Living Today: een prototype van een betaalbaar passiefhuis

Living Today: een prototype van een betaalbaar passiefhuis

PHS 2003 – 1st Benelux Passive House Symposium – BELGIUM, Turnhout, October 24, 2003 Living Today: een prototype van een betaalbaar passiefhuis

20% van de wereldbevolking gebruikt 80% van de grondstoffen en energiebronnen. Deze situatie is niet lang meer houdbaar. Van daar uit werd nagedacht over hoe in onze welvarende maatschappij onze basisbehoeften kunnen blijven ingevuld worden zonder dat dit ten koste gaat van andere samenlevingen. Energie efficiëntie opent een gigantisch potentieel wat betreft duurzamer omgaan met onze reserves. In het project 'Living Today' werd eerst het programma van eisen rond ruimten, indeling, licht, flexibiliteit en comfort geïnventariseerd om de behoeften van de bewoners duidelijk te krijgen en te gebruiken als vertrekpunt. Als uitdaging werd daaraan gekoppeld dat de woning een factor vier minder energie mag verbruiken en slechts evenveel mag kosten als een klassieke woning. Deze targets werden gehaald door continu het programma van eisen te evalueren in een bouwteam. Dit schepte de randvoorwaarden om over alle problemen in de bouwconstructie fundamenteel na te denken om tot kosteneffectieve oplossing te komen 1.

BASISGEGEVENS

Bouwplaats: Heusden Destelbergen Start: september 2002 Ingebruikname: september 2003 Woning: 138m² (2 niveaus met plat dak), inkom & traphal, leef- en werkruimte, keuken, berging, WC, 3 slaapkamers, badkamer, tochtsluis & terras, ecologische tuin en tuinhuis. Duurzaam Bouwen strategieën: bouwgrond binnen dorpskern en op fietsafstand van een stad, passieve verwarming en koeling, superisolatie (dak U=0,08 , wanden U=0,1 , vloer u=0,2, ramen en beglazing u=0,8), winddichtheid 20 x Vlaams gemiddelde, grond naar lucht warmtewisselaar, tegenstroom warmtewisselaar, zonnewering, netgekoppelde PV-cellen, zonne boiler, daglichtontwerp, nachtventilatie, waterbesparende toepassingen, regenwateropvang en infiltratiebed, efficiënte FLverlichting, hot-fill wasmachine, houtskeletbouw (materiaal met zeer lage energieinhoud), FSC gelabeld hout voor de stijlen (uit Zweden) ecologisch verduurzaamd en FSC gelabelde OSB platen (uit Schotland), afwerkingsmaterialen met een lage VOCemissie, verven op waterbasis, duurzame gevelplatenafwerking en EPDM-dak. Bewoners: Myriam Camerlynck en Kris Baert, Torre & Leander Baert Uitvoerend architect: Bart Cobbaert Realisatie passieve woningen: Geert Abts & Co Studiebureau Duurzaam Bouwen: Cenergie cvba www.cenergie.be


2.

PROGRAMMA VAN EISEN

De bewoners kunnen door middel van het PvE (Programma van Eisen) zo goed mogelijk hun wensen en eisen bekend maken. Het is duidelijk dat het PVE alle nodige informatie moet bevatten om alle ontwerpbeslissingen zo goed mogelijk en zoveel mogelijk in één keer te kunnen nemen. Kwaliteit leveren is bijgevolg leveren wat er gevraagd of verwacht wordt. Deze kwaliteit wordt geleverd wanneer het gebouw voldoet aan wat op voorhand overeengekomen werd met de bewoner. Om die kwaliteit te kunnen leveren moeten alle partners in dit bouwproces de vraag van de opdrachtgever of gebruiker zeer goed kennen. De uitvoerders dienen in principe de kwaliteit te leveren die gevraagd wordt. Living Today is een prototype woning die zeer functioneel maar toch compact is opgevat. Op deze manier wordt weinig bouwgrond ingepalmd, besparen we op materialen, investeringskosten en onderhoudskosten. Daarnaast werd er gestreefd naar een binnencomfort dat hoger is dan bij een standaardwoning. De gevolgde aanpak resulteerde nu reeds in een constante binnentemperatuur, een goede binnenluchtkwaliteit, akoestische afscherming van de buitenomgeving en veel daglicht. Bovendien is de energiefactuur slechts een fractie van een gelijkaardige woning met dit comfortniveau. 3.

