Kerkverwarming in Edese kerken voor een beter binnenklimaat, minder CO2-uitstoot en lagere energiekosten
Een verkenning van het binnenklimaat van kerkgebouwen: een samenwerking tussen kerk en gemeente Ede
Samengesteld door Ede’s kerkelijk platform voor Duurzaamheid en Energiebesparing ad hoc
Eindredactie: D.H. Ketel, Bennekom Foto omslag: Gereformeerde Brinkstraatkerk te Bennekom; eigen foto platform
Inhoudsopgave
Pagina: Voorwoord 1 Samenvatting 2 Samenstelling en werkwijze platform 3 Kerkgebouwen als modelstudie -wat maakt kerkgebouwen anders dan andere gebouwen? 4 -doel en gevolgen van kerkverwarming 6 -energiemetingen in kerkgebouwen 6 Overzicht gemeten kerkgebouwen 6 Resultaten 8 I. Overzicht van de thermische component van het binnenklimaat 8 II. Overzicht van de vochtigheidscomponent van het binnenklimaat 12 III. Gasverbruik en CO2-uitstoot door Edese kerkgebouwen 13 Hoeveel energie kan men besparen?
17
Hoofdconclusie
21
Bewustwording
21
Aanhangsels
23
Bijlage Energiebesparing in kerkelijke gebouwen (NH-kerk)
Kerkverwarming Voorwoord namens het EKDE-platform Toen we ons zo’n tien jaar geleden in onze taakgroep Kerk & milieu/samenleving (KMS) in Bennekom bezig hielden met de oproep vanuit het Fair Climate-programma (toen nog “De aarde ademt op”) van Kerk in Actie te Utrecht om als kerken “kritisch te kijken naar het eigen energieverbruik”, begrepen wij al wel dat kerken hier niet goed toe in staat zijn zonder de juiste middelen. Pas toen we met enkele ouderwetse thermohydrografen de temperatuur en de luchtvochtigheid in ons kerkgebouw gedurende enkele weken volgden ontstond het eerste inzicht in de variaties van het binnenklimaat gedurende de week en op zondagen. Dit gaf een geheel onverwacht beeld, dat met lijntjes en getallen in kaart kon worden gebracht. Op dat moment konden we nog niet weten, dat we hier de eerste stap hadden gezet naar een aantrekkelijke en eenvoudige methode met moderne dataloggers, die op veel bredere schaal kon worden ingezet. In contact met enkele politici uit de Edese gemeenteraad over Ede als millenniumgemeente vonden we de formule om de KMS-methode in te zetten voor het meten van een groep gebouwen, die aan zou kunnen tonen dat op grond van bewustwording en handelen reductie van CO2-uitstoot mogelijk is binnen de millenniumdoelstelling. Nadat ook de Edese gemeenteraad zich achter deze formule had gezet, was op het gebied van klimaatverandering een unieke samenwerking tussen kerk en politiek geboren. Binnen het overzichtsveld van Kerk in Actie (met de werkgroep Kerk en Energie, die de kerkmetingen volgens de KMS-methode landelijk uitvoerde) was daarmee de gemeente Ede de eerste Nederlandse gemeente, die op deze schaal en in deze vorm uitdrukking gaf aan een concrete stap richting klimaatverandering. Wat anders dan dit schenkt veel voldoening aan een uitvoeringscommissie – aangeduid met het woord: platform - een verslag samen te mogen stellen, dat het resultaat is van deze samenwerking? Misschien wat droog door alle grafieken, tabellen en cijfers heen, vertolkt het toch een beeld waar we met ons allen tegenwoordig sterk mee bezig houden: duurzaamheid. Als “platform” hopen we met dit rapport daar een bijdrage in geleverd te hebben. Ons dunkt, dat de hoofdconclusie van dit rapport: energie besparen met minder kosten en een beter binnenklimaat ons uit deze cijfermatige droogheid wel wat kan opvrolijken. In dit voorwoord willen we graag bedanken de heer M.J. Scheele en mevrouw C. Heyting, die op grond van vooraf gaande participatie bij het meten van kerkgebouwen, op deskundige wijze aan dit project hebben meegewerkt. Daarnaast hebben vele kerkbeheerders een belangrijk aandeel geleverd doordat ze meterstanden bijhielden en ons attent maakten op bijzondere eigenschappen van de kerkgebouwen.
Namens het platform, D.H. Ketel (voorzitter)
1
Kerkverwarming Samenvatting Bij vijfentwintig van de zesenveertig in de gemeente Ede staande kerkgebouwen werd overeenkomstig de in Bennekom ontwikkelde KMS-methode het binnenklimaat gemeten op punten van temperatuur en relatieve luchtvochtigheid. De meeste kerken hanteerden een comforttemperatuur van ca. 21 oC. De basistemperatuur varieerde per kerk tussen 11 en 20 oC. De hoogste basistemperaturen kwamen voor in gebouwen met een multifunctioneel gebruik. De relatieve luchtvochtigheid in kerkgebouwen varieerde tussen de 30 en 70%. Voor een goed binnenklimaat dient deze waarde te liggen tussen 45 en 70%. Tussen de kerken onderling werd een verband gevonden tussen de hoogte van de basistemperatuur en de relatieve luchtvochtigheid. Op grond van dit verband kan worden vastgesteld, dat veel kerkgebouwen gekwalificeerd kunnen worden als te warm en te droog. Verlaging van de basistemperatuur zou dus automatisch moeten leiden tot een verhoging van de relatieve luchtvochtigheid en dus samenvallen met een verbetering van het binnenklimaat. Indien we ons richten naar de in de literatuur aangegeven richtlijnen en derhalve uitgaan van een basistemperatuur van 10 oC konden we als platform op grond van het in iedere kerk gemeten gasverbruik berekenen, dat elke graad die de basistemperatuur als binnentemperatuur hoger is dan de buitentemperatuur ca 8% van de totale energiekosten aan gas vraagt. Met deze uitkomst als uitgangspunt berekenden wij, dat door gebruik te maken van een zogenaamde “tiengraden maatregel” een besparing van 24% op het gasverbruik door Edese kerkgebouwen een realistische inschatting is. Eén op één vertaald betekent dit een net zo grote reductie van de CO2-uitstoot. Vanuit één van de kerkgebouwen in Bennekom , dat als pilot functioneerde voor de ontwikkeling van de KMS-methode, was de tiengradenmaatregel reeds in 2008 ingevoerd. Pas drie jaar later kon het effect (35% gasbesparing) van deze maatregel met zekerheid worden vastgesteld. De gerealiseerde besparing was 3% hoger dan de eertijds berekende besparing. Met het oog op bewustwording stelt het platform het niet vreemd te vinden, dat voor de officiële projectafsluiting onvoldoende concrete getallen zijn te geven over gas besparingen in meerdere gebouwen en binnenklimaatverbetering als gevolg van de uitgevoerde kerkmetingen en de rapportages. De wel reeds afgegeven signalen daarover geven aan, dat men er wel mee bezig is. Het platform verwacht daarom, dat mede op grond van dit rapport de bewustwording de komende jaren zal groeien. Tot slot nog een korte omschrijving van de hoofdregel voor kerkverwarming: benut de afwezigheidsperiode in kerkzalen door in de wintermaanden de basistemperatuur in te stellen op 10 oC (“tiengradenmaatregel”). De relatieve luchtvochtigheid neemt daardoor toe tot een waarde die goed is voor het conditioneren van orgels; bovendien zal de luchtvochtigheid dan in belangrijke mate bijdragen aan een aangenaam confortgevoel tijdens kerkdiensten, de aanwezigheidsperiode, waarbij de temperatuur op 19 0 is ingesteld.
2
Kerkverwarming Samenstelling, werkwijze en taak van het platform Bij de overgang van denktank naar platform werd in 2008 onder de naam Ede’s kerkelijk platform voor Duurzaamheid en Energiebesparing (EKDE) de uitvoeringscommissie samengesteld. Hierbij hadden wij voor ogen om een groep te vormen, die zou kunnen bestaan uit mensen van stad Ede en al haar randdorpen. Bij haar aantreden bestond de platformcommissie uit de volgende personen: D.H. Ketel, Bennekom, voorzitter (namens taakgroep KMS te Bennekom) W.van Raamsdonk, secretaris (namens taakgroep KMS te Bennekom) E.J. Aalbers, penningmeester (namens taakgroep KMS te Bennekom) S. Pruiksma, namens Raad van Kerken, Ede R. den Ouden, namens kerkvoogdij Nederlands Hervormde kerk Ede E. Beenes (i.m.), namens PKN Bennekom Duidelijk is, dat wij in het voornemen tot een Ede-breed vertegenwoordigd kerkelijk platform helaas niet zijn geslaagd. Aanvankelijk bestond de opdracht voor de werkcommissie uit het in beeld brengen van binnenklimaat en energieverbruik in kerken en scholen. Later adviseerde de gemeente Ede de opdracht te beperken tot kerkgebouwen. De gemeente Ede verstrekte een subsidiebedrag van €5500.- (6 juli 2009) voor het leasen van dataloggers en voor het kunnen voldoen van vooraf begrote en onvoorziene kosten. Kerken droegen € 15 bij in de rapportkosten. Als start verzond het platform informatiebrieven naar de beheerders of besturen van alle (46) binnen de gemeente Ede geregistreerde geloofsgemeenschappen met kerkgebouw(en) (Bron: Ede Info-gids, 2008). Op voorhand was de afspraak gemaakt, dat minstens 25% van deze gemeenschappen positief zouden moeten reageren om a priori een betrouwbaar, representatief beeld te kunnen krijgen van de CO2-uitstoot door kerkgebouwen in de gemeente Ede. Achttien, hieronder te noemen kerken (39%) gingen op de uitnodiging in om een energiescan uit te laten voeren: Antonius van Padua parochie Ede (RK), De Open Hof Ede (NH/Ger.), Emmaüs, Rietkampen Ede (Oec.), Taborkerk Ede (NH), Oude kerk Lunteren (NH), Kerkgebouw Noordelijke Spoorstraat (OudGer.Gem.), Ontmoetingskerk Ede (NG), Oude kerk Otterlo (NH), Oranjekerk Lunteren (GK), Maranathakerk Lunteren (NH), Tabernakel kerk Ede (Chr. GK), De Hartenbergkerk Wekerom (Oec.), Oude kerk Ede (NH), Nieuwe kerk Ede (NH), Sionkerk Ede (NH), Bethelkerk Ede (NH), De Ark Ede (NH), Al Mouahidin moskee Ede (Isl.). Daarnaast waren zes in Bennekom staande gebouwen reeds in de periode 2006 – 2008 gemeten: Brinkstraatkerk (GK), Oude kerk (NH), Ichthuskerk (NH), Sionskerk (Chr. GK), Ontmoetingskerk (NPB) en Maria Virgo Reginakerk (RK). Vijf van deze gebouwen werden aan het eind van de projectlooptijd weer opnieuw gemeten. Zij zijn derhalve aan het projectbestand toegevoegd en nemen een aparte plaats in bij de evaluatie. In totaal is dus 54% van het Edese kerkgebouwbestand in dit project opgenomen. Evenzo is geprobeerd de klimaatboomactie (met hoofddoel: bewustwording) onder de aandacht te brengen van scholen en kerken. Slechts één school reageerde positief. Alhoewel deze actie voordien in Bennekom zowel door scholen als kerken (en bibliotheek) breed werd ondersteund, moet de klimaatboomactie binnen de werkwijze van de commissie als niet geslaagd worden beschouwd. De omvang van energiescanuitvoeringen in kerkgebouwen daarentegen mag als doeltreffend worden gezien. Met de bovengenoemde kerken werden afspraken gemaakt over datum en periode, dat de energiemetingen met dataloggers zou plaats vinden. Bij deze afspraak werd vooraf gevraagd of kerken mee wilden werken om twee formulieren in te willen vullen: aanhangsel 1 en aanhangsel 2. Aanhangsel 2 hield in, dat dagelijks de gasstand zou worden opgenomen gedurende een periode van drie weken. Op de afgesproken datum werd de kerk door één van de werkgroepleden bezocht teneinde zelf de dataloggers te kunnen plaatsen, de verdere procedure nader toe te lichten, de kerk te kunnen bezichtigen en zich als de contactpersoon bekend te maken.
