grondstoffen prioritair. VITO biedt haalbare oplossingen en onafhankelijke adviezen aan zowel bedrijven in binnenen buitenland als aan regionale, federale en Europese overheden. In het onderzoeksdomein Energietechnologie biedt VITO energieleveranciers, apparatenbouwers, eindgebruikers en de overheid ondersteuning in hun streven naar rationeel energiegebruik, het optimaal inzetten van beschikbare of hernieuwbare energiebronnen en de vermindering van de CO2emissie. In dit domein worden zowel technologische ontwikkelingen gedaan en beleidsstudies uitgevoerd als informatieprogramma’s over de nieuwe energietechnologieën opgezet. Vanuit het verleden beschikt de groep Stationaire Energie Systemen of kortweg SES (een groep binnen het onderzoeksdomein Energietechnologie) over een uitgebreide praktijkervaring rond monitoring en optimalisatie van energiesystemen. Deze activiteiten heeft het nu toegespitst op Innovatieve Decentrale Energie Systemen (IDES) waaronder warmtekrachtkoppeling (WKK), energieproductie met bio-energie, benutting van zonne-energie, windenergie en gebruik van de bodem voor verwarming en koeling. Meer bepaald rond het thermisch gebruik van de bodem heeft VITO een eigen onderzoeksprogramma waarin de nodige softwaretools en meetfaciliteiten (meetwagen voor bepaling van de thermische karakteristieken van de bodem) ontwikkeld werden. Deze tools worden ingezet voor de adviesopdrachten voor derden gaande van prehaalbaarheidstudies, haalbaarheidstudies tot de volledige projectbegeleiding met inbegrip van nazorg en optimalisatie. VITO is tevens op internationaal vlak betrokken bij de “Implementing Agreement of Energy Conservation through Energy storage (ECES)” van het International Energy Agency (IEA) en meer specifiek met Annex 8 “Implementing Underground Thermal Energy Storage systems”, Annex 12 “High Temperature Underground Thermal Energy Storage”, Annex 13 “Design, Construction and maintenance of UTES Wells and Boreholes” en andere annexen. VITO is tevens lid van het Exco meeting rond deze Implementing Agreement.

D. 5 Meerwaarde project en keuze van het steunkanaal Vermits dit project vooral gericht is op kennisbundeling en de overdracht hiervan naar een bredere doelgroep is TETRA het geschikte financieringkanaal. Bijkomend pluspunt is dat de projectresultaten inzetbaar zijn op een heel breed terrein. Tevens is de context van het project zeer actueel in opleidingen aan onze hogescholen specifiek dan deze van Bachelor en Master. Door samenwerking van de verschillende onderzoeksgroepen, worden totaaloplossingen aangereikt die architecturaal, bouwkundig en energetisch optimaal op elkaar inspelen.

65/108


Deel 3: Projectbegroting A. Personeelskosten (per aanvrager) Jaar 1

De Nayer Instituut Personeelslid

Dipl

Jaar 2

Jaar 3

TOTAAL

# mm

Loonkost

# mm

Loonkost

# mm

Loonkost

# mm

Loonkost

NN1

Ing

9,5

44726 €

9,5

44726 €

3,5

16478 €

22,5

105930 €

NN2

Ing

7

32956 €

7,5

35310 €

1,5

7062 €

16

75328 €

W. Van Passel

Ing

3

pm

3

pm

3

pm

9

pm

A. Van Gysel

Dr. ir.

3

pm

3

pm

3

pm

9

pm

K. Thooft

Dr. ir.

1

pm

1

pm

1

pm

3

pm

K. Maes

Ing.

1

pm

1

pm

1

pm

3

pm

Totaal personeel

24,5

waarvan betoelaagd

16,5

77682 €

17

Jaar 1

Sint-Lucas Personeelslid

25

Dipl

13 80036 €

5

Jaar 2

67 23540 €

38,5

Jaar 3

181258 €

TOTAAL

# mm

Loonkost

# mm

Loonkost

# mm

Loonkost

# mm

Loonkost

NN1

Arch

4

18832 €

4

18832 €

2

9416 €

10

47080 €

B. Vandermarcke

Arch.

