LANGE TERMIJN ENERGIEVISIE OP PARKSTAD, AMSTERDAM

ECN-C--00-091

LANGE TERMIJN ENERGIEVISIE OP PARKSTAD, AMSTERDAM

veranderend stadsdeel biedt nieuwe kansen F.A. Ligthart S.M. Verhoog W. Gilijamse

Verantwoording De energievisie op Parkstad is gemaakt in opdracht van de Milieudienst Amsterdam onder opdrachtnummer 74832.01.01.

2

ECN-C--00-091

Abstract An energy vision for Amsterdam’s “Park City” Background In the period 1950-1970, some 50.000 houses have been built in the western part of the city of Amsterdam. A large restructuring operation for this part of the city – dubbed “Park City” because of its relatively green character - is now in preparation. The restructuring consists of a renovation of a large part of the housing stock, demolition of a limited number of houses, and the addition of new houses, service buildings and offices while increasing the building density in the area. It is recognised by the city government that this restructuring operation offers opportunities for a substantial increase in energy efficiency and the use of renewable energy. The utilisation of this potential would contribute to national and municipal environmental policy goals, especially goals concerning the reduction of CO2emissions. Initiated by the environmental department of the city, an energy vision for Park City has been prepared by the Netherlands Energy Research Foundation ECN. The energy vision sketches the opportunities, the reduction potential and the necessary actions to utilise this potential. Energy demand The energy demand of the existing housing stock is dominated by the use of natural gas for space heating. Natural gas is also used for warm water and cooking, while electricity is used for all other energy services like washing, cooling and freezing, communication and lighting. Most houses are equipped with individual heating systems using gas stoves or a gas boiler. Gas fired block heating systems are used in a number of apartment buildings. An analysis of energy demand for small users has been carried out by comparing a calculated energy demand with measured energy demand for the four quarters that make up Park City. Energy demand was calculated for each quarter using data from national surveys that relate housing type and building year with energy demand. Measurements obtained from the energy distribution company showed an average energy consumption about 10% lower than calculated, which can be considered as a reasonable match. Large energy users make up 40% of the total energy demand in the area. These include the block heating systems, as well as service buildings (shops, restaurants, schools, health services) and offices. In a “business as usual” scenario for the development of energy demand and CO2emissions in Park City over the next ten years, the energy demand will remain more or less stable. New houses, built according to the present Dutch energy performance standard, show an energy demand some 50% lower than existing houses, due to better insulation and more efficient heating installations. Thus replacing existing houses by a double number of new houses will not lead to a higher energy demand.

ECN-C--00-091

3

Energy efficiency and renewable energy on the building level The existing housing stock offers many opportunities for energy efficiency measures. Most buildings at present show very low insulation values for walls, roofs and ground floors. By applying the insulation values that are now common in new buildings, improvement by a factor 3-6 can be achieved. High costs can be avoided when this improvement is combined with maintenance or renovation schemes. Double glazing has already been retrofitted to most houses, but new glazing types show insulation values improved by a factor 2-3 over old types. In apartment buildings using block heating networks, the installation of calorimeters will lead to savings of about 15%. Renovation also offers opportunities for heat recovery from ventilation air and solar water heaters. New opportunities arise with the introduction of gas-fired or electrical heat pumps that may replace gas boilers. New houses in the Netherlands have to comply with an energy performance standard. Since the introduction of the standard in 1995, the required performance level has been decreased twice and further reductions have been announced. To comply with reduced performance levels, measures like improved insulation, advanced glazing, heat recovery from ventilation air, heat pumps and solar collectors can be applied in various combinations. In service buildings and offices, space heating is not the dominant component of energy demand. Efficient lighting and ventilation as well as the prevention of cooling demand are important energy efficiency measures in these buildings. New buildings are subject to an energy performance standard, and reducing the performance level will induce more efficiency measures. In new and existing buildings, additional savings can be achieved by measures such as solar collectors, cogeneration, heat pumps and seasonal heat and cold storage. Energy efficiency and renewable energy on the block and district level Going beyond the level of individual buildings, more opportunities arise for improving energy efficiency and using renewable energy sources. Urban development, large scale use of waste heat or renewable energy, and energy infrastructure are the important issues here. Urban development choices have an impact on building related energy demand in several ways: orientation and compactness of new buildings, building on top of existing buildings or in open spaces between them, relative positions of houses and service buildings. Also, urban development choices have an impact on energy demand related to transportation. An integral approach to urban development and energy may offer free or low cost energy savings of about 10-15%. Part of the integral approach should be an assessment of micro-climate in the area, with special emphasis on the prevention of overheating in summer. Substantial reductions of primary energy consumption and CO2-emissions related to space heating are possible by using waste heat from large scale cogeneration plants (reductions up to 40%) or the existing waste incineration plant located adjacent to the area (reductions up to 80%). Large scale renewable energy options for space heating and cooling are the use of soil heat exchangers, the use of deep surface water or

4

ECN-C--00-091

underground water reservoirs as a source of heat and cold, and the use of road surfaces as a solar collector. These options require heat pumps for upgrading the temperature level. New options may arise for biomass conversion on a district level, possibly in the form of cogeneration plants. Expected cost reductions for photovoltaic systems will lead to a quest for suitable locations on building roofs or roadsides. Using waste heat and heat or cold from renewable sources generally requires heat or cold networks that go beyond the building level. Planning on a district level is necessary to make efficient use of the large investments associated with these systems. Reduction potential Summing up the options mentioned above, a reduction potential has been established for the total building related primary energy consumption and the CO2-emissions associated with this energy consumption. A reduction of 50% compared with a “business as usual” scenario seems to be feasible. This requires the application of measures that already have been demonstrated in comparable circumstances. About half of this reduction can be achieved by applying measures on the building level. The other half requires large scale developments that go beyond the building level. New options like small gas-fired heat pumps, biomass conversion or photovoltaic systems may offer additional reductions in the future. Implementation On the building level, part of the measures are no-cost or low-cost measures that can be applied without special financial support. Other measures however require investments with moderate or long payback times. A combination of regulatory actions and financial incentives is necessary to achieve the targeted reductions on the building level. An optimal technology mix may differ for each building. Therefore technology choices are best made on the building level and left to design teams. This implies that targets are to be achieved by applying energy performance standards for new as well as existing buildings. To assist building owners and users in making optimal choices, communication of targets and support of design teams are necessary additional actions. Large scale developments for the use of waste heat or renewable energy can not be implemented by building owners. To use this part of the reduction potential, feasibility studies will have to be carried out on the district level. These studies should also address to possible investors and operators, for instance energy distribution companies. Achieving the targeted reductions requires a coordinated action. This action follows the overall planning of the restructuring of Park City. Important elements of the action are communication, support, financial engineering, monitoring, and feedback from design teams on the building level as well as the district level.

ECN-C--00-091

5

6

ECN-C--00-091

INHOUD 1. 1.1 2. 2.1

2.2 3. 3.1

3.2

3.3 3.4

3.5

3.6

4. 4.1

4.2 4.3 4.4

INLEIDING Werkwijze

11 12

INVENTARISATIE VAN HET ENERGIEGEBRUIK EN HET BEPALEN VAN DE REFERENTIE 13 Woningen 13 2.1.1 Aardgasgebruik 13 2.1.2 Elektriciteitsverbruik 17 2.1.3 Energiegebruik van woningen in Parkstad 18 2.1.4 Maatschappelijke ontwikkelingen 18 Utiliteitsgebouwen 18 OPTIES VOOR VERMINDERING ENERGIEVRAAG EN TOEPASSING DUURZAME ENERGIE 21 Inleiding 21 3.1.1 Volgorde van belangrijkheid 21 3.1.2 Referentie 21 Woningen 22 3.2.1 Na-isolatie bestaande bouw 23 3.2.2 Ventilatie bestaande bouw 23 3.2.3 Oriëntatie bestaande bouw 24 3.2.4 Flats versus laagbouw 24 3.2.5 Aan-/opbouw versus nieuwbouw 25 3.2.6 Warmtenet en bemetering in de bestaande bouw 26 3.2.7 Lagere EPN nieuwbouw, EPB, EPA 27 3.2.8 Overige maatregelen op gebouwniveau 27 3.2.9 Overige opwekking 28 3.2.10 Elektriciteitsverbruik 29 Effect van maatregelen voor woningen per buurtcombinatie en voor Parkstad als geheel29 Utiliteitsgebouwen 31 3.4.1 Hoogbouw versus laagbouw 31 3.4.2 Koeling 31 3.4.3 Lagere EPC 32 Openbare ruimte, stedenbouw, collectieve systemen 33 3.5.1 Vorm, plaatsing oriëntatie van gebouwen 33 3.5.2 Microklimaat 34 3.5.3 Seizoenopslag van warmte en koude 37 3.5.4 Gecombineerde opwekking 38 3.5.5 AVI havens west 39 3.5.6 EPL 40 3.5.7 Verkeer 40 Implementatie van maatregelen 42 3.6.1 Organisatie en communicatie 42 3.6.2 Kosten, baten 43 3.6.3 Beknopt overzicht van maatregelen 44 AANBEVELINGEN VOOR PARKSTAD Woningen 4.1.1 Aardgas 4.1.2 Elektriciteit Energiegebruik in de utiliteitsbouw Infrastructurele voorzieningen op wijk- of buurtniveau. Beleidsdoelstelling voor Parkstad

ECN-C--00-091

47 47 47 48 48 49 49

7

Referenties Trefwoordenregister

8

50 51

ECN-C--00-091

Samenvatting In de Westelijke Tuinsteden (ook wel Parkstad genoemd) in Amsterdam wordt een grootschalige herstructurering voorbereid. Aan de hand van een inventarisatie van het bestaande energiegebruik worden in dit rapport de mogelijkheden geschetst voor het terugdringen van het energiegebruik, toepassing van duurzame energie en het verhogen van de efficiëntie van de energieopwekking. Uit de inventarisatie blijkt dat het werkelijk verbruik gelijk is aan of lager is dan het berekende verbruik. Dat wil zeggen dat in de Westelijke Tuinsteden gemiddeld minder energie wordt gebruikt dan in vergelijkbare situaties elders in Nederland. Desondanks zijn grote besparingen mogelijk omdat de gemiddelde leeftijd van de bebouwing rond de veertig jaar ligt en nog veel gebouwen een hoog energieverlies hebben. Een besparingsdoelstelling van 50% van het gebouwgebonden energiegebruik ten opzichte van de referentiesituatie is ambitieus maar lijkt haalbaar. De planperiode is tien jaar. Aanbevolen wordt deze 50% voor een deel (25%) te realiseren met preventieve maatregelen op gebouwniveau, met name aan de gebouwschil. Dit is de optie met de langste levensduur die bovendien structureel de energielasten verlaagt. Via op gebiedsniveau uit te werken maatregelen kan aanvullend nog 25% besparing worden bereikt. Afhankelijk van de specifieke situatie kan worden gekozen voor installatietechnische maatregelen op gebouwniveau of voor benutting van opties op buurt- of wijkniveau met de daarbij behorende infrastructuur.

ECN-C--00-091

9

10

ECN-C--00-091

1.

INLEIDING

In de Westelijke Tuinsteden (ook wel Parkstad 1 genoemd) in Amsterdam wordt een grootschalige herstructurering voorbereid [3]. De herstructurering omvat: • renovatie van een belangrijk deel van de bestaande woningvoorraad; • realisatie van nieuwbouw tussen de bestaande bebouwing; • herinrichting van een deel van de openbare ruimte. De Westelijke Tuinsteden bevinden zich in vier stadsdelen: Bos en Lommer, GeuzenveldSlotermeer, Osdorp en Slotervaart-Overtoomse Veld. In totaal omvat het gebied 68.000 bestaande woningen en bestaan er plannen voor nieuwbouw van circa 15.000 woningen in de komende tien jaar. De plannen omvatten ook de sloop van circa 8000 woningen en functieverandering van het equivalent 2 van 6000 woningen. Naast woningen zijn diverse soorten andere bebouwing vertegenwoordigd: detailhandel, sportvoorzieningen, medische voorzieningen, kantoren. Doel van dit onderzoek is het opstellen van een energievisie voor het gebied. De energievisie zal aangeven: • mogelijkheden voor verhoging van energie-efficiëntie in de woningen (nieuw te bouwen en bestaande voorraad) binnen het gebied; • mogelijkheden voor toepassing van duurzame energie in het gebied; • welke energie-infrastructuur optimaal inspeelt op de mogelijkheden voor energie-efficiëntie en duurzame energie; • welk ambitieniveau ten aanzien van te behalen reductie van energiegebruik en CO2 emissies haalbaar is, en welk instrumentarium kan worden ingezet om dit ambitieniveau te bereiken. De volgende stappen komen in het onderzoek aan de orde: 1. Inventarisatie van de ontwikkelingen in de Westelijke Tuinsteden en vaststellen van het referentie-energiegebruik (hoofdstuk 2). 2. Inventarisatie van de opties voor verhoging van energie-efficiëntie en toepassing van duurzame energie op gebouwniveau en op wijkniveau (hoofstuk 3). 3. Vaststellen van het ambitieniveau en keuze’s op hoofdlijnen en beschrijving van het benodigd instrumentarium (hoofdstuk 4). De nadruk ligt in dit rapport op de energieaspecten ten aanzien van woningen. Er is echter ook aandacht voor utiliteitsbouw hoewel het bouwvolume daarvan veel kleiner is dan van de woningbouw. Het totale energiegebruik van de utiliteitsbouw in het gebied is echter groot volgens gegevens van het energiebedrijf. Er zijn helaas weinig specifieke gegevens zodat de oorzaak van het hoge energiegebruik en het effect van de maatregelen voor de utiliteitsbouw niet te achterhalen is. De stedenbouwkundige aspecten van de utiliteitsbouw komen wel uitgebreid aan bod omdat deze grote invloed kunnen hebben op het energiegebruik in het gebied als geheel en omdat de voorziene groei van de utiliteitsbouw groot is.

1

De begrippen Westelijke Tuinsteden en Parkstad zijn niet congruent. Enkele gebieden in Osdorp en Slotervaart/Overtoomse Veld behoren niet tot Parkstad maar wel tot de Westelijke Tuinsteden. In veel statistische overzichten worden getallen gegeven in relatie tot de buurtcombinaties in de Westelijke Tuinsteden. Het is in het kader van dit onderzoek vrijwel onmogelijk om die getallen op te splitsen omdat veel detailgegevens ontbreken. Daarom werd in het vervolg van dit rapport geen onderscheid gemaakt tussen de energetische aspecten van “Westelijk Tuinsteden” en “Parkstad”. 2 Met het “equivalent” van een woning wordt bedoeld: een ruimte van 100 m2 utiliteitsbouw, ervan uitgaande dat in dit geval 100 m2 kantoorruimte nodig is om door functieverandering één woning te creëren.