3
Kerkverwarming
Plaatsing van dataloggers
Verder kwam het platform als geheel minstens drie keer per jaar bijeen voor werkoverleg. Hierbij evalueerde zij de voortgang en haar werkwijze. Ondertussen voerde zij als werkcommissie in de wintermaanden energiemetingen uit in kerkgebouwen en werkte zij de gegevens uit tot rapporten. De rapporten werden met bevindingen en aanbevelingen verstuurd (schriftelijk en digitaal) naar de desbetreffende kerkbesturen. Zij hebben dus van de resultaten kennis kunnen nemen en daarnaar kunnen handelen. Naar aanleiding van de rapportages heeft de werkgroep de gemeten kerkgebouwen een vragenlijst toegezonden om de aanbevelingen te kunnen evalueren. Het platform heeft de resultaten samengevat in dit eindrapport.
Kerkgebouwen als modelstudie Wat maakt een kerkgebouw wel en niet anders dan een ander gebouw? Als inleiding tot de meetresultaten beantwoorden we deze vraag om aan te geven met welk type gebouwen we te maken hebben als meetobjecten. We proberen de specifieke en de niet-specifieke eigenschappen van kerkgebouwen te benoemen. Allereerst kan worden gesteld, dat evenals alle andere gebouwen ook kerkgebouwen zijn opgetrokken vanuit een bouwschil. Deze kan worden beschouwd samengesteld te zijn uit muren, ramen, een dak en een vloer. De bouwschil scheidt het buitenklimaat van het binnenklimaat. Elk deel van de bouwschil zal bestaan uit materiaal, dat de variatie in buitenklimaatsfactoren (temperatuur, luchtvochtigheid, windrichting en windsnelheid) doet afzwakken. Dit is samen te vatten onder de noemer: isolatiecapaciteit. Ook hier geldt: hoe groter de isolatiecapaciteit, des te minder energie er voor nodig zal zijn om de binnenruimte op een aanvaardbare verblijfstemperatuur te houden. Tot zover voor alle gebouwen dus hetzelfde principe, echter met vaak op grond van bouwstijl en bouwperiode het nodige onderscheid in aard en kwaliteit van de isolatiewaarde. Naast temperatuur geldt hetzelfde voor de luchtvochtigheid als tweede hoofdcomponent van het binnenklimaat in een gebouw.
4
Kerkverwarming
Oude kerk te Ede gezien vanuit het perspectief als bouwschil van een kerkgebouw (archieffoto internet). Kenmerkend voor de bouwstijl van vroege kerkgebouwen is, dat men vaak grote tot zeer grote gebouwen optrok met dikke muren. Hierdoor ontstond een bouwschil waarmee men op een soort natuurlijke wijze voorkwam, dat er snel evenwicht ontstond tussen de buitentemperatuur en de binnentemperatuur. Een feit dat men tegenwoordig met veel dunnere bouwschillen probeert na te doen door het toepassen van meer geavanceerde isolatiematerialen. Hoe men het ook bekijkt bouwschil-eigenschapppen zijn altijd betrekkelijk, maar de principes zijn kennelijk van alle tijden. Meer specifiek voor kerkgebouwen is het feit, dat in dit soort gebouwen de comforttemperaturen afgestemd dienen te zijn op relatief korte periodes (kerkdiensten) met in het algemeen stilzittend publiek. De wetenschappelijk vastgestelde temperatuurbehoefte ligt daarbij op ca. 20 oC en is daarmee gemiddeld enkele graden lager dan in een gewoon woonhuis of in een kantoorgebouw met ca. 23 oC. De temperatuur in schoolgebouwen kan daar enigszins tussen in liggen. Kerkgebouwen vallen vaak op door hun bijzondere hoogte, breedte en lengte. Dit maakt de verhouding tussen inhoud (m3) en vloeroppervlak (m2) groot en is daarmee een specifieke eigenschap van vele kerkgebouwen. Met name kerken, waarvan de kerkzaal het grootste en belangrijkste deel van het gebouw uitmaakt, zullen deze eigenschap in zich hebben. In die gevallen kan men reeds op voorhand inschatten, dat het energieverbruik ook relatief groot zal zijn. Mede specifiek voor kerkgebouwen is dat men daar dingen tegen komt, die men elders niet vaak ziet en toch bijzondere aandacht vragen i.v.m. stabiliteit en onderhoud. Mechanische orgels en houten preekstoelen zijn hiervan sprekende voorbeelden. Daarnaast maken allerhande kunstvoorwerpen (schilderijen) vaak deel uit van de inventaris van een kerkgebouw. Zij worden hier genoemd in verband met de eisen, die men moet stellen aan het binnenklimaat in termen van temperatuur en luchtvochtigheid. Bij de beoordeling van het binnenklimaat in kerkgebouwen zal daar in dit rapport ook nadrukkelijk rekening mee worden gehouden. Met name de criteria, die hier voor gelden zullen door het platform als uitgangspunt worden genomen! Ten slotte moet als specifiek voor kerken gewezen worden op de lange traditie van het Nederlandse kerkgebouw en haar ontwikkeling(1). Meeste kerkgebouwen, zeker die binnen de gemeente Ede, stammen van voor 1960, de meeste zelfs van voor de Tweede Wereldoorlog, enkele uit nog vroegere periodes (ME) en ook enkele van na 1960 (3). Overeenkomstig de bouwverschillen zijn ook de verwarmingssystemen die men in kerkgebouwen tegenkomt zeer verschillend. Overigens vrijwel altijd gestookt met gas, zijn in moderne kerkgebouwen de bedoelde systemen duidelijk meer geïntegreerd in de bouwuitvoering (bijvoorbeeld met vloerverwarming). Alhoewel gebouwen, die gebouwd zijn na bijvoorbeeld 1900 al wel voorzien zijn van spouwmuren, is de spouwruimte op zich vaak (nog) niet geïsoleerd en zijn de ramen van origine niet uitgevoerd
5
Kerkverwarming met dubbel glas. Ook ontbreken in deze gebouwen meestal isolaties van de plafondconstructie. Samenvattend stelt het platform, dat binnen deze schets van specifieke kenmerken, kerken zich onderscheiden van andere gebouwen, bijvoorbeeld scholen, bibliotheken, buurthuizen, kantoorgebouwen, gezondheidscentra en ziekenhuizen en daarom voorbehoud gemaakt moet worden met de één op één vertaling. Aan de andere kant (zo zal blijken uit dit rapport) lenen kerkgebouwen zich er juist vanwege hun specificiteit toe om het fysische en fysiologische samenspel tussen componenten van het binnenklimaat op de meest duidelijke wijze in kaart te brengen.
Doel en gevolgen van kerkverwarming Vanuit kerken gezien beoogt verwarming primair het verbeteren van de comfortsituatie en de zorg om het behoud van het gebouw en haar inventaris (orgels, kunstvoorwerpen, en dergelijke). Weliswaar staan deze de laatste tijd op steeds meer gespannen voet met de oplopende energieprijzen en de uitstoot van CO2. De verbetering van de comfortsituatie in kerkgebouwen nam een hoge vlucht nadat fossiele brandstoffen (eerst olie, daarna gas) op grote schaal tegen relatief lage kosten ter beschikking kwamen. Zorgen omtrent het behoud van het gebouw en inventaris namen toe nadat kerkverwarming in de huidige vorm en omvang zijn algemene intrede had gedaan. Samengevat heeft het voordeel van kerkverwarming voor de comfortsituatie tegelijk ook grote nadelen. Steeds meer worden kerken zich bewust van dit dilemma. Hierin past het beeld, dat aandacht voor isolerende maatregelen vaak pas volgt op de realisatie van voldoende comfort en niet andersom.
Energiemetingen in kerkgebouwen Energieverbruik, gekoppeld aan de comfortsituatie, wordt gemeten aan de hand van het aantal m3 gasverbruik. Voor stroomverbruik wordt de kWh (kiloWattuur) als eenheid gebruikt. M3 en kWh kunnen uitgedrukt worden in een tijdseenheid, bijv. per dag of per jaar. Gasverbruik is onafhankelijk van de tijd direct gekoppeld aan het verschil tussen binnen- en buitentemperatuur (dT;oC). Slechts bij een positief verschil ontstaat er na aftrek van een bepaalde drempel gasvraag. De drempel wordt in dit geval bepaald door de isolatiecapaciteit van de bouwschil van het gebouw. De isolatiecapaciteit, die is opgebouwd uit de afzonderlijke, materiaalafhankelijke k-waarden van steen, glas, enz. (zie ingekleurd kader onder Temperatuur en gasverbruik, pag. 16), kan per gebouw verschillen. Globaal kan worden gesteld, dat ca. 75% van de energiekosten voor rekening komt van het gasverbruik. De energiemetingen in kerkgebouwen beperkt zich in dit rapport tot dat gasverbruik, mede vanwege de directe en lokaal te bepalen CO2-uitstoot. Omgerekend naar CO2-uitstoot komt 1 m3 gas overeen met een uitstoot van 1,79 kg CO2 (2). Samengevat bestaat energiemeting in dit rapport in feite uit temperatuurmetingen. Om een koppeling tussen beide te kunnen maken worden deze vergeleken met simultane aflezingen van de gasmeters.
Overzicht gemeten kerkgebouwen Indien mogelijk is, binnen de verscheidenheid aan kerkgebouwen, enige rangschikking gewenst ter bevordering van de overzichtelijkheid. Volgens het platform is ordening naar bouwjaar(3) wellicht de meest natuurlijke en voor de hand liggende rangschikking (Tabel 1). Een dergelijke rangschikking loopt immers parallel met historische ontwikkeling van kerkelijke bouwwijze en dus ook met de manier waarop men vooral later gebouwd heeft met het oog op het binnenklimaat. In de in dit rapport opgenomen bijlage worden op deze wijze kerkgebouwen in drie categorieën ingedeeld. Voor onze rangschikking gebruiken wij liever vijf categorieën, omdat er voor wat betreft de vroegste kerkgebouwen (tot 1800) toch wel een onderscheid in bouwstijlen valt vast te stellen en de brochure “Energiebesparing in kerkgebouwen” hoogst waarschijnlijk een brochure is van voor 1990.