2

pm

2

pm

2

pm

6

pm

Totaal personeel waarvan betoelaagd

6 4

6 18832 €

4

4 18832 €

2

16 9416 €

10

47080 €

66/108


Jaar 1

KaHo Sint-Lieven Personeelslid

Dipl

Jaar 2

Jaar 3

TOTAAL

# mm

Loonkost

# mm

Loonkost

# mm

Loonkost

# mm

Loonkost

NN1

Arch

2

9416 €

2

9416 €

2

9416 €

6

28248 €

NN2

Ing

2

9416 €

2

9416 €

2

9416 €

6

28248 €

Dr.ir.

2

pm

2

pm

2

pm

6

pm

R. Klein Totaal personeel

6

waarvan betoelaagd

4

6 18832 €

4

Jaar 1

VITO Personeelslid

NN1

6 18832 €

4

Jaar 2

18 18832 €

Jaar 3

# mm

Loonkost

# mm

Loonkost

# mm

Loonkost

ing

0

0€

2

19200 €

0

0€

0

2 2

waarvan betoelaagd

56496 €

TOTAAL

Dipl

Totaal personeel

12

# mm

0

Loonkost

2

19200 € 2

19200 €

2

19200 €

B. Overige onkosten (per aanvrager)

De Nayer Instituut Aantal mm

Max. onkosten

Gevraagde onkosten

38,5

€ 131250

€ 122000

DETAIL Werkingsonkosten Technologieverspreiding Overhead (20 %)

€ 51512 € 30000 € 40488

67/108


Sint-Lucas Aantal mm

Max. onkosten

Gevraagde onkosten

12

€ 37500

€ 8475

DETAIL Overhead (15 %)

€ 8475

KaHo Sint-Lieven Aantal mm

Max. onkosten

Gevraagde onkosten

12

€ 37500

€ 12743

DETAIL Werkingsonkosten Overhead op loonkost (17%)

€ 3139 € 9604

VITO Aantal mm

Max. onkosten

Gevraagde onkosten

2

€ 3840

€ 3840

DETAIL Overhead (20 %)

€ 3840

68/108


C. Totaal Aanvrager

Personeelskost

Overige onkosten

Totaal

De Nayer Instituut

€ 181258

€ 122000

€ 303258

Sint-Lucas

€47080

€ 8475

€ 55555

KaHo Sint-Lieven

€ 59496

€ 12743

€ 72239

VITO

€ 19200

€ 3840

€ 23040

TOTAAL

€ 307034

€ 147058

€ 454092

Gevraagde steun van IWT-Vlaanderen : 92,5 % van het algemeen totaal =

€ 420035,1

Bijdrage van de gebruikerscommissie : 7,5 % van het algemeen totaal =

€ 34056,9

69/108


Deel 4: Bijlagen

70/108


A. Intentieverklaring van de aanvrager(s)

71/108


72/108


73/108


74/108


75/108


B. Intentieverklaring van een wetenschappelijk peter of valorisatiepeter

76/108


77/108


78/108


79/108


C. Gegevens leden van de gebruikerscommissie Titel van het project


Organisatie BTW nummer Adres

HOLISTIC ARCHITECTURE 50 5 0462.168.871 Ilgatlaan 9 3500 Hasselt +32 11 28 49 69 +32 11 28 11 85 www.holisticarch.com

Tel Fax Website Naam van de persoon die de organisatie kan binden Functie e-mail Vlaamse KMO (zie definitie in de handleiding) ? Bereid tot cofinanciering ?

Flip Blockx Architect [email protected] Ja Ja

Titel van het project



Reynaers Aluminium 0437278077 Oude Liersebaan 266 2570 Duffel +32 15 30 85 00 +32 15 30 86 00 www.reynaers.com


Els Fonteyne

Els.fonteyneeynaers.com Nee ja

80/108





KLIMATERRA 0880 507 701 Neerstraat 175 9112 Sinaai-Waas 03 776 54 51 03 776 54 51 www.klimaterra.be


Hans Boon Zaakvoerder [email protected] Ja Ja




IF Flanders n.v. 0 471 942 612 Kontichsesteenweg 38 2630 Aartselaar +32 3 871 09 62 +32 3 871 09 63 www.ifflanders.be