ECN-C--00-091

11

1.1

Werkwijze

Allereerst wordt een schatting gemaakt van het huidig elektriciteits- en gasverbruik door het specifiek energiegebruik van de verschillende categorieën woningen te vermenigvuldigen met het actuele aantal woningen in de verschillende buurtcombinaties. Het specifiek energiegebruik van de categorieën van woningen wordt ontleend aan de BEK en BAK gegevens van EnergieNed [5,6]. De uitkomsten van deze schattingen worden vergeleken met de werkelijke energiegebruiken per buurtcombinatie die door het energiebedrijf zijn gemeten. Deze cijfers werden via de milieudienst aan ons verstrekt [2]. Vervolgens werd geconstateerd in hoeverre deze getallen overeenkomen en in hoeverre het gevormde beeld van het energiegebruik klopt met de werkelijkheid. Tenslotte werden de getallen bewerkt overeenkomstig de plannen voor sloop, nieuwbouw en functieverandering die ons ter beschikking werden gesteld door bureau Parkstad [3,4]. Uit deze exercitie volgt een schatting van een toekomstig energiegebruik dat het gevolg is van de uitvoering van de huidige plannen zonder bijzondere maatregelen. Deze denkbeeldige situatie wordt in dit rapport de “referentie” genoemd. De extra opties voor vermindering van de energievraag en toepassing van duurzame energie in het volgende hoofdstuk kunnen zorgen voor een vermindering van de CO2-uitstoot van Parkstad ten opzichte van deze referentie. In hoofdstuk 4 wordt een keuze gemaakt uit deze opties, resulterend in een energievisie die kan leiden tot een aangescherpte doelstelling voor CO2-reductie.

12

ECN-C--00-091

2. INVENTARISATIE VAN HET ENERGIEGEBRUIK EN HET BEPALEN VAN DE REFERENTIE 2.1

Woningen

Het studiegebied omvat in totaal 68000 woningen. De woningen zijn onderverdeeld naar buurtcombinatie (Bos en Lommer, Geuzenveld/Slotermeer, Osdorp en Slotervaart/Overtoomse Veld) en bouwjaar (voor 1945, 1946-1979 en 1980-1998). Het gas en elektriciteitsverbruik is grotendeels afhankelijk van de gezinsgrootte, het inkomen, het woningtype (flat, rij) en de woninggrootte. Uit onderzoek is gebleken dat het elektriciteitsverbruik stijgt naarmate het inkomen hoger is. Tevens stijgt het energiegebruik naarmate de gezinsgrootte toeneemt. Verder is het onderscheid tussen centraal en lokaal verwarmde woningen van belang. Het gasverbruik in centraal verwarmde woningen (1997: gemiddeld 2080 m³) is namelijk aanzienlijk hoger dan het gasverbruik in lokaal verwarmde woningen (1997: gemiddeld 1600 m³). Bovenstaande factoren zijn alle meegenomen in de berekening van het bestaande aardgasverbruik.

2.1.1 Aardgasgebruik Het aardgasverbruik door de verschillende wijken is berekend met behulp van gegevens afkomstig uit onder andere het “Basisonderzoek Aardgasverbruik Kleinverbruikers (BAK ’97)” en het rapport “Klimaatverandering en lokaal beleid: Amsterdam (ECN, zie referentie 7)”. Het aardgasverbruik voor de verschillende buurtcombinaties in de Westelijke Tuinsteden is berekend voor verschillende situaties. De bestaande situatie wordt in kolom 1 van figuur 1 weergegeven (“nu”). Deze situatie is berekend door het aantal woningen (gerangschikt per bouwjaar, woningtype, oppervlakte, isolatiegraad en eigendomssituatie) t/m 1998 te vermenigvuldigen met het specifieke gasverbruik voor warmtapwater en het verwarmen van de betreffende woonvorm [1,4,5]. Kolom 2 geeft “nu + nieuwbouw” weer. Bij de bestaande situatie (kolom 1) wordt nu het gasverbruik van de nieuwbouw bijgeteld volgens de bestaande energieprestatienormen. Dit gasverbruik is berekend door het aantal nieuwbouwwoningen te vermenigvuldigen met het gasverbruik voor warmtapwater en het verwarmen van een woning. De “referentie” situatie (kolom 3) geeft het bestaande gasverbruik weer plus dat van nieuwbouw, minus het verbruik van gesloopte woningen en inclusief de verandering van het gasverbruik door functieverandering. De vermindering van het energiegebruik door sloop wordt berekend door het aantal te slopen woningen te vermenigvuldigen met het gasverbruik (verwarming + warm tapwater) van een oude flat (voor 1945) met een gemiddelde isolatie. Voor functieverandering is het gemiddelde gasverbruik (per m2) van een kantoor en een winkel genomen, vermenigvuldigd met 100 m2 en afgetrokken van het gasverbruik van de woningen die ervoor in de plaats komen.

ECN-C--00-091

13

De uitkomsten van deze berekeningen zijn in figuur 1 weergegeven.

miljoen m3 aardgas per jaar

Bos & Lommer

Osdorp

30 25 20

hoogbouw

hoogbouw

15

laagbouw

10 5 0 nu

nu + nieuw bouw

referentie

miljoen m3 aardgas per jaar

Geuzenveld/Slotermeer

nu

nu + nieuw bouw

referentie

Slotervaart/Overtoomse Veld

30 25 20

hoogbouw

hoogbouw

laagbouw

laagbouw

15 10 5 0 nu

nu + nieuw bouw

referentie

nu

nu + nieuw bouw

referentie

Figuur 1: Aardgasverbruik Bos en Lommer, Geuzenveld/Slotermeer, Slotervaart/Overtoomse Veld: • nu, • inclusief nieuwbouw (“nu+ nieuwbouw”)en • inclusief nieuwbouw en sloop/functieverandering (“referentie”)

14

Osdorp

en

ECN-C--00-091

De grafiek in figuur 1a is een sommatie van de grafieken in figuur 1:

situatie nu en referentie Parkstad

3

Miljoen m aardgas

120,0 100,0 80,0 hoogbouw

60,0

laagbouw

40,0 20,0 0,0 nu

nu + nieuwbouw

referentie

Figuur 1a:totaal aardgasverbruik Parkstad nu, “nu+ nieuwbouw” en “referentie” (nu+ nieuwbouw + sloop en funktieverandering)

ECN-C--00-091

15

Het werkelijke aardgasverbruik (Conceptrapportage Energiemonitoring Amsterdam 1998 [2]) voor de verschillende buurtcombinaties Bos en lommer, Geuzenveld/Slotermeer, Osdorp en Slotervaart/Overtoomse Veld (respectievelijk 18.5, 24.0, 20.6 en 24.3 mln. m³) komt redelijk overeen met het berekende aardgasgebruik (zie figuur 2). De maximale afwijking tussen berekeningsuitkomst en werkelijk verbruik is 17 % (gemiddeld 8,5%). Actueel gasverbruik Parkstad 30 Miljoenen m3 gas per jaar

gas berekend 25

gas gemeten

20 15 10 5 0 Bos & Lommer

Geuzenveld Slotermeer

Osdorp

Slotervaart Overtoomse Veld

figuur 2: Berekend en gemeten aardgasverbruik per buurtcombinatie Uit de figuur blijkt dat het werkelijk verbruik van aardgas gelijk is aan of lager is dan het bij de inventarisatie berekende verbruik. Hierbij moet worden vermeld dat het gasverbruik van Osdorp en Slotervaart/Overtoomse Veld in werkelijkheid hoger is omdat het gasverbruik voor blokverwarming niet in de gemeten waarde is opgenomen. Uiteindelijk kan worden geconcludeerd dat in de Westelijke Tuinsteden globaal evenveel aardgas wordt verbruikt als in vergelijkbare situaties elders in Nederland.

16

ECN-C--00-091

2.1.2 Elektriciteitsverbruik Het huidig elektriciteitsverbruik is voor de verschillende buurtcombinaties op wijkniveau berekend. In onderstaande figuur is het elektriciteitsverbruik per buurtcombinatie weergegeven.

Actueel elektriciteitsverbruik Parkstad 60

el.berekend Miljoenen kWh per jaar

50

el.gemeten

40

30 20 10 0 Bos & Lommer

Geuzenveld Slotermeer

Osdorp

Slotervaart Overtoomse Veld

Figuur 3 Elektriciteitsverbruik Westelijke Tuinsteden per buurtcombinatie Het berekende elektriciteitsverbruik is voor de buurtcombinaties Bos en Lommer, Geuzenveld/Slotermeer, Osdorp en Slotervaart/Overtoomse Veld, respectievelijk gelijk aan: 33.7, 43.7, 44.2 en 48.3 miljoen kWh. Vergeleken met het werkelijk elektriciteitsverbruik (Conceptrapportage Energiemonitoring Amsterdam 1998, zie referentie 2) voor de vier buurcombinaties (respectievelijk 27.2, 35.4, 40.5 en 45.0 miljoen kWh) treedt er een maximale afwijking van 19 % op (gemiddeld 12,5%). Uit de getallen blijkt dat het werkelijk verbruik van elektriciteit lager is dan het bij de inventarisatie berekende verbruik. Dat wil zeggen dat in de Westelijke Tuinsteden gemiddeld minder elektriciteit wordt verbruikt dan in vergelijkbare situaties elders in Nederland. De invloed van de afwijkende samenstelling van de bevolking naar herkomst ten opzichte van het gemiddelde in Nederland is in deze studie niet meegenomen. Elektriciteitsverbruik heeft een sterke relatie met het inkomen (meer dan aardgas). De inkomensinvloed is bij de berekening slechts globaal meegenomen.

ECN-C--00-091

17

2.1.3 Energiegebruik van woningen in Parkstad In de onderstaande figuur is een sommatie weergegeven van het aardgas- en elektriciteitsverbruik van de woningen in de buurtcombinaties uit de vorige paragrafen. Actueel gasverbruik Parkstad 180

Miljoenen m 3 gas resp. kWh per jaar

160

gas berekend gas gemeten

140

el.berekend el.gemeten

120 100 80 60 40 20 0

Figuur 3a: aardgas- en elektriciteitsverbruik woningen Parkstad

2.1.4 Maatschappelijke ontwikkelingen Door het vergroten van de differentiatie in woningtypen in de wijk en door de maatschappelijke ontwikkelingen zal de samenstelling van de bevolking veranderen. Zo zullen waarschijnlijk de tweede en volgende generaties allochtonen meer woonruimte opeisen dan hun ouders. Ook zal de verhouding tussen allochtonen en autochtonen wellicht veranderen. Het gemiddeld aantal bewoners per woning zal daardoor teruglopen met als gevolg bijvoorbeeld een mogelijk lager warmtapwaterverbruik per woning. Door de differentiatie van het woningaanbod en het grotere aandeel koopwoningen zal het gemiddelde inkomen in een hoger segment komen te liggen waardoor het energiegebruik sterk zal toenemen [9]. Deze effecten zijn niet meegenomen bij het bepalen van de referentie.

2.2

Utiliteitsgebouwen

Onder de categorie utiliteitsgebouwen vallen kantoren, ziekenhuizen, scholen, winkels, horeca, bejaardenoorden, sportaccomodaties en dergelijke. Het gemeten energiegebruik ziet er als volgt uit:

Bos en Lommer Geuzenveld/Slotermeer Osdorp Slotervaart/Overtoomse Veld

18

Mln m3 gas

Mln kWh el.

6,77 7,5 21,98 27,51

28,5 21,14 33,71 84,17

ECN-C--00-091

Door de onderverdeling in categorieën, die het energiebedrijf hanteert, is in het overzicht van het gasverbruik in de utiliteit ook het gasverbruik voor blokverwarming van flatwoningen opgenomen. Dit vertekent het beeld voor Osdorp en Slotervaart. Het energiegebruik in de utiliteit is voor een groot deel reeds gebonden aan een programma voor CO2 beperking: de meerjarenafspraken (MJA’s). Hieronder vallen onder andere de intramurale zorg, scholen (behalve basisscholen), supermarkten, sport en recreatie, grote delen van de industrie en zakelijke diensten zoals banken en verzekeringswezen en de NS. Ondanks dat voor deze categorieën reeds beleid is ontwikkeld wordt in dit onderzoek in het algemeen op de energie-aspecten van utiliteitsgebouwen ingegaan. In Parkstad zijn ook utiliteitsgebouwen van bedrijven en instellingen te vinden, die niet onder MJA’s vallen. Hieronder volgt een opsomming ervan met een ruwe schatting van het energiegebruik: categorie

gasverbruik [miljoen m3] gemeentelijke en maatschappelijke instellingen 15 een deel van de kleinere zakelijke dienstverlening 2 horeca bedrijven 1 winkels (behalve supermarkten) <1 ontmoetingscentra, theaters <1

elektriciteitsverbruik [miljoen kWh] 40 15 15 <1 <1

In de plannen van Parkstad is de volgende groei voorzien: ƒ 250.000 m2 kantoren (op een geschat huidig bestand van ongeveer 300.000) ƒ 40.000 m2 scholen (op een geschat huidig bestand van 236.000) ƒ 30.000 m2 winkels Voor utiliteitsgebouwen wordt geen overzicht gegeven van het bestaande en te verwachten energiegebruik zoals bij woningen omdat er te weinig gegevens voorhanden zijn over de aard van de gebouwen en het gebruik ervan.

ECN-C--00-091

19

20

ECN-C--00-091

3. OPTIES VOOR VERMINDERING ENERGIEVRAAG EN TOEPASSING DUURZAME ENERGIE 3.1

Inleiding

Ter inleiding op de volgende paragrafen volgen hier enkele algemene waarheden over energiegebruik in de gebouwde omgeving: Tijdens de gebruiksperiode zal doorgaans een veelvoud van de energie worden gebruikt die nodig was voor de bouw of renovatie (en nog nodig zal zijn voor verantwoorde afbraak). Beslissingen tijdens de herstructurering van een wijk en het ontwerp van gebouwen kunnen grote gevolgen hebben voor het energiegebruik in de toekomst. De inrichting van een wijk bepaalt in hoge mate mede de behoefte aan energie voor verwarming, verlichting en vervoer. Zeker bij hoge dichtheden hebben de vorm en plaatsing van gebouwen grote gevolgen voor het leefklimaat zowel binnen als in de directe omgeving van de gebouwen. Eén kilo isolatie bespaart tientallen kilo’s brandstof. Het steeds terugkerende energiegebruik is verraderlijk en wordt vaak onderschat. De prijs van een ventilator is niets vergeleken bij de kosten van de elektriciteit die door die ventilator tijdens zijn levensduur wordt gebruikt.

3.1.1 Volgorde van belangrijkheid In de volgende paragrafen worden aan de hand van de onderwerpen “woningen”, “utiliteitsbouw” en “stedenbouw” aanbevelingen gedaan voor (in volgorde van belangrijkheid): beperking van de energiebehoefte, het gebruik van duurzame energiebronnen en een efficiënte inzet van fossiele brandstoffen. Hierbij wordt de meeste aandacht besteed aan beslissingen die vroeg in het ontwerpproces plaatsvinden, onherroepelijk zijn en het energiegebruik voor een langere periode beïnvloeden. Het zo veel mogelijk verlagen van de energievraag is daarbij leidend, efficiënte opwekking volgend.