6
Kerkverwarming Op grond van onze rangschikking: I) II) III) IV) V)
vroegste kerken. (gebouwd vóór 1500), romaans/gotische stijl vroege kerken, (gebouwd tussen 1500 en1800), gotisch/barok stijl vooroorlogse kerken (1800 tot 1945), neogotisch/praktisch naoorlogse kerken (1945 tot 1970), met functionele stijl en tenslotte: moderne kerken (vanaf 1970 tot heden), geïntegreerde bouwstijl,
troffen we binnen de door het platform gemeten Edese kerken de in Tabel 1 genoemde aantallen aan met over categorie V-gebouwen nog de volgende opmerking. Moderne kerkgebouwen, gebouwd na 1970, worden allengs minder opvallend vanwege de beperkte hoogte en de afwezigheid van stereotype torens. Lage kerkbouw wordt passend geacht in de integratiegedachte met de gewone woonwijk. Gebouwen in deze categorie (waarvan vijf in Tabel 1) zijn meestal voorzien van goede isolatiematerialen en van dubbel glas. In vrijwel alle gebouwen treft men vloerverwarming aan als hoofdverwarming. Het merendeel van de gebouwen heeft een multifunctioneel karakter met een gemeentecentrum, dat als eenheid geïntegreerd is in de totaliteit van het gebedshuis. Ofschoon kerkgebouwen aan de buitenkant vaak nog wel te herkennen zijn aan de door het platform opgegeven indeling, hebben restauraties en verbouwingen er toe geleid dat ze aan de binnenkant vaak niet meer in de originele staat verkeren. Ook in de vroegste kerken kan men tegenwoordig vloerverwarming aantreffen en kunnen later aangebouwde gemeentecentra er een multifunctioneel karakter aan geven. Op isolatiegebied kunnen er vele aanpassingen zijn aangebracht. De in Tabel 1 opgenomen rangschikking moet daarom op genuanceerde manier geïnterpreteerd worden. Een andere rangschikking van kerkgebouwen kan zijn op grond van functie en gebruik, omdat hier mogelijk aanwijzingen uit voort komen, die verwijzen naar de kwantitatieve en kwalitatieve eigenschappen van het binnenklimaat. Op grond van deze rangschikking kunnen kerkgebouwen worden ingedeeld in drie categorieën: gebouwen met een voornamelijk kerkelijke functie (Kf) op zondagen (moskeeën/synagogen op vrijdagen), gebouwen met een gemengde kerkelijke en multifunctionele functie (Kf + Mf) en gebouwen met een voornamelijk multi-functioneel gebruik (Mf). Voor alle duidelijkheid moet bij het begrip “kerkelijke functie” hier gedacht worden aan gebruik voor eigen religie. Deze rangschikking met ook hier de nodige mengvormen is opgenomen in Tabel 1. Tabel 1. Rangschikking van de door het platform EKDE gemeten Edese kerkgebouwen. Kerkgebouw
Aantal kerken
Functie Mf
Categorie I ( - 1500)
4
Categorie II (1500 –1800)
0
Kf + Mf
Kf
1
3
Categorie III (1800 – 1945)
5
1
1
3
Categorie IV (1946 – 1970)
11
1
1
9
Categorie V (1971 – 2000)
5
3
Totaal
25
2 25
Kf : kerkgebouw met grotendeels alleen kerkelijke functie Mf : multifunctioneel kerkgebouw met geïntegreerde ruimtes voor multifunctioneel gebruik Kf + mf: kerkgebouw met semi-functioneel gebruik
7
Kerkverwarming RESULTATEN
I. Overzicht van de thermische component van het binnenklimaat Bij het thermische overzicht van Edese kerkgebouwen wordt uitgegaan van de stooklijnen, ook wel temperatuurlijnen genoemd. Uitgedrukt in oC geven deze lijnen de temperatuur aan, die gemeten wordt op verschillende plaatsen in het kerkgebouw tijdens de periode (meetperiode) dat verschillende dataloggers onafhankelijk van elkaar per vijf minuten een meting uitvoeren. Behalve dat de stooklijnen de spatiële temperatuurverschillen aangeven, kan door het gebruik van meerdere loggers binnen één bepaalde, grote ruimte (kerkzalen) de gemiddelde temperatuurwaarde als een statistisch betrouwbare eenheid worden aanvaard. Daarenboven kan daardoor ook beter onderscheid gemaakt worden tussen de basistemperatuur (kerkzaal niet in gebruik, ofwel: “afwezigheidsfase”) en de comforttemperatuur (kerkzaal wel in gebruik, ofwel: “aanwezigheidsfase”). Dagen waarop kerkgebouwen van basistemperatuur tot comforttemperatuur worden opgewarmd worden in dit rapport als comfortdagen omschreven. In christelijke kerkgebouwen kunnen zondagen als vaste comfortdagen worden beschouwd, maar ook op doordeweekse dagen kunnen comfortdagen zich voordoen, bijvoorbeeld i.v.m. een trouwdienst, een rouwdienst of bij een concertuitvoering. Dit zijn incidentele comfortdagen. In gebedshuizen als moskeeën zullen zondagen niet als vaste comfortdagen gelden. De comfortperiode (tijdsduur van de comforttemperatuur) kan per comfortdag per kerkgebouw verschillen. Dit zal afhangen van het aantal kerkdiensten per zondag en de tijdsduur van een kerkdienst. In veel kerkgebouwen wordt voor vaste comfortdagen de comfortperiode automatisch ingesteld en handmatig bij incidentele comfortdagen. Bij het laatste moet de kerkbeheerder vaak op het gevoel afgaan om op tijd de kerkzaal op comforttemperatuur te hebben. Het gevolg hiervan kan zijn, dat op incidentele comfortdagen voor de zekerheid kerken vroeger dan strikt nodig “op comforttemperatuur staan”.
8
Kerkverwarming Van een kerkgebouw met hoge basistemperatuur t.o.v. de comforttemperatuur wordt een typisch voorbeeld van gemeten stooklijnen gegeven in Fig. 1. In deze figuur zijn basis- en comforttemperaturen moeilijk te onderscheiden. Fig. 2 daarentegen geeft een typisch voorbeeld van een gebouw met lage basistemperatuur t.o.v. comforttemperatuur. In de figuren 1, 2 staan de verschillend gekleurde lijnen voor elk van de geplaatste loggers. Voor de schatting van de CO2-uitstoot door kerkgebouwen is het nodig te weten hoeveel gas gebruikt wordt voor de basistemperatuur en voor de comforttemperatuur. Bepalend hierin zijn de temperatuurhoogte en de tijdsduur. Samengevat was 20 oC de hoogste gemiddelde basistemperatuur, die in de vijfentwintig gemeten kerkgebouwen kon worden vastgesteld en 11 oC de laagste.
Fig.3 toont een overzicht van basistemperaturen zoals gemeten in de objecten van dit project. Deze verdeling past in het landelijk beeld van gemeten kerkgebouwen en waarover het platform beschikt (niet gepubliceerd).
9
Kerkverwarming
Bij de in bovenstaande Fig.3 getoonde temperatuurverdeling doet zich de vraag voor of er redenen zijn aan te geven waarom kerken sowieso verschillende basistemperaturen toepassen. Meest voor de hand liggend is om dan te denken aan het type of aan de functie van kerkgebouw, zoals deze in Tabel 1 werden aangegeven. In Tabel 2 is deze rangschikking voor basistemperaturen en comforttemperaturen toegepast.
Tabel 2. Basis- en comforttemperaturen in vijfentwintig Edese kerkgebouwen. Gebouwtype
Basis-temperatuur (oC)
Comforttemperatuur (oC)
Gebouwfunctie
Basistemperatuur (oC)
Comfort-temperatuur (oC)
Categorie I
16,6 ± 2,1 (n = 4)
20,0 ± 2,7 (n = 4)
Mf
17,5 ± 2,0 (n = 4)
21,6 ± 0,5 (n = 4)
Categorie III
15,0 ± 2,4 (n = 5)
21,4 ± 2,2 (n = 5)
Kf + mf
16,6 ± 2,5 (n = 3)
20,9 ± 0,6 (n = 3)
Categorie IV
14,5 ± 1,9 (n = 10)
21,0 ± 1,4 (n = 10)
Kf
14,5 ± 1,7 (n = 18)
20,9 ± 2,0 (n = 18)
Categorie V
16,9 ± 2,4 (n = 6)
21,4 ± 0,7 (n = 6)
Gem. basis-temperatuur (oC) (n=25)
15,3 (n = 25)
21,0 (n = 25)
15,3 (n = 25)
21,0 (n = 25)
Conform de rangschikkingen in Tabel 2 bestaat er geen significant verschil tussen basistemperaturen in kerken van verschillende typen en functie. Dit geldt ook voor de comforttemperatuur. Hieruit zou men kunnen afleiden dat, vooral als het gaat om de basistemperatuur als deel van de thermische component van het binnenklimaat, men in kerkgebouwen veelal afgaat op gevoelsmatige instellingen of op een niet kerkklimaat-deskundig advies. Qua tijd is het van belang te benadrukken, dat basistemperaturen een groot deel van de weektijd innemen. De tijd, die nodig is om kerkzalen te verwarmen van basis- naar comforttemperatuur, is afhankelijk van de zogenaamde opwarmtijd. Deze tijd, ook aangeduid als opwarmingsgradiënt, wordt aan de
10
Kerkverwarming
hand van een voorbeeld van één van de meetobjecten weergegeven in Fig.4. Samengevat kan uit het verschil tussen comforttemperatuur en basistemperatuur (in Fig.4: Ot), de opwarmingsgradiënt Ogr en het gemiddeld aantal malen (n) dat de a-selectieve groep kerken per week wordt opgewarmd worden berekend hoe lang gemiddeld de basistemperatuurtijd duurt t.o.v comforttemperatuurtijd, of wel: b = w – (Ot/Ogr)*n Indien: w = 7 x 24 = 168, Ot = 21 – 15,3 = 5,7, Ogr = 1,7** en n = 2,3, is b = 160 en bedraagt gemiddeld de basistijd 95% van de weektijd en de opwarmingsfase voor comforttemperatuur slechts 5% van de weektijd. Tijdverdeling over basistemperatuur en comforttemperatuur toont aan, dat de basistemperatuur van groot belang zou kunnen zijn voor het binnenklimaat in kerkgebouwen en voor de CO2-uitstoot door kerkgebouwen. **Voornamelijk vanwege geringe verschillen tussen basis- en comforttemperatuur in enkele kerkgebouwen kon van 7 gebouwen de opwarmingsgradiënt niet worden bepaald. Gemiddeld over achttien gebouwen bedroeg de gradiënt 1,7 oC per uur, of wel: Ogr = 1,7.
11
Kerkverwarming
Fig. 5. Mollierdiagram (horizontale as: temperatuur: oC)
II. Overzicht van de vochtigheidscomponent van het binnenklimaat De fysiologie van het lichaam geeft aan dat mensen hun omgeving als behaaglijk ervaren als er naast een geschikte temperatuur ook sprake is van voldoende vocht in de atmosfeer, waarvoor de luchtvochtigheid wordt gebruikt(4). In extreme situaties is de behoefte aan vocht te merken als uitdroging van slijmvliezen (mond, neus, ogen) bij een geringe luchtvochtigheid en als een klam gevoel bij een hoge luchtvochtigheid.