VOORONTWERP

Tijdens het ontwerp van het gebouw rezen er vragen over het binnencomfort in de zomer. In het bijzonder werd de invloed van massa in het gebouw en de toepassing van verschillende soorten zonnewering onderzocht. Ten tweede werd het binnencomfort in de winter onderzocht met een intern warmtevermogen van 1kW. Het gebouwmodel bestaat uit twee verdiepingen (gelijkvloers en een eerste verdieping) die grenzen aan de grond, linker- en rechterbuur en de buitenomgeving. Voor de simulatie is er rekening gehouden met een interne warmtewinst van 400 W voor het gelijkvloers en 300 W voor de eerste verdieping. En er is een infiltratieverlies van 0,015 vol/h voorzien. Per verdieping is er een constante ventilatiedebiet van 100 m³/h. Deze ventilatielucht wordt eerst door een grond-naar-lucht warmtewisselaar gestuurd. Vervolgens gaat de verse lucht afhankelijk van de binnencondities al dan niet door een warmtewisselaar Bijkomend is er een intensieve natuurlijke zomerventilatie voorzien van 500 m³/h door het openen van de ramen. Deze ventilatie wordt gebruikt bij oververhitting overdag en als nachtventilatie. Er is een back-up verwarming voorzien van 200 W op het gelijkvloers en van 100 W op de verdieping.


De simulaties werden uitgevoerd door Cenergie cvba en dit over een volledig jaar voor 4 verschillende scenario’s. In onderstaande tabel wordt een overzicht van de gemiddelde, maximale en minimale temperaturen weergegeven voor de vier scenario’s. Tabel 1: uitwerking vier verschillende scenario’s Scenario

1

2

3

4

Zonnewering

geen

luifel

Zonnescherm

luifel

Tussenvloer

beton

beton

beton

hout

T[°C]

Buiten

WTW

0st

1st

0st

1st

0st

1st

0st

1st

Gem

10,10

15,91

20,71

20,12

20,39

20,05

20,52

20,07

20,38

20,06

Max

30,70

23,60

29,40

26,30

27,00

25,80

25,00

25,50

27,50

26,80

Min

-7,70

3,20

17,70

17,70

17,60

17,60

17,70

17,70

17,40

17,30

We kunnen vaststellen dat door het gebruik van een betonnen tussenvloer de temperatuur in de zomer slechts met 1°C afneemt. Om het zomercomfort te beheersen is het aanbrengen van zonnewering dus veel belangrijker dan het aanbrengen van veel massa. De betonnen tussenvloer brengt extra constructiekosten en ruimtegebruik met zich mee. Dankzij de dynamische thermische simulaties kon op rationele basis gekozen worden voor scenario 4. 4.

ONTWERP

De gelijkvloers en de eerste verdieping zijn opgevat als open plateaus met maximale flexibiliteit. Naar gelang de behoefte van de bewoners kunnen deze verdiepingen vrij ingedeeld worden. Indien op oudere leeftijd mobiliteit een probleem wordt, kan op de gelijkvloerse verdieping een slaapkamer en douche worden ondergebracht. De functionele kern van de woning laat toe de technieken op een kleine oppervlakte te concentreren en kosten voor leidingen en bekabeling te verminderen. De totale oppervlakte van de woning is 138m². Door het doordachte concept is dit voldoende voor 3 à 5 personen. De geringe bouwoppervlakte beperkt de belasting voor het milieu en getuigt van een zekere wereldsolidariteit. Om het plaatsen van grote isolatiediktes gemakkelijk te maken werd een ‘doos in doos’ principe toegepast. In een eerste fase worden de buitenwanden, het dak en de ramen geplaatst. Op dit moment is de woning reeds volledig regen- en winddicht. Vervolgens wordt de isolatie aangebracht (minerale wol: 32cm in de muur, 45cm in het dak en 16cm in de vloer). De isolatie kan dus perfect en droog geplaatst worden zonder invloed van de weersomstandigheden.