3.1.2 Referentie Als referentie werd in het vorige hoofdstuk de situatie omschreven van het energiegebruik van Parkstad binnen de planperiode bij een beleid van “business as usual”. De referentie bestaat dus uit het hele scala van bestaande bouw uit verschillende perioden, laagbouw, hoogbouw, nieuwbouw, etc. In dit hoofdstuk worden specifieke maatregelen geschetst voor de verschillende categorieën en het globale effect van de maatregel. Er is dus geen referentiewoning gedefinieerd zoals bij actuele besparingsprojecten vaak gebeurt. De referentie in dit hoofdstuk is “business as usual” en dus per categorie van leeftijd en bouwwijze verschillend. De besparingen worden aangegeven in percentages of in m3 aardgas en geven een indruk van het effect ervan. Vanwege de veelheid van categorieën binnen het werkgebied is de omrekening naar percentages van het geheel of absolute sommaties achterwege gelaten.

ECN-C--00-091

21

3.2

Woningen

In dit hoofdstuk wordt aangegeven op welke wijze vermindering van energievraag en verbetering van het energiegebruik bij woningen kan plaatsvinden. Het vergroten van het aantal woningen en de woningdifferentiatie in de wijk kan op verschillende manieren gebeuren. Het effect van de verschillende maatregelen op het energiegebruik komt aan de orde. Figuur 4 geeft een indicatie van de verhouding tussen de energiegebruiken behorende bij enkele voor Parkstad typische woonsituaties.

energetische woningtypologieen westelijke tuinsteden

m3/jr gas voor verw arming+w armtapw ater

3000

2500

2000

1500

1000

500

on ge is ol ee r

de rij tje on sw ge on is ol in ee g rd e id f la em t9 +d 0 ub m be 2 lg la s+ id em 4 cm +H Ris o gl as +1 2 cm is dg o +4 cm is o 60 id m em 2 +z on ne ni bo eu ile w r bo uw EP ni C= eu 1, w 4 bo uw EP C= 1, 0

0

Figuur 4: Energetische woningtypologieën Westelijke Tuinsteden. Links de ongeïsoleerde rijtjeswoning en verder van links naar rechts de 90 m2 flat in verschillende uitvoeringen, de 60 m2 flat en de nieuwbouwflat. • • • • •

22

De eerste kolom geeft het gasverbruik weer van een ongeïsoleerde rijtjeswoning uit de zestiger jaren. De tweede kolom geeft het gasverbruik weer van een grote flatwoning uit dezelfde periode. In de derde kolom is het gasverbruik weergegeven van dezelfde flat, maar dan nageïsoleerd eind jaren zeventig. De vierde kolom geeft het gasverbruik weer van de flatwoning uit kolom twee maar dan nageïsoleerd volgens de huidige normen. In de vijfde kolom is het effect te zien van de oppervlakte van de flatwoning. Veel van de flatwoningen in Parkstad zijn klein (circa 60 m2) en daardoor energiezuiniger dan de moderne flatwoning in Nederland (daarvoor werd 90 m2 aangenomen).

ECN-C--00-091

• • •

In de zesde kolom is het effect te zien van een zonneboiler op het gasverbruik van de genoemde kleine flatwoning. In de zevende kolom wordt het gasverbruik weergegeven van een standaard referentieflatwoning uit de energieprestatienorm (voorbeeldberekening uit 1995). In de achtste kolom is het gasverbruik weergegeven van dezelfde flatwoning volgens de huidige energieprestatienorm.

3.2.1 Na-isolatie bestaande bouw Het achteraf aanbrengen van isolatie in de bestaande bouw is in de meeste gevallen kosteneffectief en heeft op het totale energiegebruik het meeste effect als het gaat om vermindering van de CO2-uitstoot. Het bespaart dus meer dan het monteren van een HR-ketel en de maatregel levert gedurende langere tijd winst op. Het installeren van centrale verwarming met een HRketel zal zelfs een hoger energiegebruik opleveren ten opzichte van lokale verwarming in een ongeïsoleerde woning. Bij een flatwoning is de gasbesparing bij het aanbrengen van HR++-glas ongeveer 30% terwijl bij aanwezigheid van een HR-ketel bovendien het rendement van die ketel maximaal zo’n 10% zal stijgen. Die rendementsstijging is het gevolg van de door na-isolatie ontstane overcapaciteit in het verwarmingssysteem. De capaciteit van de radiatoren is berekend op de ongeïsoleerde situatie en is voor de na-geïsoleerde toestand overbemeten. Daardoor ontstaat als het ware een lage temperatuursysteem, zal in de ketel meer condensatie plaatsvinden en zal het rendement stijgen. Ongeïsoleerde muren zonder spouw geven in eerste instantie de mogelijkheid van dikkere naisolatie dan muren met spouw waarbij de dikte van de spouw een beperking is voor de dikte van de isolatie. Overigens kan ook de spouwmuur aan binnen- of buitenzijde extra geïsoleerd worden. Bij isolatie aan de buitenzijde wordt het ontstaan van koudebruggen voorkomen en neemt de binnenruimte niet af. Woningen die in de jaren zeventig en tachtig zijn geïsoleerd hebben doorgaans dubbel glas met een isolatiewaarde die ongeveer het dubbele is als die van enkel glas. Alhoewel het glasoppervlak in de gevel slechts ongeveer 30% bedraagt, is het warmteverlies door het glas nog ongeveer evenveel als het verlies door de gesloten geveldelen. Op dit moment zijn er glasproducten en kozijnen op de markt met een isolatiewaarde die ongeveer het dubbele bedraagt van die van het oorspronkelijke dubbele glas. Dat leidt tot een potentiële vermindering van het warmteverlies door de gevel met 25%. Een tweede ronde bij het naïsoleren van oudere woningen door het vervangen van dubbel glas en kozijnen is dus zeker het overwegen waard en kan meer opleveren dan bijvoorbeeld een HR-ketel of een warmtepomp. Het tegen extra extra isolatie isolatie wordt wordtvaak vaakonterecht onterecht Het gevaar gevaar van van oververhitting oververhitting als argument tegen aangevoerd. Isolatie zorgt er in principe voor dat ’s winters de kou en ’s zomers de warmte aangevoerd. Isolatie zorgt er in principe ’s winters de kou en ’s zomers de warmte buiten Onbelemmerde zontoetreding zontoetredingmetmet name op en oost en westgevels kunnen buiten blijft. blijft. Onbelemmerde name op oost westgevels (maar ook op oververhitting niet al te groot op het zuiden of op noorden zuid) kunnen veroorzaken. oververhittingEen veroorzaken. Een glasoppervlak niet al te grootgericht glasoppervlak gericht het enzuiden enigeenvorm op deopzuidgevel zijn zijn meestal voldoende maatregelen enigevan vormzonwering van zonwering de zuidgevel meestal voldoende maatregelenom oververhitting te voorkomen. Beperking warmteopwekking enenadequate adequate om oververhitting te voorkomen. Beperkingvan vandede interne interne warmteopwekking ventilatie vrijwel alle andere gevallen. ventilatievoldoet doen deinrest. De infiltratieverliezen nemen sterk af bij na-isolatie. Daarmee neemt de ventilatie van de woning ook af. Het is niet juist dit zonder meer te zien als energiebesparing omdat nu op een andere manier moet worden gezorgd voor voldoende ventilatie. Netto kan de verwarmingsenergie door kierdichting met meer dan 100 m3 gas per jaar verminderen.

3.2.2 Ventilatie bestaande bouw De zorg voor voldoende luchtverversing in woningen kan vanwege de toenemende isolatie niet voldoende worden benadrukt. Luchtverversing (ventilatie) is belangrijk voor gezondheid,

ECN-C--00-091

23

veiligheid en comfort. Een te hoge vochtigheid in huis veroorzaakt longziekten (cara); gassen en dampen die vrijkomen uit bouwmaterialen of inventaris kunnen schadelijk zijn voor de gezondheid en aardgas en de verbrandingsgassen ervan kunnen respectievelijk explosie en vergiftiging veroorzaken. Een gebalanceerd ventilatiesysteem (een apart afzuig- en toevoersysteem voor ventilatielucht) is daarom aan te bevelen, niet alleen vanwege de uitstekende ventilatie-eigenschappen maar ook vanwege de mogelijkheid van terugwinning van de warmte die naar buiten wordt afgevoerd. De winst van een dergelijk systeem is een paar honderd m3 gas per jaar per woning. Bij de meeste oudere flatwoningen is door de geringe beschikbare ruimte moeilijk gebalanceerde ventilatie aan te brengen. Meestal is er behalve een afzuigkap in de keuken helemaal geen ventilatiesysteem aanwezig. Of de lucht ververst wordt is afhankelijk van het openen van ramen. Een afzuigsysteem op toilet en douche met natuurlijke toevoer door ventilatieroosters in de kozijnen is dan een behoorlijke verbetering. Door het afzuigsysteem gaat echter veel energie verloren door het wegblazen van opgewarmde lucht van 20 graden. Een warmtepompboiler kan de warmte uit deze lucht gebruiken voor het opwarmen van tapwater in een boilervat. Hierdoor kan warmte uit de ventilatielucht worden teruggewonnen overeenkomend met ongeveer 100 m3 aardgas per jaar. Een rookgasafvoer zoals bij een geiser is niet nodig. Er is dus een grote vrijheid bij de plaatsing waardoor de leidinglengtes kort kunnen blijven.

3.2.3 Oriëntatie bestaande bouw De oriëntatie van woningen in een nieuwbouwplan is vaak willekeurig. Dezelfde gevel staat nu eens op het noorden dan weer op het zuiden. "Naoriënteren" van woningen is mogelijk door bij renovatie het glasoppervlak op het zuiden te vergroten en op het noorden te verkleinen. Door herindeling van de woning kunnen de ruimtes waar het meest wordt geleefd aan de zuidgevel worden gelokaliseerd. Een belemmering van zoninstraling in de vorm van een schuurtje of garage kan worden vermeden door verplaatsing van zuid- naar noordzijde van de woning. De zomerzon kan gemakkelijk worden geweerd door een luifel of markies. Dat is nodig omdat behalve de warmtewinst in de winter ook het aantal uren met oververhittingen in de zomer bij zuidgeoriënteerde huizen hoger is dan bij noordgeoriënteerde.

3.2.4 Flats versus laagbouw Verdichten kan plaatsvinden door bijbouwen in de vorm van vrijstaande woningen, twee onder een kap, rijtjeswoningen en flatwoningen. Globaal genomen zal de vrijstaande woning ongeveer 15% meer verwarmingsenergie gebruiken dan een rijtjeswoning door het grotere warmteverliesgevend oppervlak (meestal is het meer omdat de woning in zijn geheel ook groter is). De flatwoning gebruikt globaal ongeveer 25% minder energie dan de rijtjeswoning door vermindering van het verliesgevend oppervlak. Deze verschillen komen niet tot uiting in de beoordeling aan de hand van de energieprestatienorm maar zijn wel van belang bij de keuze tussen verschillende woningtypen. Ook de toename van het energiegebruik door grotere afmetingen van de woning komen niet tot uiting in de energieprestatiecoëfficient.

figuur 5: keuzemogelijkheden hoogbouw; optoppen, opvullen met laagbouw of hoogbouw

24

ECN-C--00-091

3.2.5 Aan-/opbouw versus nieuwbouw Het tussen-, aan- en opbouwen bij bestaande woongebouwen is een manier om de woonruimte in de wijk te vergroten. Ten opzichte van losstaande nieuwbouw tussen bestaande woongebouwen heeft aan- en opbouwen het voordeel van het verminderde verliesgevende oppervlak waardoor deze manier van bouwen 15 tot 25 % energiezuiniger is. Aan- en opbouwen zal meestal gepaard gaan met renovatie van het gebouw waaraan of waarop gebouwd gaat worden [20]. De overcapaciteit die hierdoor in de bestaande verwarmingsinstallatie ontstaat kan soms gebruikt worden voor de uitbreiding.

figuur 6: keuzemogelijkheden laagbouw; optoppen, opvullen met laagbouw in blokken of stroken Bij optoppen van bestaande gebouwen moet in aanmerking worden genomen dat de bezonning van de belendende bebouwing kan verminderen. De hoogste stand van de zon in midwinter heeft een elevatiehoek van 15 graden. Deze hoek bepaalt de afstand waarbij nog van de zonneenergie kan worden geprofiteerd in naburige woningen. De passieve zonne-energie die op de bovenste verdieping wordt geoogst gaat, in het geval dat ze te dichtbij staan, ten koste van de zonnewarmte die voordien in de noordelijk gelegen huizen werd gewonnen.

figuur 7: keuzemogelijkheden middelhoogbouw; optoppen, opvullen met laagbouw of hoogbouw Het dichtbouwen van openingen tussen bestaande middelhoogbouw kan de lichttoetreding in het gebied tussen de bebouwing sterk beïnvloeden. Het al dan niet dichtbouwen van een hoek kan bijvoorbeeld het verschil vormen tussen het ontstaan van een donkere hoek en extra lichttoetreding in het door de bebouwing omsloten gebied. Deze maatregel heeft dus soms grote gevolgen voor het elektriciteitsverbruik voor kunstlicht; daar moet tevoren goed naar gekeken worden.