Anderzijds, natuurwetten leren ons, dat warme lucht meer vocht kan bevatten dan koude lucht, maar ook dat de relatieve luchtvochtigheid (hoeveelheid aanwezige vocht t.o.v. de maximale hoeveelheid vocht die lucht kan bevatten bij een bepaalde temperatuur) tegengesteld verloopt aan de temperatuur(5). Met relatieve luchtvochtigheid (RV) houdt men in het algemeen rekening als het moet gaan om behaaglijkheid en gebouwconservering. Van belang is, dat men luchtvochtigheid niet kan regelen, zoals men temperatuur kan regelen. (bijv. met een soort “hydrostaat”) en het in feite de temperatuur (in en/
12
Kerkverwarming of buiten een gebouw) is, die de RV-waarde bepaalt. Met deze inleiding is in het zogenaamde mollierdiagram(10) (Fig. 5) te zien dat, gericht op het moment waarop kerken in functie zijn (“aanwezigheidsfase”) bij een comforttemperatuur van gemiddeld 21 oC (Tabel 2), mensen het binnenklimaat als behaaglijk ervaren bij een RV-waarde van 65 tot 75%. Uit metingen van het platform EKDE blijkt (Fig. 6), dat overeenkomstig de natuurkundige wetmatigheid onder comfortcondities deze waarden niet gehaald worden indien de basistemperatuur 15 oC of meer bedragen. Pas bij een basistemperatuur van 10 á 11 oC wordt de gewenste RV-waarde bereikt. Met andere woorden, evenals in de buitenomgeving (RV-normaal in de winter = 80%, in de zomer 60%), treffen we hier een “knik-mechanisme” aan tussen temperatuur en de RV bij het vinden van het juiste binnenklimaat in kerkgebouwen met een basistemperatuur en een comforttemperatuur, ongeacht type en functie van het gebouw. Daarmee vervalt de gedachte, dat een lage basistemperatuur (koude kerk) een nadelig effect zou hebben op de behaaglijkheid. Behalve voor de behaaglijkheid is de vochtigheidscomponent van het binnenklimaat tevens van belang voor de conservering van gebouwen en materialen. Bij materialen moeten we hier denken aan inventaris, welke kan uitzetten dan wel krimpen onder invloed van temperatuur en vocht. Hierbij zij verwezen naar bijvoorbeeld mechanische orgels, houten of stenen kunstvoorwerpen, muurschilderingen, maar ook stucwerk. Al deze materialen zijn gebaat bij een hoge relatieve luchtvochtigheid in combinatie met een lage, stabiele temperatuur(1). Samengevat blijkt, dat veel Edese kerkgebouwen te warm en te droog zijn. De toepassing van een lage basistemperatuur biedt de voordelen van een beter binnenklimaat in combinatie met lagere stookkosten en minder CO2-uitstoot.
III. Gasverbruik en CO2-uitstoot door Edese kerkgebouwen. Vastgesteld kon worden, dat onder de binnen het EKDE-project gemeten kerken “gewoon” gas de hoofdbron is van energievoorziening voor kerkverwarming. Elektrische bijverwarming komt zelden voor (2 gebouwen). De verbranding van 1 m3 van deze fossiele brandstof is equivalent met de uitstoot van afgerond 1,8 kg CO2 (2). Door optelling van de energieafrekeningen in termen van m3-s gas (zie aanhangsel 1) kan eenvoudigweg een eerste, ruwe schatting worden gemaakt van de totale CO2-uitstoot van alle kerkgebouwen in de gemeente Ede. Bij deze schatting wordt aangenomen, dat op basis van zestien afrekeningen en een gemiddeld verbruik over minstens drie achtereenvolgende jaren (1 januari 2009 – 1 januari 2012) het totale gasverbruik in deze gebouwen 246.876 m3 bedroeg, of wel gemiddeld 15.430 m3 per gebouw. Aangenomen, dat de omvang van deze a-selectieve steekproef statistisch voldoende representatief is, geven zesenveertig in de gemeente Ede staande kerkgebouwen een uitstoot van: 46 x 15.430 x 1,8 = 1.277.604 kg CO2 per jaar. Bovenstaande schatting doet echter geen recht aan de uitstoot als gevolg van kerkverwarming, omdat in het algemeen meer kerkgedeeltes worden verwarmd dan alleen kerkzalen. Bovendien biedt dit getal alleen geen mogelijkheid om in te schatten hoeveel CO2 kerkgebouwen zouden uitstoten indien kerkverwarming zou voldoen aan de voor het binnenklimaat gestelde normen. Uit de hierboven geschetste analyse van het binnenklimaat in termen van temperatuur en luchtvochtigheid kwam naar voren, dat in veel kerkgebouwen gevoelsmatig wordt verwarmd. Meerdere studies wijzen er op (1,7,8), dat optimale verwarming van kerkzalen plaats zou moeten vinden bij een basistemperatuur van maximaal 10 oC, bij een relatieve vochtigheid tussen 45 en 75% en opwarmingssnelheid van basistemperatuur naar comforttemperatuur van gelijk of minder dan 1 oC per uur. Complicerende factor in dit geheel is, dat gelet op de verwarmingsvoorziening alle kerkgebouwen in fysiek opzicht bestonden uit twee compartimenten: een kerkzaalcompartiment en een buitenzaalcompartiment. Slechts in één kerkgebouw kon vanwege twee gasmeters het gasverbruik van beide compartimenten afzonderlijk worden geregistreerd. In alle overige gebouwen was sprake van slechts één enkele gasmeter voor beide compartimenten. Het gebouw met twee gasmeters kon verder worden gebruikt om gasdifferentiatie toe te passen tussen kerkzaalcompartimenten en buitenzaalcompartimenten. Deze differentiatiemogelijkheid is ondertussen deel geworden van de KMS-methode.
13
Kerkverwarming Beschrijving van het buitenzaalcompartiment en daarbij behorende temperatuurcondities. In zijn eenvoudigste vorm bestaat een buitenzaalcompartiment van een kerkgebouw uit een entreevertrek (meestal in de vorm van een soort hal), een zogenaamde consistoriekamer en wellicht een toiletruimte. Dikwijls mogen hier nog één of enkele kleine zalen bij worden gedacht, die kunnen dienen voor vergaderingen, kleine bijeenkomsten of voor een jeugdclub. In deze vorm is de buitenzaalcompartiment, voorzover verwarmd, vooral gericht op gebruik voor eigen kring en door de week. Fig.7 laat zien, dat het gebruik van verwarming in dit compartiment het onderscheid mist tussen een langdurige basistemperatuur en een kortdurende comforttemperatuur. De fases van hoge en lage temperatuur corresponderen daarbij met dag- en nachttemperaturen. Naar verhouding hebben, in m3 –s gemeten, gebouwen met in Tabel 1 genoemde Kf-kerken in het algemeen het kleinste buitenzaalcompartiment.
Meer opvallend is het buitenzaal compartiment bij de in Tabel 1 genoemde Kf+Mf-kerken. Vaak betreft het hier later aangebouwde gemeentecentra met een keuken, meerdere zalen en uitgebreidere toiletruimtes. De zalen kunnen worden verhuurd voor bijeenkomsten, die buiten het religieus gebeuren om gaan en daarmee dus een multifunctionele betekenis krijgen. De fasering van dag- en nachttemperaturen wijkt daarbij niet principieel af van het beeld in Fig.7. Wel kan in meerdere gevallen per zaal de temperatuur afzonderlijk worden geregeld en afgestemd op het gebruik met afzonderlijke zaalthermostaten. Binnen de EKDE-kerken met een Kf+Mf-functie kan in m3-s gedacht het volume van kerkzaalcompartiment en het volume van buitenzaalcompartiment geschat worden in de grootte van 1: 1. Anderzijds van Kf-kerken met een relatief klein buitenzaalcompartiment bevinden zich de in Tabel 1 aangegeven multifunctionele (Mf) gebouwen, waar kerkzaalcompartiment en buitenzaalcompartiment geheel of vrijwel geheel beide in elkaar overgaan met vooral door de week veel open verbindingen. Het spreekt vanzelf, dat de temperatuurcondities voor multifunctioneel gebruik in termen van tijd en gebouw daardoor min of meer identiek worden.
14
Kerkverwarming In aansluiting op de fysieke verhoudingen tussen kerkzaalcompartimenten en buitenzaalcompartimenten bij kerkgebouwen met verschillende functies, geven we in Tabel 3 aan in welke orde van grootte kerken de gemiddelde dagtemperaturen in het buitenzaalcompartiment. Conform deze uitkomst benaderen de gemiddelde dagtemperaturen in buitenzaal- compartimenten de comforttemperaturen in kerkzaalcompartimenten steeds meer naarmate het multifunctionele karakter van het gebouw toeneemt. Tabel 3. Overzicht van temperatuurcondities in buitenzaalcompartimenten van Edese kerkgebouwen.
Gemiddelde dagtemperatuur buitenzaalcompartiment kerkgebouwen (oC)
Mf-functie
Kf + mf functie
Kf-functie
18,3 ± 1,8 (n = 3)
17,9 ± 1,2 (n = 3)
17,5 ± 2,3 (n = 10)
Temperatuur en gasverbruik Nu met Tabel 3 de temperatuurcondities in kerkgebouwen bekend zijn, kan verder gegaan worden met het leggen van de relatie tussen temperatuur, gasverbruik en CO2-uitstoot. Voor de relatie tussen temperatuur en gasverbruik maken we allereerst gebruik van het gasverbruik op basisdagen (> 90% van de weektijd). Kerken vermeldden de gegevens daarvoor op het door hen ingevulde aanhangsel 2. Deze daggegevens kunnen in een grafiek (zgn. “verbruiksplot”, zie Fig.8) worden vergeleken met het verschil tussen binnen- en buitentemperatuur, aangeduid met de term dT. De dT-waarde, met oC als eenheid, is in principe vergelijkbaar met de door anderen ook wel gebruikte graaddag-eenheid(10), maar is voor ons doel iets concreter en verdient daarom voorlopig de voorkeur. Alle door het platform uitgewerkte verbruiksplots (met als voorbeeld Fig. 8) vertoonden een opmerkelijke en onverwacht grote spreiding rond de als gemiddelde berekende trendlijn. Een dergelijke spreiding moet genoemd worden als nadeel voor de statistische betrouwbaarheid, maar kan verklaard worden door o.a. tijdsverschillen en verschillende artefacten, zoals invloed van het zonlicht en verschillen in calorische waarden van toegestroomde gasmengsels. externe invloeden. Aangezien in spreidingsopzicht de plots met elkaar overeenkwamen, wordt met de eventuele oorzaken daarvan geen verdere rekening gehouden.
15
Kerkverwarming De aldus voor uitsluitend basistemperaturen geldende en over langere termijn bepaalde trendlijnen (zie Fig. 8) gaven voor elk kerkgebouw afzonderlijk aan hoeveel gas per dag verbruikt werd per oC dT. Vooreerst moet dit verbruik beschouwd worden als bruto gasverbruik, omdat de isolatiecapaciteit van de bouwschil van het gebouw (zie hieronder) nog hierbij betrokken dient te worden. Voor eenentwintig kerkgebouwen waarvoor deze plot gemaakt kon worden bedroegen de geschatte bruto gaskosten: 6,0 ± 2,8 m3/dag/oC dT. In aanvulling hierop bedroeg bij een referentietemperatuur van 15,3 oC (Tabel 2)(6) over de periode 1 januari 2009 – 1 januari 2011 het gemiddelde aantal gewogen graaddagen: 2117 per jaar.