Bij sterk doorgedreven isolatie wordt het vermijden van koudebruggen erg belangrijk. Koudebruggen zijn plaatsen in het gebouw waar de isolatiewaarde veel minder is dan de globale isolatiewaarde. Op deze plaatsen zijn de warmteverliezen zeer groot wat dus ten allen tijde moet vermeden worden. Door het uitvoeren van stabiliteitberekeningen op maat wordt het mogelijk een stevige constructie te bekomen en het materiaalgebruik te optimaliseren. Dit is een besparing op constructiehout en kosten. Dynamisch thermische simulaties tonen aan dat een geïnstalleerd verwarmingsvermogen van 1KW voldoende is om deze woning op temperatuur te houden bij de laagste buitentemperaturen (-8 in de regio). De ventilatie en transmissieverliezen zijn zo gering dat zonnewinsten en interne warmtewinsten vlotjes op 21°C houden. In de toekomst zal vermoedelijk een verwarmingsbatterij worden aangesloten op de verse luchttoevoer om de ingeblazen lucht op te warmen tot 35°C en zo het binnenklimaat meer te kunnen regelen. Verse lucht wordt aangezogen door een grondbuis van 40 m lang die vertrekt op een diepte van 1,5m en naar een diepte van 2,5m gaat. In de wintersituatie wordt de ventilatielucht daardoor ongeveer 10°C opgewarmd. De expulsielucht warmt de binnenkomende lucht op met een hoogrendement warmtewisselaar (rendement 90%). Oververhitting kan in de woning eenvoudig vermeden worden door het gebruik van buitenzonnewering. De bouwheer en architect hebben gekozen voor een constructie van horizontale zeilen om op de zuidkant gedurende de warmste maanden directe zonneinstraling te vermijden. De grondbuizen kunnen de lucht in de zomer met ongeveer 10°C afkoelen zodat de warmtewinsten door ventilatie ook nihil worden. De meeste ramen zijn er ook op voorzien om gebruikt te kunnen worden voor nachtkoeling met manuele bediening. Sanitair warm water wordt geproduceerd door een gesloten gasboiler van 100 liter met elektronische ontsteking. Een zonneboiler van 200 liter kan het energieverbruik voor warm water met 50% verminderen. Natuurlijk is er eerst gedacht aan een spaardouchekop en waterbesparende toestellen. Voor verlichten wordt hoofdzakelijk gebruik gemaakt van FL en CFL verlichting (CRI 95% en kleurtemperatuur 2700° K). De efficiënte koelkast heeft een verbruik van 100kWh. De wasmachine is van het type hotfill en zwiert de was op 1600 toeren om de energie voor drogen te minimaliseren. Stand-by verbruikers zijn eenvoudig te elimineren door een schakelaar op de hifi, tv en computervoeding. Op deze manier is het energieverbruik van deze woning met een factor 4 à 5 gereduceerd. Het wordt het nu zinvol om actieve zonne-energie toe te passen. Een photovoltaïsche netgekoppelde zonne-installatie van 800 Watt piek zal het grootste


deel van benodigde elektrische energie leveren. Een thermische zonnecollector van 2,5 m² staat in voor de warm waterproductie in het zomerhalfjaar. Een regenwatertank van 5000 liter collecteert het regenwater van het dak via een voorfilter. Een dompelpomp brengt het regenwater naar het toilet en wasmachine. Het teveel aan regenwater verdwijnt via een infiltratiesysteem terug in de bodem. 5.

REALISATIE

Duurzaam bouwen is een integrale bouwaanpak, waarbij rekening gehouden wordt met ecologische, economische en sociale aspecten. Het doel is een gebouw te realiseren met een zo beperkt mogelijke impact op het milieu en de omgeving, waar het comfort voor de gebruikers uitstekend is en dat niet meer hoeft te kosten dan een klassiek gebouw. Om dit te kunnen realiseren is een integrale aanpak uiterst belangrijk. Daartoe is het nodig dat alle partijen uit het bouwproces van bij het begin bij het project betrokken worden. Het gebeurt echter nog te vaak dat het ontwerproces te fragmentarisch verloopt: een architect maakt een esthetisch ontwerp en daarna moet het studiebureau ervoor zorgen dat er een goed comfort gehaald kan worden. Het gevolg is een gebouw met zware en complexe technische installaties. Enkel door een project in bouwteam te realiseren is het mogelijk tot een duurzaam gebouw te komen, waar bijvoorbeeld ook passieve klimatisatietechnieken een kans krijgen. De hogere studiekosten worden ruimschoots gecompenseerd door de efficiëntere manier van bouwen, zowel op het vlak van materialen als installaties. Een dergelijk gebouw zal ook gekenmerkt worden door veel lagere werkingskosten op het vlak van energie en onderhoud. De realisatie van dit project was mogelijk door de intensieve samenwerking tussen de verschillende partners en leveranciers. Er werd gewerkt volgens het principe van een bouwteam waarbij architect, aannemer, leveranciers, bouwheer en adviesbureaus hun kennis delen om optimale resultaten te bekomen. Vanaf het prille ontwerp werden de wensen van de bouwheer, de comforteisen, de energieprestaties, de architecturale uitstraling en de eenvoud bij realisatie en onderhoud in ogenschouw genomen. Deze integrale aanpak leidde tot een bouwkost die gelijk is aan de kost van een gelijkaardige klassieke woning. 6.