ECN-C--00-091

25

figuur 8: dichtbouwen hoek creëert donkere binnenplaats

3.2.6 Warmtenet en bemetering in de bestaande bouw Aansluiting op een warmtenet veronderstelt een centraal verwarmingssysteem. Door een goede na-isolatie van oude woningen wordt de overschakeling van lokale naar centrale verwarming (die energetisch gezien niet voordelig is) minder urgent ten aanzien van comfortverhoging omdat de temperatuurverschillen binnen een goed geïsoleerde schil kleiner worden. Het aanbrengen van centrale verwarming in woongebouwen is een zeer ingrijpende operatie die veel bewonersoverleg vraagt. De cv neemt ruimte in en de aanwezigheid van leidingen in de woning wordt niet altijd op prijs gesteld. De cv moet zodanig worden ingebouwd dat de aanvoer- en retourleiding op één plaats de woning binnenkomen, worden bemeterd en akoestisch van de rest van het leidingsysteem worden gescheiden. De woningen die onlangs zijn voorzien van een HR-ketel of van een warmtekrachtsysteem verkeren vaak nog in een afschrijvingsperiode van die voorzieningen waardoor de bereidheid voor extra investeringen ten behoeven van een aansluiting op een warmtenet niet groot is. Woningen met blokverwarming of oude cv ketels zijn daarentegen geschikt voor aansluiting op een warmtenet. Nieuwe mogelijkheden voor een warmtenet worden geschapen wanneer in een wijk door verdichting een kritische grens wordt overschreden voor de haalbaarheid van een dergelijk systeem. Op dit moment circuleert onder specialisten een getal van 30 middelmatig geïsoleerde woningen per hectare en een ondergrens in aantal aansluitingen van 1000 per project. Een combinatie van hoge dichtheid nieuwbouw en bestaande bouw kan in de Westelijke Tuinsteden op sommige plaatsen mogelijkheden bieden voor een warmtenet. Beperkte mogelijkheden voor isolatie van spouwmuren in de bestaande bouw, niet al te hoge isolatie bij nieuwbouw, hoge tapwatervraag en de aanwezigheid van (blok-)cv-ketels, die aan vervanging toe zijn, vormen omstandigheden waarbij een warmtenet ingang kan vinden. Een hoge warmtapwatervraag, waarbij het warmtenet de warmte levert, is moeilijk te combineren met zonneboilers, een cv verwarmingselement in (af-) wasmachine en droger is daarentegen gunstig. Aansluiting op een warmtenet kan weliswaar CO2-uitstoot beperken met meer dan 20% maar vergt vaak extra subsidie voor de aansluitkosten, beperkt de vrijheid van de bewoners tot in de verre toekomst (lange terugverdientijd) om aanvullende energiebesparende maatregelen te nemen en vormt een risico ten opzichte van de ontwikkeling van de energiekosten. Bij projecten in de bestaande bouw is warmtekracht vaak economisch haalbaar. De besparing kan meer dan 20% bedragen. Zie verder paragraaf 3.5.4. Individuele bemetering van de warmtelevering aan flats is een optie om het energiegebruik voor verwarming terug te dringen. In de energieprestatienorm wordt gerekend met een vermindering 26

ECN-C--00-091

van 10% door bewuster gedrag van bewoners. De mogelijkheden voor warmtemeting zijn de laatste jaren sterk toegenomen. Er zijn radiografische gebruiksmeters op de markt die geen extra bekabeling behoeven. Ook hoogfrequente signalen over het bestaande elektriciteitsnet zijn mogelijk voor het transport van meetgegevens. Bij sommige projecten worden de flats onderling geïsoleerd om te voorkomen dat men stookt voor de buren als die de verwarming hebben uitgezet. Deze isolatie heeft natuurlijk ook een gunstig effect op geluidsoverlast in flats.

3.2.7 Lagere EPN nieuwbouw, EPB, EPA Bij nieuwbouw kan door het hanteren van een lagere EPC (de energieprestatiecoëfficient die met behulp van de energieprestatienorm wordt uitgerekend) meer energie worden bespaard. De hierboven genoemde effecten (flat vs. laagbouw, aanbouw vs. nieuwbouw) komen hierin niet tot uitdrukking. Bij het toepassen van de energieprestatienorm kan men verschillende keuzes maken die allemaal op dezelfde EPC uitkomen. Het zal duidelijk zijn dat (steden-) bouwkundige, passieve maatregelen gedurende langere tijd een gegarandeerd effect hebben dan installatietechnische maatregelen. Bovendien voorkomen dit soort maatregelen dat mogelijkheden voor verdere besparing in de toekomst worden geblokkeerd. Voorbeelden van dergelijke keuzes zijn: extra isolatie versus warmtenet, passieve zonne-energie in de vorm van warmte en licht, juiste oriëntatie van de nok van gebouwen voor plaatsing van zonne-systemen, etc. Bij bestaande bouw kan analoog aan de EPC op overeenkomstige wijze de EPB (energieprestatienorm voor de bestaande bouw) of de EPA (energieprestatienorm advies) gebruikt worden bij het beoordelen van plannen. Voor deze instrumenten gelden dezelfde beperkingen als voor de EPN. De EPB en EPA hebben (nog) geen wettelijke status in tegenstelling tot de EPN.

3.2.8 Overige maatregelen op gebouwniveau Onder specifieke omstandigheden kunnen besparende maatregelen extra voordelen bieden. Hoewel het aanbrengen van een mechanisch ventilatieysteem in bestaande woongebouwen moeilijk en duur is kan het in gebouwen langs de hoofdwegen in de wijk die extra te lijden hebben van geluidsoverlast een haalbare optie zijn. Dubbel, geluidwerend glas vereist ventilatieopeningen die voorzien zijn van suskasten. Een dure optie die lang niet altijd het gewenst resultaat oplevert. Mechanische ventilatie met warmteterugwinning is uit zichzelf geluidwerend en bespaart tevens 20 tot 40 % verwarmingsenergie. Zonneboilersystemen voor laagbouw zijn een optie die inmiddels met succes en op grote schaal wordt toegepast. Een zonneboilersysteem voor hoogbouw is lastiger in te passen. Na enkele minder geslaagde voorbeelden is er een project dat naar het zich laat aanzien goed scoort op het gebied van acceptatie en energiebesparing: de Brandaris in Zaandam. De officiële monitoringresultaten kunnen volgend jaar tegemoet worden gezien. Hotfill apparatuur kan de milieuopbrengst van zonneboilers verder verhogen. Het aanbrengen van zonneboilersystemen blokkeert de mogelijkheid van aansluiting op een warmtenet. Men zou kunnen besluiten toepassing van zonneboilersystemen in eerste instantie vooral te stimuleren in gebieden met lagere dichtheden die minder snel in aanmerking komen voor aansluiting op een warmtenet. Warmteterugwinning uit douchewater is door Gastec beproefd en is goed mogelijk. Bij een toename van het percentage energiegebruik voor douchen in de toekomst wordt deze optie interessant.

ECN-C--00-091

27

DuurzameEnergie Energie toegepast toegepast in in zonneboilersystemen en Duurzame en andere anderelage lagetemperatuursystemen temperatuursystemen wordensinds sindsdedeFlora Flora tete Bovenkarspel Bovenkarspel in 1999 vaak worden vaak in in verband verbandgebracht gebrachtmet metdedelegionella legionella bacterie.Dit Ditisisvaak vaakten tenonrechte. onrechte.Bijna Bijnaalle allelage lagetemperatuursystemen temperatuursystemeninindedebouw bouwbehalve behalvehet bacterie. het drinkwatersysteem (en bijvoorbeeld bevochtigingssystemen en koelers) natte koelers) zijn drinkwatersysteem (en bijvoorbeeld bevochtigingssystemen en natte zijn gesloten gesloten systemen. Bodemopslagsystemen, koel-, cv-systemen en dergelijke leveren dus systemen. Bodemopslagsystemen, koel-, cv-systemen en dergelijke leveren dus geen enkel geen enkel gevaar op in verband met de legionella. Omdat de legionella via de longen gevaar op in verband met de legionella. Omdat de legionella via de longen wordt verspreid (en infecteert (en niet maag) gaat het in principebubblebaden uit van douchewater, niet via de maag) gaatvia het de gevaar in principe uit gevaar van douchewater, en dergelijke. bubblebaden en dergelijke.kan Een zonneboilersysteem kan legionellavrij geconstrueerd Een zonneboilersysteem legionellavrij worden geconstrueerdworden net als de andere net als de andere De warmwatersystemen. legionella-bacterie gedijt het beste op de een40 warmwatersystemen. legionella-bacterie De gedijt het beste op een temperatuur van rond temperatuur vanbestand rond de 40 temperaturen graden en is hoger niet bestand tegen temperaturen hoger 60 graden en is niet tegen dan 60 graden. Het van tijd tot tijd dan opstoken graden. Het van tijd tot tijd opstoken van de warmwaterleidingen tot die temperatuur kan van de warmwaterleidingen tot die temperatuur kan besmetting voorkomen. Het is raadzaam het besmetting Het is raadzaam het ontwerp warm drinkwatersystemen op ontwerp voor voorkomen. warm drinkwatersystemen op deze aspecten voor te controleren. deze aspecten te controleren.

Het afsluiten van balkons door een extra glasgevel vergroot de leefruimte in flats, vormt een extra isolatieschil ten opzichte van buiten en kan extra energie besparen omdat de doorlopende betonvloer van het balkon vaak een koudebrug vormt. De extra gevel kan echter leiden tot extra energiegebruik als men het balkon niet op tijd afsluit als het kouder wordt. Het wegnemen van de tussengevel is de duidelijkste oplossing. In dat geval moet men rekening houden met het feit dat een glasgevel van HR++-glas in het gunstigste geval niet beter isoleert als een ongeïsoleerde spouwmuur. Het verdient dus de aanbeveling om een deel van het oppervlak bijvoorbeeld de borstwering uit te voeren met isolerende panelen met een goede isolatiewaarde. Het samenvoegen (soms ontduplexen genoemd) van gestapelde woningen leidt tot een lager energiegebruik van het gebouw (minder ventilatie en warmtapwater nodig) terwijl het gebruik per woning vaak minder wordt door isolerende maatregelen [19]. Per saldo kan deze maatregel per woning energieneutraal worden uitgevoerd. Ten aanzien van nieuwbouw in het duurdere marktsegment liggen in de domotica mogelijkheden voor energiebesparing. Domotica (samenvoeging van domus=huis en robotica of informatica) kan onder andere worden ingezet voor vermindering van ventilatie-energie door het schakelen van de ventilatie op aanwezigheid en voor het winnen van zonne-energie door intelligente schakeling van zonwering en kunstlicht.

3.2.9 Overige opwekking Door toepassing van een warmtepomp met zogenaamde energiepalen (heipalen uitgevoerd met vloeistofleidingen) als warmtebron kan 20 tot 30% primaire energie voor verwarming worden bespaard. De kosten van dit systeem zijn echter zo hoog dat ze moeilijk kunnen worden terugverdiend. Als echter de bodemwarmtewisselaar ook wordt gebruikt voor koeling op warme zomerdagen en dus de waarde vertegenwoordigt van een airconditioning-systeem dan zijn de extra kosten voor een toekomstige koper in het duurdere marktsegment te verantwoorden. Voor grotere projecten kan een bodemopslagsysteem interessant zijn als bron voor warmte. De absorptiewarmtepomp op aardgas wordt toegepast in een systeem dat geen bodemwarmtewisselaar nodig heeft en is daarom minder duur. Het systeem zal binnenkort worden geïntroduceerd op de markt. Allerlei vormen van mini- en microwarmtekracht zijn op dit moment in onderzoek zoals de stirlingmotor en brandstofcellen. In Westervoort bij Arnhem loopt een proef met brandstofcellen als warmtekracht voor enkele tientallen huizen. Marktintroductie zal nog enige tijd op zich laten wachten.

28

ECN-C--00-091

Het opwekken van elektriciteit door middel van zonnepanelen (pv-panelen, genoemd naar het engelse woord photovoltaïcs) op de woning is weliswaar duur maar geniet grote belangstelling en wordt sterk gestimuleerd.

3.2.10 Elektriciteitsverbruik Het gebouwgebonden elektriciteitsverbruik bestaat voornamelijk uit energie voor kunstverlichting. Bij de indeling van woningen kan rekening worden gehouden met het feit dat de ruimtes met de hoogste gebruiksfrequentie zoveel mogelijk in de daglichtzone worden gelokaliseerd (woonkamer, keuken). Het kunstlicht in de verkeerszones en het toilet kan op aanwezigheid worden geschakeld. Het energiegebruik voor permanente galerijverlichting en verlichting van trappenhuizen en kelders kan zeer hoog zijn (meer dan 100 kWh per flat per jaar, 3% van het totaal, is geen uitzondering). Het grootste deel van deze energie kan door een rendabele investering in bewegingsmelders worden terugverdiend. Deze melders vergroten bovendien de inbraak-veiligheid. Substitutie van elektriciteit door gas is mogelijk bij wasmachines, drogers en koelkasten. Als warmtebron wordt bij deze apparaten aardgas gebruikt in plaats van elektriciteit. De koelkast is in dit geval voorzien van een absorptiekoelapparaat (als in een caravan). Deze apparaten kunnen ook worden geDe besparingen op primaire energie bij drogers en wasmachines ligt tussen de 20 en 70% [13]. Om gebruik te kunnen maken van gasgestookte apparaten moet rekening gehouden worden met de installatie van een gasaansluiting in de opstellingsruimte evenals ventilatievoorzieningen voorzover niet reeds aanwezig. Verwarmen door een cvverwarmingselement is gunstiger dan hotfill. Hotfill van kleine aanrechtboilers levert echter niets op.

3.3 Effect van maatregelen voor woningen per buurtcombinatie en voor Parkstad als geheel In deze paragraaf zijn een aantal grafieken opgenomen, die een indruk geven van het mogelijk effect van enkele afzonderlijke maatregelen op het gasverbruik van de buurtcombinaties als ze consequent zouden worden doorgevoerd. In de voorbeelden worden de volgende maatregelen weergegeven: ƒ Na-isolatie voor oudere woningen; ƒ Lagere EPC voor nieuwbouw; ƒ Warmtenet voor hoogbouw. Het aardgasverbruik voor bovenstaande opties is per buurtcombinatie in figuur 9 weergegeven. De extra (na-)isolatie optie (kolom 2) is berekend door het aardgasverbruik van een woning in Amsterdam te vermenigvuldigen met 55/140 (55 m² is gemiddelde oppervlakte van een woning in de Westelijke Tuinsteden en 140 m² is de oppervlakte volgens “Klimaatverandering en lokaal beleid: Amsterdam”) en het aantal woningen per buurtcombinatie. Het aardgasverbruik werd vervolgens verminderd met de door het aardgasbesparingspakket verkregen besparing, de isolatievorm per bouwperiode in acht nemende. Voor het berekenen van het aardgasverbruik van woningen met een lagere EPC is als uitgangspunt een 20% lagere EPC genomen. De waarde 0,8 vermenigvuldigd met het benodigde aardgasverbruik voor verwarming en warm tapwater en het aantal nieuwbouwwoningen levert het nieuwe aardgasverbruik voor nieuwbouw met lagere EPC op. Het warmtenet is alleen berekend voor hoogbouwwoningen die zijn gebouwd in de bouwperiode 1946 t/m 1979. Bij deze optie is het totaal aantal woningen vermenigvuldigd met het aardgasverbruik voor verwarming en warmtapwater en vermenigvuldigd met 0,25 (reductie gasverbruik van 75%). De leidingverliezen zijn hierbij niet meegenomen. Deze zijn uiteraard afhankelijk van de afstand tot de warmteopwekkingsinstallatie en kunnen oplopen tot 15%.