Berekening van het gasverbruik als gevolg van warmteverlies door enkel glas van een kerkzaal. De hoeveelheid warmte wordt uitgedrukt in Joules (afgekort J) of megaJoules (afgekort mJ; 1 megaJoule is 1 miljoen Joule). De snelheid waarmee warmte verloren gaat, ofwel de hoeveelheid warmte die oer seconde verloren gaat wordt uitgedrukt in Watt (afgekort W; 1 Watt is 1 Joule per seconde; of 1 megaWatt, afgekort mW, is 1 megaJoule per seconde). Bij elk materiaal (muur, glas) hoort een k-‐waarde, die zegt hoeveel warmte dat materiaal per seconde per m2 doorlaat per graad verschil (aangeduid met K) tussen binnen-‐ en buitentemperatuur. De k-‐waarde van enkel glas is 5,8 (ter vergelijking: dubbel glas heeft een k-‐waarde van 1,2 tot 2, en laat dus 1,2 tot 2 Joule per seconde per m2 glas per graad temperatuurverschil door). Bij een raamoppervlak van 200 m2 in een kerkzaal, een temperatuurverschil tussen binnen-‐ en buitentemperatuur van 14,4 oC en gedurende een periode van 30 dagen (1 maand = 2,1823 miljoen seconden) heeft dat raamoppervlak 5,8 x 200 x 14, 4 x 2,1823 miljoen = 36453 miljoen Joules ofwel 36453 mJ aan warmte doorgelaten. 1 m3 aardgas levert 35 mJ aan warmte. De ramen hebben dus in 1 maand per m2 een hoeveelheid warmte doorgelaten, die overeenkomt met 36453/35 = 1042 m3 gas. K-‐getalswaarden voor enkele materialen zijn: Enkel glas: 5,8 Dubbel glas: 2,8 Spauwmuur: 0,6 Stenenvloer: 1,2 Plafond/dak: 0,3
Bijgevolg bedroeg volgens de gevolgde schattingsmethode het berekende bruto gasverbruik voor basisverwarming per kerkgebouw: 6 x 2117 = 12.702 m3 per jaar. Het verschil tussen werkelijk (conform de gasrekening) en berekend gasverbruik (15.340 - 12.702 m3 = 17%) geeft hier per saldo een indirecte indicatie voor de energiekosten van comfortverwarming. Verbruiksplots volgens Fig.8 gaven naast bruto gasverbruik aan dat, in tegenstelling tot wat men theoretisch zou mogen verwachten, er in gebouwen pas gasvraag ontstaat bij een binnentemperatuur, die hoger is dan de buitentemperatuur. Meest verklaarbaar voor dit verschijnsel is het effect van de bouwschil. Deze voorkomt immers, dat er een absoluut evenwicht tussen warmte binnen en warmte buiten gaat
16
Kerkverwarming ontstaan, zolang er sprake is van continue kerkverwarming. Dit effect kan worden samengevat in de term: isolatiecapaciteit (Ic) van de bouwschil. De Ic-drempelwaarde (mits uitgedrukt in oC) kan worden beschouwd als de gemiddelde k-waarde(9) (zie voorbeeld in onderstaand kader) van muren (steen en glas), dak en vloer waaruit het kerkgebouw is samengesteld en levert de getalswaarde voor het verschil tussen bruto en netto energieverbruik. De gemiddelde Ic-waarde voor dertien kerkgebouwen waarvoor deze waarde op zinvolle wijze kon worden berekend bedroeg: Ic = 5,8 ± 4,2 oC Samengevat bedragen bij een Ic-drempel = 5,8 oC de netto energiekosten voor kerkverwarming 6 m3 gas voor elke graad Celsius dat de binnentemperatuur hoger is dan de buitentemperatuur. Door het platform kon geen verband gevonden worden tussen Ic-capaciteit en type van het kerkgebouw, indien gerangschikt volgens de categorieindeling van Tabel 1. Dit geeft het platform de indruk, dat wellicht door allerlei restauraties en moderniseringen heen, de isolatiecapaciteit van de bouwschil van zowel oude als jonge gebouwen niet significant van elkaar verschilt.
Hoeveel energie kan men besparen? Zoals eerder aangegeven is inherent aan de KMS-methode het geven van een prognose omtrent de energiebesparing bij kerkverwarming overeenkomstig de aanbevelingen in Bijlage 1 en verder ondersteund door onderzoek vanuit de Technische Universiteit te Eindhoven, afdeling kerkverwarming. In afwijking van Bijlage 1, maar meer in overeenstemming met TU Eindhoven, houdt het platform hier vast aan 10 oC als norm voor basisverwarming, omdat dit een iets veiligere temperatuur is voor instandhouding van de isolatiecapaciteit, beter inspeelt op de werksituatie en de opwarming naar comforttemperatuur iets verkleint. De prognose bestaat in feite uit een proefondervindelijke rekenmethode (“tiengradenmaatregel”), die uitgaat van gebouwverwarming bij 10 oC. Voor deze “maatregel” werden temperatuur met dataloggers en gasverbruik met een web-cam registratie vanaf de gasmeter simultaan, maar op deze wijze onafhankelijk van elkaar gemeten bij vier verschillende dT-waarden. Het gevonden lineaire verband tussen beide parameters gaf aan, dat er geëxtrapoleerd kon worden naar alle andere dT-waarden in het gebied waar kerkverwarming aan de orde is, waarbij dT, oC ligt tussen 0 en 20. De methode rekent daarom in eerste instantie het verschil uit tussen de energiebehoefte bij de gangbare basistemperatuur en de 10-graden basistemperatuur, indien wordt aangenomen dat het gehele gebouw (zaalzone en buitenzaalzone) wordt verwarmd volgens die gangbare basistemperatuur. Daarna worden er correcties uitgevoerd op basis van basistijd (zoals eerder aangetoond: gemiddeld 90% van de weektijd) en comforttijd (10% van de weektijd) en de kosten van comfortverwarming (17% boven de kosten van basisverwarming; zie boven). Ten derde worden de energiekosten berekend voor iedere graad Celsius dat de binnentemperatuur hoger is dan de buitentemperatuur, hetgeen resulteert in de geschatte besparingsmogelijkheid. Interne toetsing van het berekende gasverbruik aan het werkelijk gasverbruik (gasafrekening) geeft in deze methode aan of de besparingsmogelijkheid realistisch geraamd is. Beide verbruiksbepalingen moeten in dezelfde orde van grootte zijn (onderlinge afwijking < 25%) om de raming als realistisch te aanvaarden. Deze marge is ingevoegd vanwege de relatief lage correlatie in Fig.8. De rekenmethode maakt voor individuele kerkgebouwen gebruik van de dT-eenheid, maar in het geval van de kerk als model (dit rapport dus!) van het begrip graaddag als eenheid (zie graaddagcalculator(6)). Het principe is hetzelfde. De rekenmethode, weergegeven in Tabel 4, bevat drie delen: -deel A: de berekening van de maximaal haalbare energiebesparing -deel B: de berekening van de gecorrigeerde energiebesparing -deel C: de berekening van energiekosten per graaddag. De drie delen zijn opgesplitst in kerken met verschillende functie, waarbij zonder nog rekening te houden met de verdeling in kerkzaalcompartiment en buitenzaalcompartiment, de basistemperatuur
17
Kerkverwarming in het kerkzaalcompartiment voor de groep Mf-kerken =17,5 oC, voor de groep Kf + Mf-kerken = 16,6 o C en voor de groep Kf-kerken = 14,5 oC (zie Tabel 2). Aangenomen wordt dat in alle groepen de netto energiekosten 6 m3 gas per oC per dag bedragen en de Ic-drempel = 5,8 oC. Vanuit deel C (Tabel 4) kan bij verlaging van gangbare basistemperatuur naar aanbevolen basistemperatuur (10 oC) de mogelijke besparing worden vastgesteld.
Tabel 4. Raming van energiekosten en mogelijke besparing op energiekosten voor kerkgebouwen met verschillende functies en basistemperaturen. Samengevat dalen in Edese kerkgebouwen de energiekosten gemiddeld met ca. 8% bij iedere graad temperatuurverlaging. Energiemaatschappijen claimen in advertenties dikwijls voor de categorie gezinswoningen een daling van 7%. De daling van kosten met 8% komt overeen met het landelijk beeld van kerkgebouwen (niet gepubliceerde data Kerk en Energie, Utrecht).
18
Kerkverwarming Vanuit deel C van Tabel 4 kan bij verlaging van gangbare basistemperatuur naar aanbevolen basistemperatuur (10 oC) de mogelijke besparing worden vastgesteld:
Indien bovenstaande groepen qua aantal als representatief beschouwd worden voor alle kerkgebouwen (46 = 100%) in de gemeente Ede dan meent het platform op basis van de a-selectieve steekproef te kunnen stellen, dat: 4/25 x 46 = 7,4 kerkgebouwen (= 16%) waarschijnlijk geen kans zien om gasenergie te besparen, 4/25 x 46 = 7,4 kerkgebouwen (= 16%) kunnen geacht worden 27% gasenergie te besparen, 17/25 x 46 = 31,2 kerkgebouwen (= 68%) kunnen geacht worden 32% op gas energie te besparen. Indien volgens hoofdstuk III onder gangbare omstandigheden het gemiddelde gasverbruik per kerkgebouw 15.340 m3 per jaar bedroeg, bedroeg derhalve het totale gasverbruik van zesenveertig kerkgebouwen 705.640 m3 en hun CO2-uitstoot 1.270.152 kg.
19
Kerkverwarming Op basis van het gewogen gemiddelde, nl.: 100 - ({7,4 x 100/100 x 15340) + (7,4 x 73/100 x 15340) + (31,2 x 68/100 x 15340)}/705604 = 24%, bedragen deze getallen onder de aanbevolen condities van kerkverwarming: 1) per kerkgebouw: 11.658 m3 2) voor 46 kerkgebouwen: 46 x 11.658 = 536.286 m3, en 3) met als totale CO2-uitstoot: 1,8 x 536.286 = 965.315 kg CO2 De reductie op CO2-uitstoot door Edese kerkgebouwen komt volgens deze berekening uit op: 100 – {(965.315/1.270.152)*100} =24%
Worden de berekende besparingen en binnenklimaatverbeteringen in de praktijk ook inderdaad bevestigd? Voor het antwoord op deze vraag is het voor wat betreft de kerkgebouwen in de gemeente Ede nog wat te vroeg en kan het platform alleen verwijzen naar kerken, die al eerder zijn overgegaan naar verlaging van de basistemperatuur. Over deze kerken kan worden gemeld, dat de bereikte besparingen in alle gevallen hoger uitvielen dan wel overeen kwamen met de vooraf berekende besparingen. Binnen de gemeente Ede is er één kerk (categorie Mf +Kf; foto op omslag), die aan het begin van de periode 2007/2008 de basistemperatuur verlaagde van 14,5 naar 11 oC. De gasbesparing (zie figuur 9), die (na correctie voor winterverschillen) dit voor het kerkzaalcompartiment opleverde bedroeg 35% ( berekend 32%). De relatieve vochtigheid in de kerkzaal van dit gebouw nam toe van 39 naar 53%. Het diagram toont tevens aan de termijn (vier jaren), waarop men moet rekenen om de bereikte besparing goed in beeld te kunnen krijgen.
20
Kerkverwarming Van een andere kerk binnen de gemeente Ede kreeg het platform door, dat de kerk in 2011 t.o.v. 2010 ca. 25% gas had bespaard (berekend: 24%). Voor deze kerk is het nog te vroeg om te kunnen beoordelen of deze besparing gelijk is aan de structurele besparing over meerder jaren. HOOFDCONCLUSIE Het meten van temperatuur en relatieve luchtvochtigheid over langere termijn toont aan, dat (waar schijnlijk net als in alle andere gebouwen) in ieder geval kerkgebouwen voldoen aan het natuurkundig verband tussen temperatuur en luchtvochtigheid, zijnde de twee belangrijkste factoren die de kwaliteit van het binnenklimaat van een gebouw bepalen. Van deze relatie kunnen kerken optimaal gebruik maken om gedurende de afwezigheidsfase de basistemperatuur te verlagen en zodoende, in combinatie met een verbetering van het binnenklimaat tijdens de aanwezigheidsfase, op structurele wijze en in grote mate te besparen op energieverbruik.