NAZORG

Nazorg start met monitoring en analyse van het comfort en het energieverbruik om het gebouw en de installatie af te stemmen op de noden van de gebruikers na de ingebruikname. Living Today is momenteel twee maanden bewoond en de ervaringen zijn zeer positief. De temperatuur varieert tussen de 20,5°C en de 22,5°C. De


binnenluchtkwaliteit en de daglichttoetreding is prima. Binnenkort zal gestart worden met een meetcampagne in samenwerking de KUL en het PHP. Cenergie zorgt voor de energieboekhouding. Een energieboekhouding is een noodzakelijk instrument voor controle van het energieverbruik. Ze is gebaseerd op een regelmatige analyse van het elektriciteits-, brandstof- en waterverbruik. De genoteerde verbruiken worden vergeleken met referentiewaarden en verwachte verbruiken. Energieboekhouding heeft een reeks voordelen. Europese onderzoeken tonen steevast aan dat het zichtbaar maken van het energieverbruik op zichzelf al het energiebewustzijn verhoogt en besparingen teweegbrengt. Door de geregistreerde verbruiken te vergelijken met die uit vorige periodes en verwachte verbruiken komen onregelmatigheden aan het licht. Hierdoor kunnen fouten worden gelokaliseerd. Omdat u direct kan ingrijpen worden verliezen tot een minimum beperkt. Een energieboekhouding kan fouten in de facturen aanduiden en u de nodige elementen verschaffen om mogelijk een beter tarief te verkrijgen. Een energieboekhouding toont het besparingseffect van de genomen maatregelen duidelijk aan. Dat motiveert de verbruikers, overtuigt de eigenaar van het nut van de geleverde inspanningen en bevordert een gericht beleid. 7.

BESLUIT

Dynamische thermische simulaties tonen aan dat passieve woningen een zeer aangenaam binnenklimaat kunnen garanderen. De temperatuurfluctuaties in een passieve woning zijn klein aangezien de tijdsconstante van de woning zeer hoog is. Daardoor reageert een dergelijke woning slechts na enkele dagen op veranderende klimaatcondities. Door een scherp gedefinieerd programma van eisen, eenvoud, energiezuinigheid, plaatsbesparing en een sterk doorgedreven bouwrationalisatie door alle betrokkenen bij het bouwproces konden de kosten van deze woning beperkt blijven. Alle opgegeven kosten zijn inclusief 21% BTW. Tabel 2: overzicht van de bouwkosten (eigen uitvoering meegerekend) Categorie ONDERBOUW (EIGEN UITVOERING)

Werkelijke kost (€)

Werkelijke kost (%)

5.403,00

5

927,00

1

TECHNIEKEN (EIGEN UITVOERING)

6.293,00

6

AFWERKING (EIGEN UITVOERING)

6.611,00

6

10.438,00

10

AANSLUITING EGW

ERELOON


AFBOUW

19.296,00

19

RUWBOUW

22.822,00

22

WIND & WATERDICHTING

30.394,00

30

102.184,00

100

TOTAAL PER M²

740,00

De bouwkost per oppervlakte-eenheid bedraagt 740 €/m², analoog dus met een gelijkaardige woning. Zoals de meeste recht geaarde belgen heeft de bouwheer ook het een en het andere zelf aan zijn woning uitgevoerd. In volgende tabel werd een correctie toegepast om te komen tot een kostenraming waarbij alles door een aannemer zou worden uitgevoerd. Tabel 3: overzicht bouwkosten (alles door aannnemer) Categorie ONDERBOUW

Gecorrigeerde kost (€)

Gecorrigeerde kost (%)

8.000,00

7

927,00

1

TECHNIEKEN

9.000,00

8

AFWERKING

8.000,00

7

ERELOON + EXTRA STUDIE & OPVOLGINGS

13.000,00

12

AFBOUW

19.296,00

17

RUWBOUW

22.822,00

20

WIND & WATERDICHTING

30.394,00

27

111.440,00

100

AANSLUITING EGW

TOTAAL PER M²

808,00

Uit bovenstaande tabel kunnen we besluiten dat ruwbouw (houtconstructie), winden waterdichting (ramen en gevelafwerking), en afbouw (afwerking en isolatie) de grootste kostenposten zijn. Ook erelonen zijn vrij aanzienlijk aangezien men kan besparen door meer te investeren in ‘brains’. Een eenvoudig en fuctioneel passiefhuis kan dus in principe gebouwd worden voor ongeveer 800€/m². Collectieve woningbouw, systeembouw en een betere gekendheid van het concept passiefhuizen kan de kostprijs nog doen dalen. Referenties: *Factor Four: Ernst von Weizsäcker. Published by Earthscan UK ISBN# 1853834076 * Natural Capitalism: Creating the Next Industrial Revolution: Paul Hawken, Published by RMI ISBN# 0316353167

Living Today: een prototype van een betaalbaar passiefhuis

Recommend Documents