ECN-C--00-091

29

miljoen m3 aardgas/jaar

Bos & Lommer

Osdorp

25,00 20,00 15,00

hoogbouw

hoogbouw

10,00

laagbouw

5,00 0,00 referentie

ref.+extra iso ref. + lagere epc

ref. +WN

referentie

ref. + lagere epc

ref. + WN

Slotervaart/Overtoomse Veld

Geuzenveld/Slotermeer miljoen m3 aardgas/jaar

ref.+extra iso

25,00 20,00 hoogbouw

15,00

hoogbouw 10,00

laagbouw

laagbouw

5,00 0,00

referentie

ref.+extra ref. + lagere ref. + WN iso epc

referentie

ref.+extra iso ref. + lagere epc

Figuur 9: Aardgasverbruik Bos en Lommer, Geuzenveld/Slotermeer, Slotervaart/Overtoomse Veld na verschillende maatregelen (WN is warmtenet).

ref. + WN

Osdorp

en

De genoemde maatregelen zijn bedoeld als een theoretisch voorbeeld. Het effect van andere maatregelen of combinaties van maatregelen kan op dezelfde wijze worden geïllustreerd. In figuur 9a wordt een sommatie weergegeven van de grafieken uit figuur 9:

opties energiegebruik Parkstad

100,0

Miljoen m 3 aardgas

90,0 80,0 70,0 60,0 50,0

hoogbouw

40,0

laagbouw

30,0 20,0 10,0 0,0 referentie ref.+extra ref. + ref. +WN iso lagere epc

figuur 9a: opties energiegebruik Parkstad

30

ECN-C--00-091

3.4

Utiliteitsgebouwen

De utiliteitsgebouwen bestaan voor meer dan de helft uit kantoorgebouwen. Het gebouwgebonden energiegebruik van kantoren bestaat voornamelijk uit verwarming, ventilatie, verlichting en koeling. De kantoorgebouwen zijn ruwweg onder te verdelen in drie categorieën: 1. kleinere kantoorgebouwen (kleiner dan 1000 m2), 2. middelgrote kantoren (tussen 1000 en 5000m2) en 3. grote kantoren (groter dan 5000 m2). Onder de eerste categorie vallen de meeste oudere kantoren (slecht geïsoleerd, energieintensieve verlichting), de tweede categorie is meestal voorzien van mechanische ventilatie die veel energie gebruikt en de derde categorie bevat veel jonge gebouwen die veelal voorzien zijn van koeling. De hier genoemde specifieke eigenschappen van kantoren worden in de volgende paragrafen verder toegelicht.

3.4.1 Hoogbouw versus laagbouw Bij grote kantoorgebouwen is het warmteverliesgevend oppervlak (door een lagere oppervlaktevolumeverhouding) meestal minder dan bij kleine gebouwen. Daardoor is het warmteverlies minder bij grote gebouwen (compacte bouw). Echter de energie voor verlichting, ventilatie en koeling kan bij grote kantoorgebouwen aanmerkelijk meer zijn dan bij kleine gebouwen zodat de winst door de lagere verwarmingsenergie meer dan gecompenseerd wordt door de hogere verlichtings- en koelingsenergie. Een gunstig compromis is slanke hoogbouw. Hierbij is de opgave voor de stedenbouwkundige en de architect om gebouwen te construeren die compact zijn (een groot aaneengesloten volume) en toch veel werkplekken direct grenzend aan de gevel hebben. Deze gebouwen kenmerken zich door toepassing van daglicht gestuurde verlichting en een groot aandeel van natuurlijke ventilatie bij de koeling van het gebouw door te openen ramen. De indeling van het gebouw moet zodanig zijn dat de secundaire ruimtes (verkeersruimtes, archieven en vergaderruimtes) in de kunstlichtzone liggen en dat alle werkplekken zich bij de gevel in de daglichtzone bevinden. De verhouding tussen primaire en secundaire ruimtes is dan dus bepalend voor de afstand van de gevels.

figuur 10: daglichttoetreding in winkel (Osdorpplein)

3.4.2 Koeling De hoeveelheid koelenergie kan vooral bij grotere kantoorgebouwen de energie voor verwarming of verlichting evenaren en is dus een belangrijk besparingsdoel. Het vermijden van koelenergie begint bij een goed gebouwconcept. Het glaspercentage in de gevel moet bijvoorbeeld niet groter zijn dan noodzakelijk is voor daglichtbenutting vanwege oververhitting

ECN-C--00-091

31

door de zon. Door een oriëntatie van de gevels op zuid en noord is een optimale zonwering mogelijk. Op oost en westgevels is dat ingewikkeld bij lage zonnestanden. Uitgaande van een gegeven gebouw is het verminderen van het elektriciteitsverbruik in het kantoor een belangrijk aspect voor vermijding van koelenergie. Immers vroeg of laat wordt deze energie omgezet in warmte. Dus energiezuinige kantoorapparatuur en energiezuinige verlichting helpt bij het koelen. De zon moet effectief worden geweerd en de warmteterugwinning moet intelligent werken (als het in de zomer buiten warmer is dan binnen dan moet hij werken maar andersom, bijvoorbeeld in de zomernacht, niet). Als ondanks de preventieve inspanning toch oververhitting plaatsvindt kan allereerst gebruik worden gemaakt van de massa van het gebouw en de nachtelijke temperatuurdaling van de buitenlucht om koeling te genereren. Het op deze wijze koelen van de gebouwmassa moet door natuurlijke ventilatie plaatsvinden omdat mechanische ventilatie veel elektriciteit kost. De warmteterugwinunit kan worden gebruikt om verdampingskoeling in het gebouw te brengen (vernevelen van water). De bodem kan koude leveren in de vorm van buizen in de grond waardoor de ventilatielucht wordt voorgekoeld voordat ze het gebouw instroomt (vooral bij lage gebouwen). Bodemwarmtewisselaars en, voor grotere vermogens, aquifers en diep oppervlaktewater kunnen grote hoeveelheden koude leveren. Er zijn systemen op de markt om met behulp van verdamping en een absorptiewiel koude, droge lucht te maken waarna het absorptiewiel door de warmte van een zonnecollector weer wordt drooggestookt. In deze alinea werden duurzame manieren opgesomd om een gebouw te koelen. Als deze mogelijkheden tekort schieten kan met efficiëntie gebruikmaking van fossiele brandstoffen ook koeling worden gerealiseerd. Hierbij kan men denken aan toepassing van een absorptiekoelmachine die wordt aangesloten op een warmtekrachtinstallatie of een warmtenet. Tenslotte kan nog worden opgemerkt dat het koelvermogen van een conventionele koelmachine bij buitentemperaturen onder de 12 graden meestal kan worden vervangen door dat van droge koelers. Bij het ontwerp van nieuwe installaties voor gebouwen vergroot men de toekomstige mogelijkheden voor energiebesparing door toepassing van lage temperatuur verwarmingssystemen en hoge temperatuur koelsystemen. Warmtepompen, zonnecollectoren maar ook HR-ketels hebben een hoger rendement bij een lage temperatuur verwarmingssysteem terwijl de mogelijkheden voor koeling met behulp van koude uit de bodem aanzienlijk toenemen bij een relatief hoge temperatuur koelsysteem.

3.4.3 Lagere EPC De EPC kan worden verlaagd door het vergroten van de daglichtzone in een gebouw (werkplekken bij de gevel en een optimaal glaspercentage ten opzichte van lichttoetreding en oververhitting) in combinatie met daglichtgestuurde verlichtingsarmaturen en toepassing van natuurlijke ventilatie en/of warmteterugwinning. Bij toepassing van mechanische koeling moet worden bedacht dat daardoor de EPC minder stijgt dan het werkelijke energiegebruik (ref.: F. Ligthart, C. Zijdeveld, Bruikbare energieprestatienorm voor utiliteitsgebouwen. ECN-P-96001). De combinatie van natuurlijke ventilatie en zomernachtkoeling kan resulteren in een optimaal comfort tegen de laagst mogelijke energiekosten. Aansluiting op een warmtenet met absorptiekoeling kan voor grote gebouwencomplexen een optie zijn alsook koeling en verwarming door toepassing van seizoenopslag. Uit deze opsomming kan worden geconcludeerd dat maatregelen op gebouwniveau en op wijkniveau elkaar kunnen beïnvloeden. Integraal werken is dus noodzaak. De warmte- en koudevraag van een gebouw met warmteterugwinning en passieve (zomernacht-) koeling kan dermate laag zijn dat een systeem voor seizoenopslag in aquifers echter niet meer rendabel is. Bij dit soort afwegingen kan de keuze voor passieve maatregelen (vermijden van de energievraag) een voordeel opleveren ten opzichte van grote investeringen in energieopslag of een warmtenet waarbij toekomstige veranderingen in de energievraag voor koeling en 32

ECN-C--00-091

verwarming moeilijk kunnen worden gevolgd. De elektriciteitsvraag per computer en andere kantoorapparatuur en voor verlichting daalt gestaag. Daardoor kan in de toekomst wellicht de koelvraag en de warmtevraag voor kantoren uit balans raken. Toepassing van zonnepanelen die stroom opwekken (zogenaamde fotovoltaïsche zonnepanelen) kunnen niet worden afgeschreven op alleen de opbrengst van de stroom die ze leveren. Als ook de publiciteitswaarde wordt meegenomen die van een gebouw met zonnepanelen uitgaat ziet de balans er al veel gunstiger uit. Onlangs heeft men zonnepanelen ontwikkeld waarvan men de kleur zelf kan kiezen. Daarmee is het zonnepaneel een instrument geworden voor architectonische verfraaiing van een gebouw en kan daardoor zijn geld dubbel en dwars waard zijn, bijvoorbeeld als gevelbekleding.

3.5

Openbare ruimte, stedenbouw, collectieve systemen

Op wijkniveau kan winst worden gehaald door een optimale ruimtelijke ordening, architectuur en afstemming van de energievraag van meerdere projecten. De aanleg van een warmte- en/of koudenet is een voorbeeld daarvan. Voor een kleinschalig project is dit vaak niet interessant terwijl voor meerdere projecten samen een winstgevende systeem kan worden opgezet.

3.5.1 Vorm, plaatsing oriëntatie van gebouwen Vanwege de verschillende behoefte van woningen en kantoorgebouwen is ook de preferente plaatsing in de wijk verschillend. Woningen hebben verhoudingsgewijs een grotere behoefte aan directe, onbelemmerde zonnestraling voor verwarming van de leefruimte (passieve zonneenergie) en eventuele zonneboilers, terwijl kantoren een grotere behoefte hebben aan (indirect) licht. Daarom is oriëntatie van woningen op het zuiden van belang evenals plaatsing ten zuiden van (kantoor-)hoogbouw, die bij voorkeur aan de noordzijde van de wijk, grenzend aan een verkeersweg, park of water, gelegen is. Uit energetisch oogpunt is om dezelfde redenen de situering van woningen bovenop kantoren, waar deze combinatie zich voordoet, gunstig. Deze woningen kunnen bovendien profiteren van overtollige warmte van (koeling van) kantoren. Door de geconcentreerde, dagelijks terugkerende stromen van mensen van en naar grote kantoorlocaties is nieuwbouw van grote kantoorgebouwen op loopafstand van openbaar vervoer te prefereren en anderszijds de uitbreiding van openbaar vervoer naar groeiende kantoorlocaties te stimuleren. Het energiegebruik voor woon-werkverkeer met de auto is immers in omvang te vergelijken met het energiegebruik in kantoor en woning. In dichtbebouwde gebieden met veel hoogbouw zoals de strategische projecten kan een situatie ontstaan dat daglicht op maaiveldniveau een schaars goed begint te worden omdat de hemel voor het grootste deel wordt afgeschermd door de hoogbouw. De plaatsing van de gebouwen ten opzichte van elkaar, de vorm en vooral ook de kleur van gebouwen kan een groot effect hebben op de daglichttoetreding in de onderste lagen van de bebouwing. Door simulaties met software die op dit moment voorhanden is kunnen voorspellingen worden gedaan over de daglichttoetreding en het effect van alternatieven die wellicht aanwezig zijn. Parkeergarages, bioscopen, disco’s en dergelijke hebben geen behoefte aan daglicht. Soms is daglicht zelfs ongewenst. Plaatsing in de kern van, of onder de gebouwmassa waarbij kantoren of appartementen de buitenschil vormen is energetisch optimaal. Winkeliers bepalen bij voorkeur zelf de belichting van hun producten door kunstlicht en hebben daarom weinig behoefte aan daglicht. Het lokaliseren van winkels in de plint van hoogbouw is ook uit sociaal oogpunt te prefereren. Winkelcentra met passages en overdekte winkelstraten vormen als het ware een apart en eigen binnenklimaat. Daarom kunnen winkels en overdekte winkelstraten het beste als een geheel worden geschouwd waarbij door een beheerder zowel warmte, koude als verse lucht wordt aangeboden. Naargelang de grootte van het complex kan warmte en koude onderling en wellicht over de seizoenen worden uitgewisseld.

ECN-C--00-091

33

figuur 11: parkeergarages kunnen efficiënt ondergronds (concept Verstraeten) [18]

3.5.2 Microklimaat Op dit moment is de verhouding tussen hard oppervlak (bebouwing en bestrating) en horizontaal en verticaal groen (gras, bomen en struiken) redelijk in evenwicht in de Westelijke Tuinsteden. Door verdichting en intensivering van de gebruiksruimte vraagt het microklimaat in delen van het gebied de aandacht. Met name bij de zogenaamde strategische projecten waarbij de ruimte op verschillende niveau’s intensief gebruikt wordt kan het “Urban Heat Island-effect” zich voordoen. In Amerika is veel onderzoek gedaan naar dit verschijnsel waarbij in stadscentra met name in stadsdelen met veel kantoorhoogbouw in de zomer een, ten opzichte van het platteland sterk verhoogde buitentemperatuur optreedt. Dit is het gevolg van een hoge warmteabsorptie van door de zon beschenen steenmassa’s en het ontbreken van verdamping door groen. Hoewel de zomerse temperaturen in de Nederlandse steden niet zo hoog zullen worden als in de Amerikaanse vanwege de hoger breedtegraad waarop we ons bevinden, zal toch een in dit opzicht negatieve invloed uitgaan van de toename van de bebouwingsdichtheid. Het is dus goed om de implementatie van het groen zoveel mogelijk te stimuleren.

34

ECN-C--00-091

figuur 12: Osdorpplein; veel verharding Bomen, struiken, gras en andere planten verdampen in de zomer grote hoeveelheden water en koelen daardoor de omringende lucht af. Ook de beschaduwing door groen geeft een temperatuurverlaging terwijl ventilatie dóór het gebladerte behouden blijft. Zo kan de temperatuur onder begroeiing tot 7 graden lager zijn dan in de directe zon. Begroeiing van horizontale en verticale vlakken kunnen de piek in de luchttemperatuur op de zomerdag met één of meerdere graden omlaag brengen. Per graad buitentemperatuurdaling wordt een besparing bereikt op de koelvraag van gebouwen van 20 %. Aangezien de koelvraag van gebouwen gedurende de afgelopen jaren enorm is gestegen en de energievraag voor koeling in dezelfde orde van grootte kan liggen als de energie voor verwarming, is zorg voor voldoende “groen op straat” geen overbodige luxe.