Bewustwording Bewustwording als mededoel van het project zou kunnen worden omschreven als de getoonde bereidheid om te handelen in navolging van de in de per kerk genoemde aanbevelingen. Bewustwording meet het platform EKDE daarom af aan de ontvangen reacties op de analyses van het binnenklimaat en de berekende energiebesparing. Naast aanvragen om een toelichting te willen geven op de rapporten, gesprekken met kerkbeheerders (vaak kosters) tijdens het ophangen en verwijderen van de datloggers, geven de aan het platform geretourneerde enqueteformulieren daartoe enig inzicht. Wat dit laatste betreft vulden slechts vijf van de vijfentwintig kerken de verzonden formulieren in. Als maat voor bewustwording is deze score dus laag. In het algemeen ervoer men de energiescans wel als nuttig, maar lagen er weinig mogelijkheden in om naar de aanbevelingen te handelen. Naast schriftelijke enquetes gaven vooral kerken met een multifunctionele inrichting aan om juist vanwege dat multifunctionele karakter het als een onmogelijkheid te zien de basistemperatuur te verlagen. Dit sluit aan bij de lage kans, die in dit rapport reeds werd aangegeven voor energiebesparing in multifunctionele kerkgebouwen. Na het ontvangen van het rapport gaf één kerk meteen aan over te gaan naar verlaging van de basistemperatuur naar 10 oC. Hiervan zijn nog geen nadere resultaten bekend. Op verzoek van acht kerken werd door het platform mondeling een nadere toelichting op het rapport gegeven. Het platform kreeg hierdoor de indruk, dat men met de aanbevelingen serieus aan de gang wilde gaan. Van één kerkgebouw is bekend, dat men het rapport als uitgangspunt wilde nemen voor vernieuwing van vloerverwarming. Dit kerkgebouw is na de realisatie van deze vernieuwing weer opnieuw gemeten, maar heeft niet geleid tot andere temperatuurinstellingen en dus ook niet tot energiebesparing. Op aanraden van het platform is voor één kerkgebouw een zogenaamd Makemoresense-systeem gekocht om, anders dan met dataloggers, in te kunnen spelen op het actuele binnenklimaat. Het kerkbestuur heeft deze aanschaf gedaan om eventueel ook ingezet te kunnen worden in nog vier andere kerkgebouwen. Elders (buiten Ede) heeft dit systeem geleid tot een zeer hoge energiebesparing (50%). In dit geval moet het effect nog verder worden afgewacht. Van één van de kerkbesturen kreeg het platform de informatie over een gesprek met hun kosters en beheerders, waaruit bleek dat zulke mensen grotendeels op een “blind kompas” varen als het gaat om kerkverwarming. Meer inzicht op het gebied van kerkverwarming in het algemeen, zoals met figuren, tabellen en uitleg verwerkt in de rapporten, werkte verhelderend. Zoals hiervoor reeds gemeld heeft één kerkgebouw de basistemperatuur reeds enkele jaren geleden sterk verlaagd met als gevolg een structurele besparing op het energieverbruik in combinatie met verbetering van het binnenklimaat tijdens de aanwezigheidsfase. Het platform ziet dit resultaat op nog maar slechts één lokatie toch als een breekpunt op weg naar bewustwording. Bij veel kerken (misschien juist bij kerken) heerst waarschijnlijk: eerst zien en dan geloven!
21
Kerkverwarming Minstens zo belangrijk is het te vermelden, dat men voornamelijk vanwege dit project in Bennekom in 2012 de interkerkelijke werkgroep “Duurzame kerken Bennekom” heeft opgericht o.a. om naast Fairtrade bij minstens vier kerkgebouwen middels zonne-energie en warmtepompen de CO2uitstoot zoveel als mogelijk ongedaan te maken. Energiebesparing is daarbij uitgangspunt. De werkgroep geniet de medewerking van het bestuur van deze kerken. Bronverwijzingen Voor bronverwijzing wordt voornamelijk verwezen naar internet met trefwoorden: (1): Binnenklimaat: Meten van het binnenklimaat. Waar en wanneer? (2): Aardgas- WikiMobi (3): Kerkgebouwen Ede (4): Thermal Comfort. P.O. Franger, McGrow-Hill, New York, 1970 (5): www. Rockfon.nl-sw (6): Graaddagen (7): Rijksdienst voor cultureel erfgoed, Brochure 38 (8): Orgelklimaat (9): k/waarde (10): veiligheid.nu
22
Kerkverwarming AANHANGSEL 1 Energiegegevens gemonitorde kerken Betreft: ………………….kerk..... te ......................................... 1e Meetdatum: ...…….. Laatste meetdatum: ...……….. A. Kerkgebouw Bouwjaar kerk (eventueel geschat): .......... Ligging van de kerk: vrijstaand in open vlakte / vrijstaand in bebouwde kom / ingebouwd in stadsof dorpwijk / anders, nl. ......................................... (graag onderstrepen wat van toepassing is) Oppervlakte kerkzaal 1 (eventueel geschat): ..............m2 kerkzaal 2: (eventueel geschat en indien van toepassing): ..............m2 Inhoud kerkzaal 1 (eventueel geschat): . .............m3 Inhoud kerkzaal 2 (eventueel geschat en indien van toepassing): ...............m3 B. Verwarmingssysteem en energieregistratie Korte omschrijving verwarmingssyssteem: .......................................................................................... ............. ..................................................................................................................................................................................... .............................................................................................................................. Type hoofdverwarming: gas / elektrisch / olie Verwarmingscapaciteit: ..............Kwh Plaats van de thermostaat in kerkzaal 1: ..................................................................... Plaats van de thermostaat in kerkzaal 2 (indien van toepassing): ................................................. Met hoeveel gasmeters wordt in het kerkgebouw (incl. nevenlokaliteiten en/of gemeentecentrum*) het gasverbruik geregistreerd? ........ Is er in het gebouw sprake van gescheiden meterregistratie (b.v. een aparte meter voor de kerkzaal en een aparte meter voor het gemeentecentrum: ja / nee Plaats voor aanvullende opmerkingen betreffende energieregistratie: ................................................ ......... ..................................................................................................................................................... Gasverbruik over de laatste vier jaar: 200..: .................................. 200..: .................................. 200..: .................................. 200..: .................................. C. Kerkdiensten Aantal kerkdiensten per zondag in de wintermaanden (oktober t/m april): .............. Aantal kerkdiensten per zondag in de zomermaanden (mei t/m september): .............. Aanvangstijden kerkdiensten ‘s morgens: .............. ................ ; ‘s avonds of ‘s middags: ............... Andere dagen, nl. ................................................................................ Kunt u aangeven (eventueel schatten) hoeveel personen gemiddeld de kerk per week bezoeken (d.w.z. de som van morgen en avonddiensten en inclusief kinderen): ............................ (dus niet bij vergaderingen en bezoek gemeentecentrum).
23
Kerkverwarming AANHANGSEL 2 Tabel voor gasmeterstanden Graag elke dag omstreeks dezelfde tijd de gasmeterstand invullen. Project: ....………….kerk te ...………… Meteropnemer: ...……………..
24
1 Bijlage ENERGIEBESPARING IN KERKELIJKE GEBOUWEN Uitgave van algemene kerkvoogdijraad en raad voor de zaken van overheid en samenleving der Nederlandse Hervormde Kerk
VOORWOORD
Deze handreiking voor energiebesparing in kerkgebouwen is tot stand gekomen via het overleg tussen de algemene kerkvoogdijraad en de raad voor de zaken van overheid samenleving, dat op verzoek van de synode heeft plaats gevonden. Dit verzoek aan beide raden gezamenlijk na te gaan hoe ook in de gebouwen van de kerk energie kan worden bespaard, was één van de besluiten die de synode in juni 1983 heeft genomen met betrekking tot de maatschappelijke discussie energiebeleid. De redactiecommissie, die deze handreiking heeft voorbereid bestond uit de heren: •
J.H. den Boon, centrum voor energiebesparing
•
H. Deinum, projectleider energiebesparing AKZO
•
R. van Heel, verwarmingsadviseur vereniging van kerkvoogdijen
•
D.B. van Heere, raad voor overheid en samenleving
•
H. Heijs, stichting oecumenische hulp
•
J.E. van Veen, raad voor overheid en samenleving
•
H.J. Wouters, algemene kerkvoogdijraad
De algemene kerkvoogdijraad en de raad voor de zaken van overheid en samenleving zijn de redactiecommissie erkentelijk voor hun werk en hopen dat deze handreiking een goede hulp kan bieden voor een zo verantwoord en doelmatig mogelijk energiegebruik in de kerkelijke gebouwen. Algemene kerkvoogdijraad: Raad voor overheid en samenleving J.J. van der Minne
G. Verweij
Voorzitter
Voorzitter
2 INTRODUCTIE
Iedere kerkvoogdij is er op uit om haar kerk en de verdere accommodatie van de gemeente, zo goed mogelijk te verwarmen en te verlichten. Het is een van de voorwaarden om mensen te doen komen en bij elkaar te brengen. Maar tegelijkertijd brengt het energieverbruik kosten met zich mee en de kerkvoogdij van een kerkelijke gemeente zit over het algemeen niet ruim bij kas! De inkomsten van de gemeente komen grotendeels uit vrijwillige bijdragen van gemeenteleden. Het aantal gemeenteleden is in de loop van deze eeuw aardig geslonken. Zodoende is het financiële draagvlak verzwakt, ook al zijn de bijdragen van gemeenteleden, mede door de aktie Kerkbalans, de laatste jaren wel gestegen. Daarentegen zijn de uitgaven van de gemeente de laatste jaren drastisch verhoogd. De kosten verbonden aan een predikantsplaats zijn aanzienlijk hoger geworden. Het onderhoud van gebouwen is duurder geworden, terwijl de kosten van het energieverbruik de afgelopen jaren wel zeer sterk zijn gestegen. Deze sterk toegenomen kosten heeft veel kerkvoogdijen meer gespitst doen zijn op energiebesparing. Daar wil deze brochure motiverend en praktisch op inspelen. HET WAAROM IN BREDER PERSPECTIEF
Op zich is het feit dat besparing op het energieverbruik de exploitatiekosten sterk kan verlagen een belangrijk argument. Maar voor een gemeente die zich oriënteert op het evangelie van Jezus Christus, zijn er meer redenen om zorgvuldig om te gaan met energie. De energiegrondstoffen zijn niet onuitputtelijk. Tegen deze achtergrond is het goed naar andere aspecten van het energieverbruik te kijken. De industrie, de technologie en de wetenschap zorgden, vooral in onze westerse industrielanden voor een enorme groei van het energieverbruik. De tijd waarin het energieverbruik zich verdubbelt wordt steeds korter! Tussen 1900 en 1940 hebben we met elkaar, evenveel energiestoffen verbruikt als in alle tijd daarvoor. De volgende verdubbeling kwam daarna reeds binnen 30 jaar! Er moet worden nagedacht over "verantwoord rentmeesterschap" van aardse goederen, zodat er voldoende perspectief blijft voor komende generaties. Is het verantwoord, dat wij in onze westerse wereld zo'n grote aanslag plegen op de natuurlijke bronnen van de aarde? Hierbij dreigt niet alleen het gevaar dat komende generaties met minder moeten volstaan, doch ook het bestaan van het leven op aarde zelf wordt bedreigd en aangetast. Voorbeelden van milieuaantasting door zure regen e.d., veroorzaakt door de uitstoting van verbrandingsgassen zijn inmiddels overbekend. Dit alles speelt mee in de energiebesparingsoverwegingen en geeft aan de noodzaak tot besparen een extra motivatie. ACHTERGROND VAN DIT INITIATIEF
De vragen die de manier van leven in de wereld raken, hebben ook de kerken in Nederland niet ongemoeid gelaten. Bekend zijn de brochures van de Gereformeerde kerken "Bezitten of bezeten zijn" en van de Hervormde kerk "Door het oog van de naald", van de centrale voor vormingswerk en de vastenbrief "Welvaart, verantwoordelijkheid, versobering", van de R.K. bisschoppen in Nederland. Dat geheel werd oecumenisch ondersteund en geconcretiseerd in de oproep van de raad van kerken in november 1974, om te komen tot een nieuwe levensstijl waarin de verantwoordelijkheid voor de huidige en toekomstige generaties tot uitdrukking komt.