Gerrit Draelants Projectleider [email protected] Ja Ja

81/108





J.E. StorkAir 413 486 452 Vriesenrot 26 9200 Dendermonde +32 52 25 87 80 +32 25 87 98 www.ventilatie.be


Paul Cuypers Product Manager [email protected] Ja Ja




Viessmann Belgium


Hermesstraat 14 1930 Zaventem +32 2 712 06 66 +32 2 725 12 39 www.viessmann.be Patrick O Directeur-zaakvoerder [email protected] Nee ja

82/108





Linea Trovata Suntec nv 0889 818 513 Vierschaarstraat 44 9160 Lokeren +32 9 366 53 64 +32 9 328 59 62 www.ltsuntec.com


Kurt Steendam Gedelegeerd bestuurder [email protected] Ja Ja




NENCO b.v.b.a. 0895 140 051 Bastijnstraat 69 2590 Berlaar +32 3 321 03 33


www.nenco.be Toon Van Reet Zaakvoerder [email protected] Ja Ja

83/108





Grontmij 0405 647 664 Frans Smolderstraat 18 1932 Zaventem +32 2 725 01 10 +32 2 725 45 02 www.grontmij.be


Pieter Mariën Productgroepmanager Duurzaam Bouwen [email protected] Nee Ja




VK Engineering


Avenue Clemenceaulaan 87 1070 Brussel +32 2 414 07 77 +32 2 414 04 98 www.vkgroup.be Paul Fereyn COO [email protected] Ja Ja

84/108





Alpha-studieb.u.r.o. 0419 043 958 Oude Bosuilbaan 15 2100 Deurne Antrwerpen +32 3 680 14 27 +32 3 685 02 95


Herman Pfeifer Zaakvoerder [email protected] Ja Ja




Isoproc 0474 142 631 Kapelstraat 1 1980 Zemst +32 15 62 39 35 +32 15 62 39 36 www.isoproc.be


Paul Eykens Zaakvoerder [email protected] Ja Ja

85/108





C3A / Computer Assisted Arts Association nv 0433 116 678 Tramstraat 57 9052 Gent-Zwijnaarde +32 9 2 202 101 +32 9 222 48 11 www.c3a.be


Arch. Jos Vandamme Bestuurder C3A [email protected] Ja Ja




Passiefhuis-Platform vzw

Tel Fax Website

Gisschotlei 138 2600 Berchem +32 3 235 02 81 +32 3 271 03 59 www.passiefhuisplatform.be

Naam van de persoon die de organisatie kan binden Functie e-mail

Christophe Marreau

Vlaamse KMO (zie definitie in de handleiding) ? Bereid tot cofinanciering ?

Nee

Coördinator

ja

86/108





SECO 400 418 275 Aarlenstraat 53 1040 Brussel +32 2 238 22 11 +32 2 238 22 61 www.seco.be


B. De Blaere Hoofd certificatie en inspectie van materialen [email protected] ja ja




Recticel 405 666 668 Tramstraat 6 8560 Wevelgem +32 56 43 89 43 +32 56 43 89 49 www.recticelinsulation.be


Herman Raes Commercieel Directeur Benelux [email protected] ja ja

87/108

IWT-TETRA-PROJECTVOORSTEL 2008: ACTIEVE GEBOUWEN: WONINGEN ALS ENERGIELEVEREND SYSTEEM




Briotherm


Antwerpsesteenweg 92 2840 Rumst +32 15 31 71 66 +32 15 31 05 00 www.briotherm.be Sven Moens

Sven.moensbriotherm.be ja ja




Ventibel vzw


Begoniastraat 13A 9810 Eke +32 0478 56 21 23 www.ventibel.be Hendrik Daem

[email protected] nee ja

88/108


C. Intentieverklaring van een lid van de gebruikerscommissie

89/108


90/108


91/108


92/108


93/108


94/108


95/108


96/108


97/108


98/108


99/108


100/108


101/108


102/108


103/108


104/108


105/108


106/108


107/108


108/108

IWT-TETRA-aanvraag, oproep 2008: : Actieve gebouwen: Woningen als energieleverend systeem

Recommend Documents