ECN-C--00-091

35

urban heat island profile 33

graden celsius

32

31

30

29

28 DOWNTOWN

URBAN RESIDENTIAL

COMMERCIAL

PARK

SUBURBAN RESIDENTIAL

RURAL FARMLAND

RURAL

figuur 13: het Urban Heat Island effect; verhoging van de piek in de buitenluchttemperatuur tijdens warme zomerdagen in centra met kantoorhoogbouw (bron: college prof. Santamouris, universiteit van Athene). Vergroting van het verhard oppervlak in met name de gebieden met een zeer hoge dichtheid van gebouwen zoals de strategische projecten heeft tot gevolg dat regenwater snel wordt afgevoerd en geen gelegenheid krijgt in de bodem te bezinken. Immers het regenwater van daken en bestrating verdwijnt grotendeels regelrecht in het riool. Een verlaging van het grondwaterpeil kan hiervan het gevolg zijn. Bomen en struiken die veel water verdampen kunnen het daardoor moeilijk krijgen met het opnemen van voldoende water. Om de verdamping (en de groei) van bomen in stand te kunnen houden en te bevorderen kan het noodzakelijk zijn door middel van een kunstmatig bevloeiingssysteem bomen en planten van water te voorzien. Er zijn systemen op de markt die per boom of struik per tijdseenheid een vastgestelde hoeveelheid water kunnen suppleren. Drieachtste deel van het oppervlak van Amsterdam bestaat uit verdampend oppervlak (een kwart water en eenachtste groen) [8]. Dat komt overeen met een koelend vermogen op een warme dag van ongeveer 400 MW. Dat is de reden dat Amsterdam niet gauw oververhit raakt en op warme dagen nog relatief goed aanvoelt. Amsterdam staat bekend als een lommerrijke stad. Bomen en begroeiing bevorderen de afkoeling in de winter niet: de verdamping gaat bijna naar nul door sluiting van bladmondjes op koude dagen, tot bladverlies in de winter waardoor de passieve verwarming door de zon volop de kans krijgt.

36

ECN-C--00-091

figuur 14: In de wijk la Defense (Parijs) heeft men geprobeerd langs de as van de wijk veel groen en water (verdampend oppervlak) te concentreren. Het effect op de totale wijk is inmiddels door de sterke groei geminimaliseerd. Donkere gebouwen nemen voor de omgeving veel licht weg. In het kolossale gebouw rechts op de voorgrond heeft men geprobeerd om door een uitsparing en door een glazen atrium daglicht in de kern van het gebouw te brengen. Aanleg en beheer van groen in de wijk heeft ook een relatie met het laatste onderwerp uit dit hoofdstuk: verkeer. De helft van de autokilometers in Nederland wordt besteed aan boodschappen, familie, recreatief verkeer en dergelijke. Recreatiemogelijkheden zoals een park op loopafstand vermindert de noodzaak voor een autorit naar een ander stadsdeel. Begroeiing heeft een dempend effect op het indirecte (verkeers-)geluid dat via harde gevels wordt gereflecteerd.

3.5.3 Seizoenopslag van warmte en koude Met seizoenopslag van warmte en koude kan de primaire energiebehoefte van een groot gebouw of een cluster van gebouwen sterk worden verlaagd. ’s Zomers kan met het water uit een waterhoudende aardlaag (aquifer) worden gekoeld en ’s winters kan met het opgewarmde water al of niet met tussenkomst van een warmtepomp worden verwarmd. De strategische projecten in parkstad bieden kansen voor een dergelijke aanpak. Seizoenopslag van warmte en koude in aquifers is een techniek die op dit moment zeer populair is als energiebesparende techniek. In principe is het een energiebesparende, duurzame optie. Echter, misbruik ligt op de loer. Omdat koelen en verwarmen nog maar een klein deel van de energie kost ten opzichte van voorheen worden gebouwen ontworpen van glas die op de conventionele manier onacceptabel veel energie zouden kosten voor koelen en verwarmen maar nu kunnen worden “goed gerekend” met behulp van de techniek van aquifers. De techniek van aquifers is een goede manier van energie besparen maar zeker geen eindstation. De eerste en belangrijkste opgave is nog steeds: de energievraag verminderen door goede architectuur: intrinsiek zuinig bouwen door onder andere daglichtbenutting en passief koelen en verwarmen. Warmteterugwinning is een techniek die niet meer “mag” bij seizoenopslag omdat de bron in evenwicht moet worden gehouden met aanvoer van koude in de winter. Als de koude vraag echter vermindert (door omschakeling van desktop- naar notebookcomputers, bijvoorbeeld) gaat het gebouw in de winter dus ook meer energie gebruiken.

ECN-C--00-091

37

Vanwege de grote diepte kan de Sloterplas geschikt zijn voor koelen en verwarmen van gebouwen [14]. Benutting voor zowel koelen als verwarmen is gunstig voor een rendabel bedrijf. Koelen is zonder meer mogelijk met het water dat op een diepte van ongeveer 30 meter een constante temperatuur heeft van 10 graden. Verwarmen is mogelijk door toepassing van een warmtepomp die de warmte uit het water van 10 graden naar een temperatuur van 40 tot 50 graden kan brengen met een rendement dat aanmerkelijk hoger is dan dat van een HR-ketel. Bij ondieper water koelt het water op de bodem af en is onbruikbaar voor de warmtepomp. Het diepste punt ligt dicht bij het Osdorper Plein. Toepassing dáár ligt daarom voor de hand maar kan ook elders worden onderzocht. De benutting van warmte en koude uit de Sloterplas heeft nog een ander voordeel namelijk verbetering van de kwaliteit van het oppervlaktewater. Door sterke opwarming van de bovenste waterlagen in de zomer vindt overmatige algengroei plaats. Door lucht naar de diepere lagen te pompen vindt destratificatie (thermische menging) plaats waardoor de bovenlaag minder warm wordt. De pompenergie die daarvoor nodig is kan worden gebruikt voor het hiervoor beschreven doel. Zodoende kan een dubbel milieubelang worden gediend. Bij de Nieuwe Meer is de situatie vergelijkbaar. De ontwikkeling van het gebied Rieker Polder en Rieker Haven biedt mogelijkheden voor een haalbaarheidsonderzoek naar deze optie. Beide systemen zijn bij NUON ter sprake gebracht in verband met de Westelijke Tuinsteden. Op dit moment heeft het warmtenet de prioriteit bij NUON als het gaat om grootschalige projecten. Dit systeem is immers ook geschikt voor koelen (absorptiekoeling) en verwarmen en heeft ook een duurzame component omdat 50% van de in de AVI (afvalverbrandingsinstallatie) verstookte brandstof biomassa is. Een zonnecollector kan warmte genereren voor verwarming van een gebouw maar ’s winters is er veel vraag en weinig aanbod. Door opslag van warmte in de bodem tijdens de zomer kan in de winter met de opgeslagen warmte en een warmtepomp de verwarming van huizen met lage CO2 uitstoot worden gerealiseerd. De opgeslagen warmte mag relatief laag van temperatuur zijn zoals afkomstig van oppervlaktewater. Asfalt is in dit verband een goede warmtebron. De absorptie van zonne-energie is goed. De optie is echter te duur wanneer de dekking van de kosten alleen uit verwarming van huizen moet komen. Het verlengen van de levensduur van het wegdek is minstens een even goede reden om asfalt te koelen in de zomer. Door deze combinatie van functies kan een sluitende exploitatie van warmte uit asfalt worden gevonden. Als voorbeeld hiervan zou de remise van een buslijn kunnen dienen. Haalbaarheidsonderzoeken moeten uitwijzen of in de Westelijke Tuinsteden projecten kunnen worden gerealiseerd.

3.5.4 Gecombineerde opwekking Door een grote warmtekrachtinstallatie (STEG) kan 20-25 % primaire energie worden bespaard ten opzichte van HR ketels. Deze energievoorziening is echter slechts rendabel bij hoge dichtheden zoals gestapelde bouw. (In hoofdstuk 3 wordt als voorbeeld een reductie van het gasverbruik genoemd van 75% bij toepassing van een warmtenet. Het verschil met het hier genoemde getal zit in de leidingverliezen en het rendementsverlies van de elektriciteitsopwekking bij warmtebenutting) Kleinere warmtekrachteenheden zoals gasmotoren kunnen veel minder energie besparen: 3% bij laagbouw en 7 tot 10% bij gestapelde bouw en een EPC =1,0. Verzurende emissies moeten daarbij op de koop toe worden genomen en het bedrijf is nauwelijks rendabel. Bij een EPC =0,8 zijn de leidingverliezen ongeveer gelijk aan de bespaarde energie en is met een warmtekrachtinstallatie volgens de bestaande techniek geen energie te besparen [10]. Ook financieel is nauwelijks winst te behalen door de korte bedrijfstijd van de opwekkingsinstallatie door het korte stookseizoen bij woningen met een lage EPC. Energiecentrales voor warmte, elektriciteit en koeling in de wijk nemen ruimte in en produceren geluid, warmte en vaak ook waterdamp. De ruimte bovenin gebouwen is duur en wordt meestal gebruikt voor directievertrekken. Daarom worden energiecentrales bij voorkeur op 38

ECN-C--00-091

maaiveldniveau geplaatst. Voor het microklimaat in het stadscentrum zijn deze centrales niet bevorderlijk. De warmteuitstoot kan het beste bovenin het gebouw plaatsvinden terwijl de motoren en compressoren het beste onder straatniveau kunnen worden geplaatst. Bij warmte en koudeopslag in de bodem vindt veel minder uitwisseling plaats van warmte en geluid met de stedelijke omgeving (koeltorens) en past daarom goed in dichtbebouwd gebied. Ook uit deze overwegingen blijkt het gunstige effect van passieve maatregelen voor koeling. Biomassa Het benutten van biomassa binnen de wijk stuit meestal op problemen met betrekking tot het volume van de brandstof (vervoer, opslag) en stankoverlast van grondstof of rookgassen. Daarom lijkt vergassing op afstand een betere oplossing. De warmte die daarbij wordt geproduceerd bepaalt in feite de plaats: dichtbij een industrie die die warmte gelijktijdig en het hele jaar lang kan benutten.

3.5.5 AVI havens west Onlangs is het bedrijf Westpoort Warmte (WPW) in het leven geroepen door de Gemeentelijke Dienst Afvalverwerking (GDA) en Nuon (voorheen Energie Noord West). Het thermisch vermogen is afkomstig uit de afvalverbrandingsinstallatie (AVI) te Amsterdam. Het bedrijf gaat niet-gegarandeerde warmte leveren aan bedrijven in het westelijk havengebied [12]. Het ontstaan van dit bedrijf biedt mogelijkheden voor de Westelijke Tuinsteden. Er wordt op dit moment reeds hardop gedacht over aansluiting van de bebouwing van het Bos en Lommerplein en omgeving. Allereerst zijn daar plannen voor overbouwing van de Einsteinweg en herinrichting van het plein. Ook het GAK met grote kantoorlocaties heeft belangstelling. De tarieven voor vastrecht en de prijs per GJ zijn inmiddels vastgesteld. De kosten van de aansluiting worden per geval bepaald. Zo zijn de kosten voor aansluiting van het GAK complex bij benadering 1 miljoen gulden. Bij aansluiting voor niet gegarandeerd vermogen komen de aansluitkosten te vervallen en wordt warmte geleverd voor de basiswarmtevraag die een groot deel van het jaar aanwezig is (veel bedrijfsuren). De brandstof bestaat voor 50% uit biomassa. Dit deel kan dus worden aangemerkt als duurzame energie. Door de hoge bijstook-factor van de hogedruk stoomcentrale van de AVI moet echter een relatief grote hoeveelheid extra fossiele brandstof in rekening gebracht worden waardoor het duurzame aandeel van de warmtelevering vermindert (in simpel Nederlands: door de warmte-aftap gaat het rendement van de elektriciteitsopwekking achteruit; dit kost elders extra fossiele brandstof). Of de netto CO2 reductie de moeite waard is zou eerst moeten worden onderzocht. Het benodigde thermische vermogen voor een warmtenet voor dat deel van Parkstad dat rendabel zou kunnen zijn is voorhanden in de bestaande AVI-centrale.

ECN-C--00-091

39

figuur 15: Bos & Lommerbuurt De bebouwingsdichtheid en het specifieke warmtegebruik van de volgende deelgebieden is geschikt voor een warmtenet: Bos en Lommer, de hoogbouw-as van Slotermeer, centraal Geuzenveld, langs de Slotervaart en Slotervaart langs het spoor en Osdorp Midden. Of de installaties van de gebouwen zonder meer geschikt is voor aansluiting op een warmtenet moet nog worden onderzocht.

3.5.6 EPL Maatregelen op gebouwniveau en op wijkniveau kunnen in de EPL (energieprestatie op locatie) waarde worden uitgedrukt. De EPL is uitsluitend bedoeld voor nieuwbouwwijken. De waarde van EPL=6 vertegenwoordigt de normale situatie. De waarde van EPL=10 vertegenwoordigd een wijk waarvan de CO2 uitstoot per saldo over het jaar nul is (er wordt evenveel duurzame energie opgewekt als verbruikt). Per punt geeft de EPL dus een vermindering van de CO2uitstoot aan van 25%. Voor de nieuwbouw in de Westelijke Tuinsteden zou men als ambitieniveau een EPL van 8 kunnen hanteren: een vermindering van 50%. Deze EPL is dan opgebouwd uit een verbetering van de EPC met 25% door voornamelijk isolerende maatregelen en bijvoorbeeld zonneboilers en een verbetering van de opwekking ten behoeve van de wijk bijvoorbeeld door aanleg van een warmtenet wat nog eens 25% vermindering van de CO2uitstoot tot gevolg heeft.