3 In de resolutie en de oproep die aan de beweging nieuwe levensstijl ten grondslag lag, wordt gepleit voor een bewuste strijd tegen allerlei vormen van verspilling. In de maatschappelijke discussie over het energiebeleid waarvoor de Hervormde kerk in dit kader heeft gepleit, is in 1983 door de synode een inhoudelijke bijdrage geleverd, welke het accent legde op:
•
Een drastische energiebesparing.
•
Een intensieve ontwikkeling en verhoging van het gebruik van duurzame energiebronnen.
•
Een positieve waardering voor het richtingsbesef in het scenario dat het centrum voor energiebesparing heeft ingebracht in de maatschappelijke discussie (zie bijlage 1).
ENERGIEBESPARING IN HET ALGEMEEN
Al een aantal jaren worden er in verschillende kerken energiebesparende maatregelen genomen. Het aantal kerken dat zich hierop toelegt is echter nog gering. Hier zijn verschillende redenen voor te noemen. Men denkt vaak, dat het nemen van energiebesparende maatregelen grote investeringen vraagt. Ook onbekendheid met het verwarmingssysteem en de regeling van de installatie kan een reden zijn. De gedachte dat de koster al zuinig stookt, kan ook een reden zijn, dat er nauwelijks aan echte energiebesparing wordt gedaan. Jaarlijks kan op de stookkosten vaak duizenden guldens extra worden bespaard, zonder dat het comfort merkbaar wordt verlaagd. Een welkome verlichting dus van het vaak zwaar drukkend exploitatiebudget. Zoals reeds gesteld, aan energiebesparing is nog veel te doen. Heel in het kort laat de volgende situatie zich schetsen. Jaarlijks geven wij landelijk een miljoenenbedrag uit aan verwarmings- en verlichtingskosten van kerkgebouwen. Per gemeente kan dit varieren van een paar duizend gulden tot vaak f 35.000,- voor de zeer grote kerken. Indien uw gemeente aan stookkosten f 10.000,- uitgeeft, dan zijn bij een gemiddelde bijdrage van f 250,- per gezin, liefst 40 gezinnen nodig om deze kosten te kunnen opbrengen. Toch is dit rekensommetje meestal niet de reden waarom men overgaat tot het nemen van energiebesparende maatregelen. Vaak zijn koude- en tochtproblemen in de kerk aanleiding om een adviseur in te schakelen, die dan bij zijn bezoek en inspectie van de installatie, gelijk wijst op een aantal te treffen maatregelen die het energieverbruik kunnen terugdringen. DE VOORBEREIDINGEN TOT ENERGIEBESPARING
Wat komt er nu voor kijken om een goed resultaat te bereiken. In vogelvlucht zullen wij hier een aantal maatregelen behandelen, die zullen leiden tot een forse energiebesparing. Wilt u deze maatregelen goed doorlezen en probeert u zich voor te stellen of ze van toepassing kunnen zijn op uw kerkgebouw. Natuurlijk kunt u deze handleiding als een algemene richtlijn beschouwen. De verschillen in kerkelijke gebouwen zijn zo groot, dat ieder gebouw een eigen aanpak zou moeten verkrijgen. Denkt U maar eens aan het verschil tussen een kleine dorpskerk uit 1885 met 120 zitplaatsen, een monumentaal kerkgebouw uit 1648 met 1200 zitplaatsen of een multifunctioneel gebouw uit 1982. Verder zijn er grote verschillen in het verwarmingssysteem, die elk een eigen stookgedrag hebben en qua energieverbruik onderling zeer sterk kunnen uiteenlopen. Veel toegepaste installaties voor kerken zijn:
4 •
Luchtverwarming, direct- of indirect gestookt
•
Electrische voetverwarming
•
Radiatoren en convectoren verwarming
•
Verwarming d.m.v. gasgevelkachels
•
Verwarming d.m.v. buizen onder de voetenbanken
•
Vloerverwarming
•
Combinaties van bovenstaande systemen.
Wil men tot energiebesparing overgaan, dan is de eerste stap het uit de boekhouding opzoeken van de energieverbruiken over de afgelopen vijf jaren. Zonodig kunt U de verbruikscijfers opvragen bij het plaatselijke gas- en electriciteitsbedrijf. Wanneer U nog olie stookt, kan uw olieleverancier U een overzicht geven van uw afname over de afgelopen stookseizoenen. Vraag in ieder geval per gebouw gesplitste rekeningen. De volgende stap is nagaan of er zich in uw eigen gemeente leden bevinden die "technisch" zijn. Vaak zijn er wel enige verwarmingstechnici of bouwkundigen die U graag willen helpen. Probeer met deze mensen, die er kijk op hebben, na te gaan of er technische- of bouwkundige gebreken zijn. Zo komt het nog al eens voor dat de koepel of het dak niet luchtdicht is. Men kan dat nagaan door de verlichting in de kerk te ontsteken en op de donkere zolder te kijken of er veel lichtspleten zijn. Vaak staan op de zolder ventilatiekleppen open, of zijn de dakramen niet gesloten. Vogeluitwerpselen duiden er vaak op dat er ergens vrij grote gaten in de kap zitten. Veelal doet men een schrikbarende ontdekking. Veel warmte gaat op deze manier verloren zonder dat men enig profijt hiervan heeft. Alle kierende naden kan men aftimmeren met houten latjes. Nooit mag er een afsluitende laag van plastic worden toegepast, daar het hout dan verstikt en gaat rotten. Het zolderplafond kan worden geïsoleerd met een steenwoldeken, welke op de bovenkant wordt aangebracht. U dient er echter wel op te letten dat de dampremmende laag, dus de folie of de gladde kant, zich aan de warme onderkant bevindt. Veel koepels zijn niet beloopbaar, dus weest U voorzichtig met doorzakken en verliest U de veiligheidsaspecten hier vooral niet uit het oog. Ook vensters en deuren dienen tocht en winddicht te worden gemaakt. Met deze voorzieningen zal het comfort van de kerkganger al aanmerkelijk worden verbeterd. Bij oudere kerken met massieve wanden van 60 cm of meer is wandisolatie niet mogelijk. De erg dikke wanden hebben op zich reeds een goede isolatiewaarde. Bij de modernere kerken met een spouwmuur, is isolatie wel mogelijk door het opvullen van de spouw met steenwolvlokken of purschuim. In verband met de korte gebruikstijd, alleen tijdens de zondagen, is isolatie van wanden voor kerken veelal niet rendabel. Met opvullen van de spouw moet worden opgepast bij muren die voor de isolatie vochtproblemen hebben. Ook dubbelglas is in aanschaf zo kostbaar, dat de energiebesparing niet opweegt tegen de zeer hoge investeringskosten. In enkele gevallen zijn kerkramen wel voorzien van dubbelglas of perspex voorzetramen. De reden is dan vaak het voorkomen van gebroken glas/lood raampjes uit vandalisme of ter voorkoming van geluidshinder door straatlawaai indien de kerk aan een drukke weg ligt. Het bijeffect van deze dubbele ramen kan een flinke
5 bijdrage tot besparing zijn. Men vergete echter niet de mogelijkheden tot ventilatie te laten bestaan. Het volgende onderdeel dat wordt doorgelicht, is het verwarmingssysteem. Hier is doorgaans de grootste besparing mogelijk. Ga eerst in overleg met de koster, of degene die de installatie bedient, na hoe het systeem werkt en in de praktijk wordt gebruikt, zonder daarover veroordelingen uit te spreken. Er dient alleen te worden geinventariseerd. Hierbij zal dan ook aandacht moeten worden besteed aan het volgende: Wordt de installatie jaarlijks gecontroleerd en schoongemaakt door een erkend installatiebureau. Schone ketels hebben een 5% hoger rendement. Het is nuttig het ketelrendement op te meten om zo de optimale afstelling te kunnen bereiken. Wat is de ingestelde ruimtetemperatuur voor de kerk. Over het algemeen kan men volstaan met een ruimtetemperatuur van 160C voor de kerkzaal bij de radiatoren- of voetverwarming en plm. 190C bij luchtverwarming. De bijvertrekken kunnen op een lagere temperatuur worden gehouden, zeker als men hier maar korte tijd verblijft. Is de plaats van de ruimtethermostaat goed gekozen. Plaatsing op een koude buitenwand moet worden voorkomen, daar dan een verkeerde temperatuurmeting plaatsvindt. De beste plaats is centraal in de kerk tegen een kolom op 1,5 m uit de vloer. Hoeveel tijd voor de dienst wordt de installatie ingeschakeld. Veelal wordt de verwarming, wegens het ontbreken van een tijdklok reeds op de zaterdag ingeschakeld, waarbij de ruimtetemperatuur dan in de loop van de nachtwordt bereikt en de kerk onnodig lang van te voren wordt verwarmd. Bij buitentemperaturen boven het vriespunt, b.v. van 140C, zal de ingestelde ruimtetemperatuur in ca. 3 uur kunnen worden bereikt. Plaatsing van een schakelklok heeft dan het voordeel, dat deze tijd automatisch kan worden ingesteld en de koster niet om 6 uur zijn bed uit hoeft. Hoe hoog staat de ketelthermostaat afgesteld. De installaties worden berekend op een maximale watertemperatuur van 900C, waarop de thermostaat staat afgesteld. Deze watertemperatuur dient echter alleen te worden bereikt bij -100C, zodat gedurende de rest van het stookseizoen met een lagere watertemperatuur kan worden volstaan van b.v. 700C of lager. Indien er geregelde verwarmingsgroepen zijn, met mengkleppen en pompen en een apart hooggestookt ketelcircuit, blijft dit circuit dan ook nog warm als de verwarmingsgroep geen warmte meer vraagt. Het beste is de ketelinstallatie geheel uit te laten schakelen als er geen warmtevraag meer is. Op welke verlaagde temperatuur staat de installatie gedurende de nacht en in de perioden dat de kerk buiten gebruik is. Zonder schade te veroorzaken aan het interieur of het orgel kan de ruimtetemperatuur zeker worden verlaagd tot 80C. Dit houdt dan tevens in dat bij een buitentemperatuur boven 80C het gebouw geen warmte meer vraagt. Wel dient dan de installatie te worden beveiligd tegen bevriezingsgevaar. Is er een pompschakeling aangebracht, of draaien de pompen het gehele stookseizoen door, ook nog in de zomerperiode. Het energieverbruik van een middelgrote pomp bedraagt al gauw 350 Watt/h. U laat toch ook geen 3 lampen van 100 Watt dag en nacht branden? Een pompschakelaar schakelt de pomp uit enige tijd nadat de brander van de ketel is gestopt. Zijn de verwarmingsleidingen in het ketelhuis en in onverwarmde ruimten zoals zolder en bergruimten geisoleerd. Niet geïsoleerde leidingen staan veel warmte of die niet wordt benut.