3.5.7 Verkeer Uit algemeen verkeersonderzoek blijkt dat per inwoner en per jaar binnen de wijk ongeveer 1000 autokilometers worden afgelegd. Dit komt ongeveer overeen met een energiegebruik van 100 m3 aardgas. Dit energiegebruik kan met tientallen procenten worden verminderd door stimulering van het gebruik van de fiets en het openbaar vervoer. Bij de herinrichting van Parkstad en met name de groenstroken in het stadsdeel moet het fietsverkeer als uitgangspunt worden genomen, en niet de auto, bij de verbinding van woongebieden en winkelcentra. Snelle en veilige fietsverbindingen, goede fietsenstallingen en kluizen bij winkelcentra en

40

ECN-C--00-091

aansluitpunten voor openbaar vervoer stimuleren het gebruik van de fiets. De ondergeschikte rol van het fietsverkeer op kruisingen kan gemakkelijk worden doorbroken door de aanleg van detectielussen voor fietsen zodat het licht bij nadering op groen springt . Ook bedrijven kunnen het gebruik van de fiets bevorderen door fietsenstallingen, douches en financiële prikkels.

figuur 16: fietsenstalling in Osdorp Ten aanzien van openbaar vervoer wordt in het buitenland veel geëxperimenteerd met verschillende soorten voertuigen, brandstoffen en aandrijfsystemen. Voorbeelden daarvan zijn de ongelijkvloerse betonbaan, magnetische levitatie (MAGLEV), allerlei vormen van elektrische busjes al of niet met chauffeur, toevoegingen van alternatieve brandstoffen en dergelijke [17]. Amsterdam heeft een rijke traditie aan veren en rondvaartboten. Het verbinden van de wijkdelen over water lijkt vanuit het oogpunt van de aanwezigheid van waterwegen goed mogelijk.

figuur 17: Slotervaart; geschikt voor vervoer? Door de verdichting van de bebouwing in de Westelijke Tuinsteden wordt investeren in openbaar vervoer interessanter. Door het meer gevarieerde aanbod van (duurdere) woningen ECN-C--00-091

41

zullen meer mensen met een hoger inkomen worden aangetrokken. Het is algemeen bekend dat een hoger besteedbaar inkomen tot meer uitgaven leidt; daardoor kan het verkeer van en naar winkelcentra, het woon-werkverkeer en het recreatieverkeer toenemen. Het overkluizen van (delen van) de snelweg ter plaatse van de strategische projecten biedt vele voordelen. Er wordt extra ruimte gecreëerd (park?), de verbinding tussen de stadsdelen aan weerszijde van de weg wordt versterkt en de geluidsoverlast door de snelweg wordt beperkt. Wanneer echter de overkluizing van de weg een zekere lengte overschrijdt zijn extra voorzieningen noodzakelijk om de veiligheid in de dan ontstane tunnel te garanderen. Hieronder vallen bijvoorbeeld voorzieningen voor verlichting en ventilatie. Deze voorzieningen kunnen een hoog energiegebruik veroorzaken dat dag en nacht voortduurt. Onderbrekingen in het tunneldak, daglichtopeningen of lichtdoorlatende dakkoepels kunnen dit energiegebruik voor een groot deel voorkomen. Er wordt op dit moment in Duitsland onderzoek gedaan naar lichtschachten bekleed met hoogreflectief materiaal voor het verlichten van ondergrondse metrostations met daglicht. Ventilatie kan voor een groot deel door natuurlijke ventilatie plaatsvinden. Er is reeds bestaand beleid in Amsterdam ten aanzien van autodelen, telewerken, bedrijfsvervoerplannen en verbetering van het energetisch rendement van het openbaar vervoer.

3.6

Implementatie van maatregelen

Voor implementatie van maatregelen is tijd en geld nodig maar vooral ook inzet van de betrokken partijen. In de volgende paragrafen worden deze aspecten globaal aan de orde gesteld.

3.6.1 Organisatie en communicatie Bij het ontwikkelen van locaties zijn vele partijen betrokken met ieder hun eigen belang. De projectontwikkelaar stelt het rendement van zijn activiteiten voorop en is niet altijd doordrongen van het feit dat bepaalde gebouweigenaars/beleggers graag een groen imago uit willen stralen door de aard van de projecten waarin geld gestoken wordt. Ook grote huurders hebben dit steeds vaker in hun vaandel staan. Daarom is het van belang dat gemeentelijke overheden de zeggenschap over een project (bijvoorbeeld eigendom van de grond) omzetten in vaste afspraken over duurzaam bouwen en toepassing van duurzame energie. Een goede manier om dit waterdicht af te spreken met de projectontwikkelaars van een project is door een programma van eisen onderdeel te laten uitmaken van het contract met de ontwikkelaars waarin afspraken zijn opgenomen bijvoorbeeld over toepassing van ondergrondse seizoenopslag van koude en warmte (voor grote kantorencomplexen) of een aangescherpte energieprestatie-eis. Als de ontwikkelaar ook (toekomstig) eigenaar en gebruiker van het gebouw is, zoals bij woningcorporaties, ligt de situatie anders. Dan kunnen de investeringen die nodig zijn voor energiebesparende maatregelen geheel of gedeeltelijk worden terugverdiend door dezelfde partij als die welke de investering heeft gedaan. Maar ook in dat geval zijn afspraken vooraf nodig om het behalen van prestatiedoelen te waarborgen. In de bestaande bouw en bij renovaties kan de gemeente positieve invloed uitoefenen op het energiegebruik door toepassing van de Wet Milieubeheer. Bij de plannen voor een optimale energie-infrastructuur is vaak de gemeente initiatiefnemer. De gemeente heeft zeggenschap over de ondergrond, ook van kavels die eigendom zijn van anderen. Deze zeggenschap heeft betrekking op de aanleg en doorvoer van leidingen. De exploitatie van bestaande leidingnetten door het distributiebedrijf kan bij een nieuw project niet door anderen worden overgenomen, de energielevering wel. Zo kunnen behalve het aanwezige distributiebedrijf ook anderen worden gevraagd om in te schrijven op een project voor een nieuwe energievoorziening waarbij de afdeling “netten” van het distributiebedrijf voor dat onderdeel betrokken blijft. Vergunningen voor het gebruik van grondwater of aquifers moeten bij de provincie worden aangevraagd.

42

ECN-C--00-091

tabel: Betrokken partijen Gebouw

Deelgebied

Algemeen

Woningcorporaties / andere eigenaars Projectontwikkelaars Bewoners / gebruikers Parkstad Stadsdelen Gemeente Energiebedrijf Provincie Rijksoverheid

De stedenbouwkundige en de architect spelen een belangrijke rol. Zij bepalen mede hoe een wijk wordt ingedeeld, of geld wordt gestoken in dure gevelbekleding of in zonnepanelen, in dure vloerbedekking of in extra isolerend glas, et cetera. Door de juiste keuze van stedenbouwkundige en architect kan de duurzaamheid van een project aanzienlijk worden verhoogd zonder meerkosten. Coördinatie van verschillende disciplines, waaronder energie, is van groot belang voor een gebied als de Westelijke Tuinsteden. Projecten met betrekking tot groen, water, verkeer en vervoer, wonen en werken moeten op elkaar worden afgestemd. Om deze redenen kan het goed werken om de energie-aspecten zoals ze in dit rapport aan de orde komen bij de verschillende disciplines en projecten “aan de man” te brengen. Een stuurgroep “Energie” samengesteld uit vertegenwoordigers van de Milieudienst, de Stedelijke Woningdienst, bureau Parkstad, de betrokken Stadsdelen en woningcorporaties kan hierbij een coördinerende rol vervullen. Het organiseren van een workshops over de energetische aspecten van de voor herstructurering in aanmerking komende deelgebieden, zoals bijvoorbeeld het Bos en Lommerplein-project, kan de samenwerking stimuleren die nodig is om tot een optimale energie-infrastructuur (OEI) te komen. tabel: Instrumenten Regelgeving

Stimulansen

Communicatie

Coördinatie

EPN (bouwbesluit) Bestemmingsplannen Wet Milieubeheer EPB/EPA/EPL/OEI Subsidies Rijksoverheid / Europese Unie Fiscale regelingen Voorlichting Advisering (stedenbouw, energie) Workshops Stuurgroep

3.6.2 Kosten, baten Naast de hierboven reeds genoemde instrumenten op het gebied van regelgeving en communicatie zijn ook de financiële stimulansen van belang. De energiebesparende maatregelen die eerder in dit hoofdstuk werden voorgesteld zijn grofweg in drie categorieën onder te verdelen: • maatregelen die geen geld kosten • maatregelen die geld kosten dat kan worden terugverdiend • maatregelen die niet kunnen worden terugverdiend. Gelukkig horen vele maatregelen tot de eerste categorie. Daarbij moet worden opgemerkt dat naarmate men verder is gevorderd in het beslissingstraject van een project de beslissingsvrijheid ECN-C--00-091

43

minder wordt en de kans dat bepaalde keuzes ten gunste van energiebesparing kostenloos kunnen worden doorgevoerd lager wordt. Een voorbeeld hiervan is de uitgave van grond voor kantoorhoogbouw ten zuiden van een gebied waar woningen zijn gepland. De woningen staan “in de schaduw” van de hoogbouw en kunnen niet profiteren van passieve zonne-energie of zonneboilers. Voorbeelden van maatregelen die weinig of geen extra geld kosten of geld opleveren zijn: - bepaalde vormen van groenvoorziening in plaats van bestrating - kleur van gebouwen - hoogbouw ten noorden van laagbouw - vorm van gebouwen - beperking van glas in de gevel tegen oververhitting Maatregelen die zich terugverdienen zijn bijvoorbeeld: na-isolatie, kunstlichtefficiëntieverhoging bij nieuwbouw, warmteterugwinning uit de ventilatielucht bij nieuwbouw, bepaalde vormen van bodemopslag. Terugverdientijden kunnen echter variëren. Voor maatregelen met terugverdientijden van meer dan ca. 7 jaar zal in veel gevallen aanvullende financiële stimulering nodig zijn. Bij sommige maatregelen die geld kosten is het niet aan de orde om te spreken van terugverdientijden. Dit geld voor zaken die iets toevoegen aan de inhoud van ons bestaan zoals de toename van het personenverkeer, een beter comfort, hoger aanzien. Een verantwoorde manier van omgaan met de ons omringende natuur hoort bij deze categorie van zaken. Toepassing van intelligente zonwering verlaagt niet alleen de koelvraag in kantoren maar verhoogt ook de productiviteit van medewerkers omdat het comfort op een hoger niveau is komen te liggen. Slanke gebouwen met veel werkplekken in de daglichtzone kosten meer. Het contact met buiten en het werken in daglicht verhoogt echter het welbevinden en de productiviteit van medewerkers [Daylighting, design and analysis, Robbins, Verlag Nostrand 1986]. De meerkosten van een kantoorgebouw vallen al snel in het niet bij de meeropbrengst door productieverhoging van gebruikers van het gebouw.

3.6.3 Beknopt overzicht van maatregelen In de volgende tabellen wordt een overzicht gegeven van de belangrijkste maatregelen die in dit rapport worden genoemd. Er is een onderverdeling gemaakt naar maatregelen die in bestaande bouw kunnen worden toegepast bijvoorbeeld bij renovatie, maatregelen die bij nieuwbouw kunnen worden toegepast en maatregelen die nu nog niet zonder meer haalbaar zijn maar in de toekomst wellicht wel haalbaar kunnen worden. tabel: opties voor de woningbouw bestaande bouw wijk

•

gebouw

• • • • •

installatie

• • •

44

nieuwbouw

toekomstige bouw

op- en aanbouw (i.p.v. nieuwbouw) na-oriëntatie straatverlichting na-isolatie zonneboiler galerijverlichting

• • •

hoogbouw (i.p.v. laagbouw) oriëntatie (gevel, nok) verkeer

•

nieuwe openbaar vervoersystemen

• • •

extra isolatie warmte-terugwinning zonneboilers

• •

warmtedaken, lichtschachten

bemetering warmte en warmtapwater HR-ketels warmtepompboilers

•

domotica

•

mini/microwarmtekracht absorptiewarmtepomp pv-panelen brandstofcellen

• • •

ECN-C--00-091

tabel: opties voor de utiliteitsbouw bestaande bouw wijk

gebouw

• •

• • • •

installatie

• •

ECN-C--00-091

straatverlichting bevordering fiets en openbaar vervoer

na-isolatie kunstlichtefficiëntie intelligente zonwering architectonische verlichting free-air cooling adiabatische koeling

nieuwbouw

toekomstige bouw

• • • •

•

lichtarme functies ondergronds

•

holografische elementen voor daglichtsturing 99%rendementspiegels voor lichtschachten

• • • • • • • • • • • • •

slanke hoogbouw anti-absorptie warmte en licht geveloriëntatie verdampend oppervlak en watermanagement functieafhankelijke plaatsing ontsluiting hoogbouw gevelindeling kozijnindeling secundaire ruimtes niet in de daglichtzone intelligente zonwering passieve koeling pv-panelen lagetemperatuur-verwarming, hogetemperatuur-koeling warmteterugwinning zomernachtventilatie seizoenopslag bodem absorptiekoeling

•

• •

warmte- en koudeuitwisseling met plassen, energie uit asfalt

45

46

ECN-C--00-091

4.

AANBEVELINGEN VOOR PARKSTAD

In dit hoofdstuk wordt een samenvattend oordeel gegeven over de mogelijkheden om tot een beperking te komen van het primaire energiegebruik ten behoeve van de woningen en andere gebouwen in Parkstad. De besparingen zijn in dit hoofdstuk uitgedrukt in percentages van het totale “gebouwgebonden” energiegebruik. Dit is het energiegebruik ten behoeve van de verbruiksposten die ook in de EPC-berekening voorkomen: verwarming, koeling, warm tapwater, verlichting, ventilatie en de bij deze functies behorende hulpenergie. Per categorie maatregelen wordt hieronder aangegeven welk besparingsniveau haalbaar wordt geacht. Uit deze als haalbaar beschouwde besparingsniveaus wordt aan het eind van het hoofdstuk een ambitieniveau voor Parkstad afgeleid. Men kan ook zelf aan de hand van de in het vorige hoofdstuk genoemde scala van mogelijkheden een pakket van maatregelen samenstellen voor een actueel project. Men moet zich daarbij bewust zijn van het gevaar van het zich “rijk rekenen” door het effect van maatregelen zonder meer bij elkaar op te tellen. In veel gevallen beïnvloeden de maatregelen elkaar en sommigen zitten elkaar regelrecht in de weg zoals bijvoorbeeld de toepassing van zonneboilers in combinatie met een warmtenet, of de combinatie van warmteterugwinning en een warmtepompboiler.

4.1

Woningen

4.1.1 Aardgas De woningen en voorzieningen die worden gesloopt in Parkstad gebruiken ongeveer de dubbele hoeveelheid aardgas ten opzichte van de nieuw te bouwen woningen. Aangezien er grofweg twee keer zoveel nieuwe woningen zullen worden gebouwd als er zullen worden gesloopt blijft het gasverbruik globaal genomen gelijk als geen extra maatregelen worden genomen (omdat een deel van de nieuwe woningen ontstaat uit ombouw van bedrijfsruimte is er per saldo zelfs een energiedaling berekend van 3,5% van de referentie situatie ten opzichte van nu). Om tot een significante reductie te komen van de energie voor verwarming en warmtapwater zijn de volgende categorieën maatregelen te onderscheiden: • Schilverbetering bestaande woningen. Dit omvat (verdere) na-isolatie van dichte geveldelen tot op een niveau van Rc=2.5, en het aanbrengen van beglazing met een U-waarde van 1.3. Het energiegebruik neemt af met 15-25% (het hoge percentage als er nog geen maatregelen zijn getroffen). Aanvulling is mogelijk met ontwerpaanpassingen zoals het dichtzetten van balkons. Als doelstelling op projectniveau kan 20% worden aangehouden. • Installatietechnische maatregelen voor bestaande woningen op gebouwniveau. HR-ketels, HR-ventilatie, warmtepompboilers, warmtepompsystemen voor verwarming. Het energiegebruik kan afnemen met ca. 25%. Aanvulling is mogelijk met zon-thermische systemen (zonneboilers, wellicht asfaltcollectoren in de verdere toekomst). Als doelstelling op projectniveau kan 25% worden aangehouden. • Aanscherping van de EPC voor nieuwbouwwoningen van 1.0 naar 0.75 levert ca. 25% besparing. Aanvulling is mogelijk door energie mee te laten wegen in de keuze van de gebouwvorm of aanbouwvorm. Hoogbouw is in aanleg energiezuiniger dan laagbouw wat betreft verwarmingsenergie. Om de waardering in de EPC hiermee beter in overeenstemming te laten zijn kan worden overwogen om de EPC voor laagbouw tweetiende scherper te stellen dan voor hoogbouw. Als doelstelling op projectniveau kan 25% worden aangehouden.