6 Is de warmteafgifte van de radiatoren en/of convectoren begrensd door het aanbrengen van thermostatische ventielen, welke de ruimte op een vast ingestelde temperatuur houden. Bij plaatsing van radiatoren tegen massieve buitenwanden gaat er veel warmte verloren door straling tegen deze koude wanden. Onderzoek of er een mogelijkheid is om radiatorfolie met isolatie achter deze radiatoren te plaatsen. Wordt bij U alleen de kerkzaal verwarmd, of ook ruimten die zelden of nooit worden gebruikt. Vaak staan radiatoren aan in ruimten die vroeger wel een functie hadden doch nu niet meer worden gebruikt. Bij oude installaties staan ook nog al eens radiatoren in de entreehal van de toren. Deze verwarming is vaak niet noodzakelijk. Beter is het om de deuren zo kort mogelijk open te houden. Overwogen kan worden om deurhangers te plaatsen, ook op de binnendeuren. Ziet U kans het gebruik van de kerkzaal en de bijruimten te beperken zodat de installatie niet steeds behoeft te worden opgestart. Probeer vergaderingen of bijeenkomsten op eenzelfde avond te plannen, of kunt U gebruik maken van een ruimte elders, zodat de installatie buiten gebruik kan blijven. Probeer het aantal opwarmingen sterk te beperken. Als U dan toch 's-avonds gebruik maakt van het kerkgebouw voor kerkelijke activiteiten kunt U dan de verwarming van de kerkzaal geheel buiten gebruik stellen of moet deze dan automatisch mee worden verwarmd, wat nog al eens voorkomt. Is er sprake van een juiste gordijnophanging? Doelmatig gebruik van gordijnen is aan te bevelen. Deze moeten niet voor of boven radiatoren etc. langs getrokken worden. Zo mogelijk een brede vensterbank tot waarop de gordijnen reiken. Ook de bovenzijde van de gordijnen moet goed tochtdicht tegen het plafond of muur aansluiten. EEN MEER TECHNISCHE BENADERING VOOR DE LEEK
Kosters krijgen meestal de klachten van de gemeenteleden over de installatie. Neem deze klachten serieus en onderzoek of deze reëel zijn en of meer mensen deze klachten hebben. Noteer deze klachten en bespreek deze met het door U gevormde “energiebesparingsteam". Betrek bij het maken van de energiebesparingsplannen uw gemeenteleden. Veel werk kan geschieden op vrijwillige basis door uw eigen mensen. Een goede motivatie is dan ook een eerste vereiste. Probeer de snelheid van de uit te voeren werkzaamheden er in te houden door informatie naar buiten via uw kerkblad of wijkblad. Afhankelijk van de capaciteit van de installatie en de mate waarin deze is overgedimensioneerd alsmede van de heersende buitentemperatuur, zal bij het opstarten 3 tot 15 uur vollast stookbedrijf nodig zijn om de ingestelde ruimtetemperatuur te bereiken. Hoe lager men de nachttemperatuur instelt, hoe langer de ketelinstallatie moet branden, daar er dan een groter temperatuursverschil moet worden overbrugd. Laat men de kerk afkoelen door de verwarming door de week uit te zetten, dan zal een forse energiebesparing kunnen worden bereikt. Systemen met water moet men natuurlijk wel tegen vorst beschermen. De praktijk is dat de gemiddelde winterbuitentemperatuur de laatste jaren 5 a 6 0C bedraagt. Er is dus maar een betrekkelijk kleine energiehoeveelheid nodig om het gebouw op 8 0C te houden. Voor de koudere gebieden zoals Groningen en Oost Nederland, waar een minimum buitentemperatuur van -12 0C heerst, zal het energieverbruik zeker 15% hoger liggen. Koelt men het gebouw te veel af, dan zullen ook de buitenwanden een zeer lage temperatuur aannemen. Bij verwarming zal dan wel de ruimtetemperatuur 18 0C bedragen, doch de
7 koudestralingsinvloed van de dan nog veel te koude wanden zal een onbehaaglijk effect hebben. Ook dient U dan rekening te houden met mogelijke vochtcondensaties op de wanden en op de koudere constructiedelen, waardoor beschadiging en loslaten van stucwerk zal optreden. Zeker een argument om even bij stil te staan, daar de herstelkosten vaak hoger zijn dan de energiebesparing. Proefondervindelijk zou moeten worden vastgesteld, tot hoever U in temperatuur kunt dalen zonder dat er problemen ontstaan. De beste manier is temperatuurmetingen te verrichten onder- en boven in de kerkruimte, waarbij U uit dient te gaan van een gemiddelde waarde van ca. 8 0C. Per meter hoogte zal in de kerk meestal een 20C verhoging optreden. Dus als voorbeeld bij een kerkruimte van 6 meter hoogte: Beneden in de kerk op 1,5 m hoogte 4 0C, Boven in de kerk op 6,0 m hoogte ca 4,5x2 0C verhoging, is 9 0C. Gemiddelde temperatuur dan ca. 13:2 = 7 0C. Een bijkomend aspect van sterke temperatuurdaling is het gevaar dat er installatiedelen kunnen bevriezen. Bij een ruimtetemperatuur van 5 0C in de kerk, kunnen in de bijruimten althans wanneer de ruimtethermostaat in de kerkzaal staat, reeds lagere temperaturen optreden. Zeker wanneer er een pompschakelaar is aangebracht en er op dat moment geen waterstroming in de installatie plaatsvindt, is bevriezingsgevaar niet denkbeeldig! Een pompschakelaar met een minimum temperatuurbeveiliging kan dit voorkomen. Langdurige lage temperatuur heeft geen invloed op het orgel. In vroeger tijden waren kerken geheel niet verwarmd. Schade aan het orgel ontstaat dan ook veelal niet wanneer de temperatuur in de kerk laag wordt gehouden, maar door een te snelle opwarming, waardoor de relatieve vochtigheid van de lucht snel lager wordt. Kromtrekkenvan het hout en scheurvorming is dan het resultaat en in het minste geval ontstemming van het orgel. Geadviseerd wordt de luchttemperatuur per uur niet meer dan 1,50C te laten stijgen. Indien U dus de kerk van 7 naar 160C wilt verwarmen, dient dit dus te geschieden in (16-7):1,5 = 6 uur. Ook deze stooktechniek zal proefondervindelijk moeten worden vastgesteld daar een ruim gedimensioneerde installatie ver voor de geplande tijd een ingestelde temperatuur kan bereiken. Hier zal dus een verlaging van de "stooklijn" moeten worden toegepast, waarbij de installatie met een lagere water- of inblaasluchttemperatuur gaat verwarmen. Bij een direct gestookte luchtverwarmer kan de branderdruk worden verlaagd of een kleinere brandercapaciteit worden ingesteld. Een klokthermostaat zou hier goede diensten kunnen bewijzen en zal de taak van de koster aanmerkelijk kunnen verlichten. Kerken zijn over het algemeen hoge gebouwen. Zo U weet heeft warme lucht omdat dit soortelijk lichter is dan koude lucht de neiging op te stijgen. Dit kunt U merken aan het temperatuurverschil tussen beneden in de kerk boven de banken en hoog in de kerk bij het orgel. Vaak is het bovenin bij het orgel 300C. Enerzijds geeft dit een enorm energieverlies doch ook de bovenste orgelpijpen staan in deze warme droge lucht. Geadviseerd wordt dan ook hoog in de kerk bij de hoofdwerkwindlade van het orgel een maximaal-thermostaat te plaatsen die bij de ingestelde temperatuur aanspreekt en de brander uitschakelt.
8 DE IDEALE INSTALLATIE
De ideale kerkverwarmingsinstallatie moet nog worden uitgevonden, hoewel er vele goede oplossingen zijn om hoge ruimten welke slechts incidenteel worden gebruikt op een adequate manier te verwarmen. We dienen onderscheid te maken in het type kerk, daar de bouwzijde, constructie en afmeting een grote rol speelt in de uitvoering en de regeling van de verwarmingsinstallatie. We kunnen onderscheiden: •
Grote monumentale kerken.
•
Kleine monumentale kerken.
•
Moderne kerken.
De grote monumentale kerkgebouwen zijn onder zeer hoge energiekosten niet of nauwelijks te verwarmen. Uit energetisch oogpunt zou overwogen kunnen worden deze tijdens langdurige vorstperiodes niet te gebruiken en de installatie op een zeer lage temperatuur te laten draaien, of buiten gebruik te stellen en het water uit de leidingen te laten lopen ter voorkoming van stukvriezen. Hierbij spelen ook andere aspecten een rol. Voor de kleinere monumentale kerken is het energieverbruik aanzienlijk minder, daar deze kerken vaak niet zijn uitgevoerd met zijbeuken en koorgedeelten. Deze kunnen het best het gehele jaar worden verwarmd, zij het op een lage basistemperatuur van 80C. In de regel worden deze kerken alleen op de zondagen voor de diensten gebruikt. De moderne kerken zijn meestal voorzien van nevenruimten en zijn vaak multifunctioneel, waardoor er ook tijdens werkdagen activiteiten plaatsvinden, zoals koorrepetities, bijbelkring, bejaardensociëteit, e.d. Deze gebouwen zullen indien zij niet worden gebruikt op een hogere basistemperatuur moeten worden gehouden 120C bijvoorbeeld. Wenselijk is het dan wel, dat de diverse ruimten apart kunnen worden verwarmd op een hogere temperatuur, zonder dat de buitengebruik zijnde ruimten worden meeverwarmd. Deze moderne kerken zijn dan meestal ook uitgevoerd met spouwmuren, welke kunnen worden geisoleerd. Dubbelglas zou eventueel te overwegen zijn indien de ruimten veel worden gebruikt, anders heeft dit weinig zin gezien de hoge investeringskosten. In alle gevallen dient de installatie te worden geregeld op basis van de binnentemperatuur, omdat deze bepalend is voor het energieverbruik. Wanneer er geen groepenregeling is, dan dienen de verwarmingslichamen uitgerust te zijn met thermostatische radiatorventielen, zodat per ruimte de temperatuur verlaagd kan worden. Vooral in gangen is de temperatuur vaak nog veel te hoog. De radiatorventielen moeten dan worden ingeregeld via de stelschroef in het radiatorventiel. De watertemperatuur van de ketel, is ook vaak te hoog en gebaseerd op de minimale buitentemperatuur van -100C. Daar de gemiddelde wintertemperatuur ca. 5 0C is, kan de uitgaande watertemperatuur het grootste gedeelte van de winter afgesteld worden op 700C. Beter is nog een extra temperatuurregeling op de ketel aan te brengen, die automatisch de watertemperatuur aanpast aan de heersende buitentemperatuur. Voor de wat grotere installaties is dat zeker rendabel. Gasstoken is qua energiekosten goedkoper dan oliestoken. Indien U een oliegestookte installatie heeft die ouder is dan 10 jaar, laat deze dan ombouwen en geschikt maken voor gasstoken. De modernere gasketels hebben tenopzichte van oudere gasketels een aanzienlijk hoger dus beter rendement. Overweegt U een nieuwe ketel, laat dan een verbeterd
9 rendementsketel aanbrengen voor een pure kerkzaal en een hoog rendementsketel voor een multifunctioneel kerkgebouw. Bij het ombouwen van de installatie van olie naar gas, zult U moeten voldoen aan de GAVO voorschriften. Dit houdt in dat er vaak kostbare voorzieningen in de ketelruimte moeten worden getroffen voor ventilatie en afvoer van verbrandingsgassen, alsmede beveiligingen tegen explosie. Deze kosten moeten wel gezet worden tegenover de te verwachten energiebesparingen, waarbij in bepaalde gevallen het blijven stoken met olie toch voordeliger kan blijken. Tijdklokken en pompschakelaars besparen veel energie, terwijl de investering hiervoor relatief laag is. Ze verlichten het werk van de koster en verdienen zich in korte tijd terug. Regelmatig onderhoud is noodzakelijk. Ketels en luchtfilters vervuilen en lopen daardoor in rendement sterk terug terwijl ook de levensduur verlaagd wordt. Belangrijk is, dat bij alle energiebesparingsvoorzieningen zowel bij het bedienend personeel, als bij de gebruikers van de installatie een goede motivatie aanwezig is. Er moet ook daadwerkelijk bespaard willen worden! Per week dient het totale energieverbruik te worden opgenomen, zodat er achteraf vergelijking mogelijk is. Ook het informeren van uw gemeenteleden t.a.v. de bereikte besparingen werkt motiverend. Om een goede vergelijking te verkrijgen van de wekelijkse energieverbruiken, dient ook de gemiddelde buitentemperatuur in die week te worden vermeld. Behaalde besparingen per stookseizoen bij kerken uitgevoerd met energiebesparende voorzieningen varieren van 15 tot 45%.