ECN-C--00-091

47

4.1.2 Elektriciteit Reductie van het gebouwgebonden elektriciteitsverbruik in de woningen beperkt zich tot het elektriciteitverbruik voor de installaties en voor de verlichting in de verkeerszones. De verlichtingsenergie op balkongalerijen en in kelders en trappenhuizen kan plaatselijk hoog zijn. Intelligente schakelingen kunnen dit probleem oplossen. Dit geldt ook voor openbare verlichting. Vooralsnog worden geen substantiële besparingen door reductie van het gebouwgebonden elektriciteitsverbruik in de doelstelling meegenomen. Het niet gebouwgebonden elektriciteitsverbruik wordt voor een groot deel bepaald door leefstijlen. Het bewerkstelligen van blijvende gedragsverandering ten gunste van het energiegebruik is een veelomvattend en gecompliceerd onderwerp en valt buiten het bestek van dit rapport. Daarbij moet worden opgemerkt dat het elektriciteitsverbruik in het gebied lager is dan het landelijk gemiddelde. Daarom lijkt de conclusie gerechtvaardigd dat pogingen tot gedragsverandering in Parkstad minder kans maken dan elders. Het gebruik van gasgestookte apparaten, door de cv verwarmde (af-) wasmachines en drogers en de aankoop van apparaten met groenlabel kan worden gestimuleerd. Het zal moeilijk zijn de toename van het elektriciteitsverbruik door stijging van het gemiddelde inkomen hierdoor te compenseren.

4.2

Energiegebruik in de utiliteitsbouw

Het grootste deel van het aardgasverbruik in de utiliteit (ongeveer 75%) valt onder meerjarenafspraken en is reeds onderhevig aan het regeringsbeleid voor reductie van de CO2uitstoot. De resterende 25% wordt voor het grootste deel verbruikt door kantoren en voor een klein deel door horeca en detailhandel. Een ander deel van de utiliteitsgebouwen wordt gevormd door gebouwen van de overheid en allerlei aan de overheid gelieerde instellingen. Het is zeker de moeite waard voor de gemeente Amsterdam om voor de eigen gebouwen een eigen energiebeleid te ontwikkelen. Door onduidelijkheid over de verdeling van het aardgasverbruik in de utiliteit zijn de getallen die hier worden genoemd discutabel. De geprojecteerde toename van kantoren met name in de strategische projecten is groot: ongeveer 50%. Van deze toename is voor het niet-MJA-deel 25% aangenomen. De besparingen liggen in het na-isoleren van bestaande gebouwen, het vervangen van verlichting door besparende armaturen die intelligent worden geschakeld, het toepassen van warmteterugwinning op de ventilatielucht en passieve koeling. Grofweg kan worden gesteld dat door dit pakket van maatregelen 25% energie kan worden bespaard. Het probleem ligt in de vraag hoe dit moet worden afgedwongen. Als bovendien nog gebruik wordt gemaakt van seizoenopslag van warmte en koude in de bodem (of bijvoorbeeld in de Nieuwe Meer) of aansluiting op het warmtenet kan nog eens 25% energie worden bespaard. Ook in de nieuwbouw kan door aanscherping van de EPC een soortgelijk besparingspercentage worden gehaald. Het uitgangspunt voor deze besparingen is een goede stedenbouwkundige aanpak en ruimtelijke ordening waarbij voldoende daglichttoetreding in de gebouwen mogelijk is en waarbij het microklimaat in kantorenwijken niet teveel wordt bepaald door gebrek aan begroeiing en ruimte. Het gebouwgebonden elektriciteitsverbruik in kantoren kan worden verminderd door energiezuinige verlichting en het vermijden van koeling door het stimuleren van passieve koeling. Onder het laatste wordt een pakket van maatregelen verstaan dat bestaat uit het verminderen van de interne warmtebronnen, direct of indirect koelen met buitenlucht en gebruik maken van de massa van het gebouw voor korte termijn koudeopslag. Bij nieuwbouw kunnen

48

ECN-C--00-091

deze maatregelen worden afgedwongen door een programma van “groene” eisen in het contract met de projectontwikkelaar op te nemen. In het verleden zijn proeven gedaan met feedbacksystemen voor het energiegebruik van utiliteitsgebouwen. Hierbij worden verbruiken per tijdseenheid geregistreerd, geïnterpreteerd en het resultaat wordt teruggekoppeld aan de verbruiker. Het resultaat was een vermindering van het energiegebruik van rond de tien procent (voornamelijk niet-gebouwgebonden energiegebruik). Wellicht is het mogelijk voor de gemeente om het energiebedrijf tot invoering van een dergelijk systeem te bewegen.

4.3

Infrastructurele voorzieningen op wijk- of buurtniveau.

Verschillende infrastructurele voorzieningen kunnen tot energiebesparing leiden. Genoemd kunnen worden: 1. Warmtepompen met benutting bodemwarmte. 2. Uitwisseling van warmte-overschotten. 3. Opslag van warmte of koude ondergronds of in diep oppervlaktewater. 4. STEG/WKK. 5. Benutting van de restwarmte van de AVI-West. 6. Openbaar vervoersystemen Gebruik maken van één van de eerste vijf opties veronderstelt distributie van warmte of koude. Afhankelijk van de gekozen optie kan een energiebesparing van 25-75% worden bereikt. Er moet hierbij wel worden bedacht dat toepassing van deze opties strijdig kan zijn met de meeste warmte-aanbodopties op gebouwniveau.

4.4

Beleidsdoelstelling voor Parkstad

Een besparingsdoelstelling van 50% van het gebouwgebonden energiegebruik (zie energieprestatienorm) ten opzichte van de referentiesituatie lijkt ambitieus maar haalbaar. De planperiode is tien jaar. Aanbevolen wordt deze 50% voor een deel (25% van het energiegebruik) te realiseren met preventieve maatregelen op gebouwniveau, met name aan de gebouwschil. Dit is de optie met de langste levensduur die bovendien structureel de energielasten verlaagt. Via op gebiedsniveau uit te werken maatregelen kan aanvullend nog 25% besparing van het totaal energiegebruik worden bereikt. Afhankelijk van de specifieke situatie kan worden gekozen voor installatietechnische maatregelen op gebouwniveau of voor benutting van opties op buurt- of wijkniveau met de daarbij behorende infrastructuur. De stedenbouwkundige en infrastructurele keuzes dienen in een zo vroeg mogelijke planfase gemaakt te worden. Aanbevolen wordt om op korte termijn haalbaarheidsstudies te starten voor - het maken van een verantwoorde keuze tussen slopen en renoveren - toepassing van elektrische of gasgestookte warmtepompen op buurtniveau, - daglichttoetreding, passieve koeling en warmte-koude opslag met name ten behoeve van de utiliteitsbouw. - toepassing WKK/STEG op wijkniveau, - de benutting van restwarmte uit de AVI, De haalbaarheidsstudies kunnen gekoppeld worden aan de binnenkort in herstructurering komende gebieden.

ECN-C--00-091

49

REFERENTIES [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7]

Milieuverkenning Amsterdam 1998. Milieudienst Amsterdam. F. Tillema, Energiemonitor Amsterdam 1998 (concept) dRO/OntwerpTeam Stad: Evaluatie Parkstad. Bureau Parkstad, juni 1999 dRO/OntwerpTeam Stad: Midwest. Stuurgroep Westelijke Tuinsteden, mei 1999 Basisonderzoek Aardgasverbruik Kleinverbruikers (BAK) 1997 EnergieNed Basisonderzoek Elektriciteitsverbruik Kleinverbruikers (BEK) 1997. EnergieNed E. Schol, e.a.: Klimaatverandering en lokaal beleid: Amsterdam. Petten, Energieonderzoek Centrum Nederland, ECN-C—98-031, april 1998 [8] Amsterdam in cijfers. Het Amsterdams Bureau voor Onderzoek en Statistiek, O+S, Jaarboek 1998 [9] K.F.B. de Paauw, A.H. Perrels, A.F.M. van Veenendaal: Leefstijl en energie. Petten, Energieonderzoek Centrum Nederland, ECN-C—94-068, september 1994 [10] W. Gilijamse, e.a.: Energie-infrastructuur Amsterdam. Petten, Energieonderzoek Centrum Nederland, ECN-C—98-077, oktober 1998 [11] M. Arentsen e.a. Beslissingen over energetische infrastructuur in een geliberaliseerde energiemarkt. Petten, Energieonderzoek Centrum Nederland, ECN-I—99-007, januari 1999 [12] Bedrijfsplan Westpoort Warmte BV. Gemeentelijke Dienst Afvalverwerking Amsterdam, september 1999 [13] M. Menkveld, M. Beeldman: Substitutie van elektriciteit bij wasmachines en drogers. Petten, Energieonderzoek Centrum Nederland, ECN-I—97-041, november 1997 [14] P. Voorter: Natuurlijke koudeopslag in waterplassen benutten. Energie en Milieuspectrum 10-97 [15] H. Jeeninga: Analyse energieverbruik sector huisoudens 1982-1996. Petten, Energieonderzoek Centrum Nederland, ECN-I—97-051, december 1997 [16] K. de Paauw, H. Kaan: Energy conservation policy in the dutch housing sector. Petten, Energieonderzoek Centrum Nederland, ECN-C—94-046, june 1994 [17] E. Schol, e.a.: Milieuvriendelijk verkeer in stedelijk gebied. Petten, Energieonderzoek Centrum Nederland, ECN-C—93-003, januari 1993 [18] B. Verhoeven: Woekeren met ruimte. De Ingenieur nr 13 25 augustus 1999 [19] G.P. Keers: Verticaal samenvoegen portiekflats. RIGO Research en Advies BV, Amsterdam. Lezing [20] W.J. van der Steen: Op de top kan er nog wel wat op. Lezing.

50

ECN-C--00-091

Trefwoordenregister absorptiewarmtepomp ..............................28 afzuigkap..................................................24 algengroei.................................................38 aquifer ......................................................37 architect..............................................31; 43 architectonische verlichting .....................45 Asfalt........................................................38 AVI ..............................................38; 39; 49 balkons ...............................................28; 47 bedrijfsvervoerplannen.............................42 begroeiing.....................................35; 36; 48 bemetering..........................................26; 44 bewegingsmelders....................................29 biomassa.............................................38; 39 blokverwarming .................................19; 26 bodemopslag ............................................44 bodemwarmtewisselaar ............................28 Brandaris ..................................................27 brandstofcellen ...................................28; 44 cara ...........................................................24 centrale verwarming...........................23; 26 CO2 .........................................11; 19; 38; 40 condensatie...............................................23 daglichtbenutting................................31; 37 daglichttoetreding...................31; 33; 48; 49 daglichtzone .................... 29; 31; 32; 44; 45 dichtheid.............................................26; 36 domotica.............................................28; 44 droger .......................................................26 dubbel glas ...............................................23 elektriciteitsverbruik ..............13; 17; 29; 48 energie-infrastructuur...................11; 42; 43 energiepalen .............................................28 energieprestatienorm ..............24; 26; 27; 49 EPA ....................................................27; 43 EPB ....................................................27; 43 EPL ....................................................40; 43 fietsverkeer...............................................40 fotovoltaïsche ...........................................33 functieverandering .............................13; 14 galerijverlichting ................................29; 44 gasmotoren ...............................................38 gebalanceerd ventilatiesysteem................24 gevelindeling............................................45 glaspercentage....................................31; 32 holografische elementen ..........................45 hotfill........................................................29 HR++-glas ...........................................23; 28 HR-ketel .................................23; 26; 32; 38 infiltratieverliezen ....................................23 isolatie ................. 13; 21; 23; 26; 27; 29; 44 isolatiewaarde.....................................23; 28

ECN-C--00-091

koudebruggen .......................................... 23 koudenet .................................................. 33 kunstlichtzone.......................................... 31 leefstijlen ................................................. 48 legionella ................................................. 28 leidinglengtes........................................... 24 lichtschachten .............................. 42; 44; 45 lichttoetreding.................................... 25; 32 luchtverversing ........................................ 23 MAGLEV ................................................ 41 massa ................................................. 32; 48 meerjarenafspraken............................ 19; 48 microklimaat................................ 34; 39; 48 microwarmtekracht.................................. 28 na-isolatie ........................ 23; 26; 44; 45; 47 natuurlijke ventilatie.................... 31; 32; 42 Nieuwe Meer ..................................... 38; 48 OEI .......................................................... 43 ontduplexen ............................................. 28 optoppen ............................................ 24; 25 oriëntatie .......................... 24; 27; 32; 33; 44 overkluizen .............................................. 42 oververhitting ........................ 23; 31; 32; 44 Parkeergarages......................................... 33 passieve maatregelen ................... 27; 32; 39 passieve zonne-energie .......... 25; 27; 33; 44 Projectontwikkelaars ............................... 43 pv-panelen ................................... 29; 44; 45 referentie................................ 13; 14; 18; 47 referentiesituatie ............................ 9; 13; 49 regenwater ............................................... 36 renovatie .......................... 11; 21; 24; 25; 44 scholen............................................... 18; 19 seizoenopslag................... 32; 37; 42; 45; 48 spouw....................................................... 23 stedenbouw .................................. 21; 33; 43 stirlingmotor ............................................ 28 straatverlichting ................................. 44; 45 strategische projecten 33; 34; 36; 37; 42; 48 tapwater ................................. 13; 24; 29; 47 telewerken................................................ 42 tunneldak ................................................. 42 Urban Heat Island-effect ......................... 34 utiliteitsgebouwen............ 18; 19; 31; 48; 49 ventilatie ........23; 27; 28; 31; 32; 35; 42; 47 verdampend oppervlak ................ 36; 37; 45 verdamping .................................. 32; 34; 36 verdampingskoeling ................................ 32 Verdichten ............................................... 24 warmtapwaterverbruik....................... 13; 18 warmtekracht ..................................... 26; 28 warmtemeting .......................................... 27

51

warmtenet 26; 27; 29; 32; 38; 39; 40; 47; 48 warmtepomp.......................... 23; 28; 37; 38 warmtepompboiler ............................ 24; 47 warmteterugwinning.. 27; 32; 44; 45; 47; 48 warmteverlies .................................... 23; 31 warmteverliesgevend oppervlak........ 24; 31 waterwegen...............................................41 Winkelcentra ............................................33 winkels ........................................ 18; 19; 33 woningdifferentiatie .................................22 workshop ..................................................43 zomernachtkoeling ...................................32 zoninstraling .............................................24 zonneboiler ...............................................44 zonne-energie .............................. 25; 28; 38 zonwering ........................ 23; 28; 32; 44; 45

_________________

52

ECN-C--00-091