Renovatie gemeentehuis te Venray Afwegingen en voorstellen met betrekking tot energieverbruik
Opdrachtgever : Kenmerk : Datum :
Gemeente Venray R044343aaA0.rd 23 februari 2009
Auteur
ir. R.J.A.M. (Rob) Dekkers
:
Inhoudsopgave 1 Inleiding............................................................................................................................. 3 2 Maatschappelijk verantwoord en duurzaam ondernemen............................................. 4 2.1 People, planet, profit ..................................................................................................... 4 2.2 Duurzaam huisvesten ................................................................................................... 4 2.2.1 Energiegebruik ..................................................................................................... 6 2.2.2 Materiaalgebruik ................................................................................................... 6 2.2.3 Gezondheid, binnen- en buitenmilieu.................................................................... 7 2.3 Ruimtelijke kwaliteit....................................................................................................... 7 2.4 Toetsing ........................................................................................................................ 8 3 Thermische isolatie gebouwschil.................................................................................... 9 3.1 Gevels, dak en vloer nieuwbouw................................................................................... 9 3.2 Gevels, dak en vloeren bestaande bouw....................................................................... 9 3.2.1 Metselwerkgevels bestaande bouw ...................................................................... 9 3.2.2 Kozijnen in gevels bestaande bouw.................................................................... 10 3.2.3 Hellende daken................................................................................................... 10 3.2.4 Vloeren ............................................................................................................... 10 4 Opwekking en distributie van warmte en koude .......................................................... 11
Bijlage Bijlage I
Onderzoek naar thermische kwaliteit bestaande gevels
R044343aaA0.rd - 23 februari 2009
2/13
1 Inleiding In het kader van de ‘gelofte’ van het ontwerpteam om het renoveren en uit te breiden Gemeentehuis in Venray een gebouw voor de toekomst te laten zijn, zijn c.q. worden daartoe onderzoeken uitgevoerd en hebben binnen het team discussies plaatsgevonden over te maken keuzes. Voorliggend rapport beschrijft de huidige afwegingen van het ontwerpteam ten behoeve van het zoveel mogelijk beperken van het gebruik van energie voor verwarming en koeling van het gebouw. De keuzes betreffen het niveau van isolatie van de gebouwschil (met name voor de bestaande bebouwing) en de wijze waarop warmte en koude zal worden opgewekt en in het gebouw wordt gedistribueerd. Mogelijk zal een en ander in een latere fase nog moeten worden bijgesteld, bijvoorbeeld wanneer de nu voorziene KWO (koude- en warmteopslag in de bodem) niet mogelijk blijkt. Momenteel wordt in dat kader nog een onderzoek ingesteld.
R044343aaA0.rd - 23 februari 2009
3/13
2 Maatschappelijk verantwoord en duurzaam ondernemen
2.1 People, planet, profit Vanuit haar streven naar een maatschappelijke en zakelijke identiteit hanteert Gemeente Venray het concept ‘maatschappelijk verantwoord en duurzaam ondernemen’. Kernthema daarvan is het begrip ‘people, planet, profit’. Bron www.9.minlnv.nl: “Grondgedachte bij maatschappelijk verantwoord en duurzaam ondernemen is aandacht besteden aan1: - people: mensen binnen en buiten de onderneming, - planet: de gevolgen voor het (leef)milieu en - profit: de voortbrenging en economische effecten van goederen en diensten2.” Bron nl.wikopedia.org: “Deze drie aandachtsgebieden dienen op een harmonieuze wijze gecombineerd te worden. Als de combinatie niet harmonieus is zullen de andere elementen hieronder lijden. Wanneer bijvoorbeeld winst te veel prioriteit krijgt, dan zullen mens en milieu hiervan de dupe worden, bijvoorbeeld door slechte arbeidsomstandigheden of vernietiging van de natuur. Andersom ziet de slogan ook het winstkenmerk als essentieel onderdeel van ontwikkeling dat niet verwaarloosd dient te worden”.
2.2 Duurzaam huisvesten Bron www.dubo-centrum.nl: ”De kerngedachte van duurzaam bouwen (dubo) wordt ook wel Trias ecologica genoemd. 3 Deze Drie-Stappen-Strategie beschouwt een gebouw of zelfs een hele wijk als een object. Het streven is om zo min mogelijk en zo verstandig mogelijk in het object te brengen. Is het eenmaal aangebracht, dan moet zoveel mogelijk uit-stroom voorkomen worden en zo verstandig mogelijk met afval worden omgegaan. Dit houdt in dat tijdens het ontwerp al nagedacht wordt over toekomstige sloop en (her)bestemming van het afval. De Drie-Stappen-Strategie dient (voor zover daarop van toepassing) toegepast te worden op de drie dubo-thema's: energie, materialen (inclusief water) en gezondheid & binnenmilieu.
1 2 3
Bron: Nederlandse Ministerie van Landbouw, Natuur en Voedselkwaliteit Tijdens de VN wereldtop in Johannesburg in 2002 werd deze term vervangen door Prosperity, welvaart. Zie ook het schema in par. 2.3. Bron: TU Delft. Ontwikkeld door Boom en Som (TU Delft).
R044343aaA0.rd - 23 februari 2009
4/13
Bij de Drie-Stappen-Strategie worden de stappen achtereenvolgens doorlopen: In: 1. Beperk de vraag: voorkom onnodig gebruik. 2. Gebruik duurzame / niet-eindige bronnen. 3. Gebruik eindige bronnen verstandig. Uit: 1. Voorkom c.q. beperk afval. 2. Hergebruik afval. 3. Verwerk (overig) afval verstandig.” Figuur 2.1 vat de hoofdthema’s van duurzaam bouwen samen. Daarin is ook aangegeven dat gedurende alle ontwerpfasen een toetsing moet plaatsvinden in hoeverre (nog) aan de doelstellingen wordt voldaan. Figuur 2.1 Schema duurzaam bouwen
R044343aaA0.rd - 23 februari 2009
5/13
2.2.1 Energiegebruik Bron www.dubo-centrum.nl: ”Voor de keuzes ten aanzien van energiegebruik geldt op basis van Trias Ecologica het Drie-Stappen-Plan Trias Energetica: 1. Beperk de energievraag zoveel mogelijk. 2. Gebruik zoveel mogelijk duurzame energiebronnen. 3. Gebruik eindige energiebronnen zo efficiënt mogelijk. Om in onze energiebehoefte te voorzien worden verschillende energiebronnen benut. Uit het oogpunt van duurzaamheid is het onderscheid tussen duurzame en niet duurzame energiebronnen van groot belang. Fossiele energiebronnen (olie, gas, steenkool) zijn niet duurzaam omdat ze eindig zijn en omdat ze sterk bijdragen aan klimaatsveranderingen en andere milieuproblemen. Duurzame energiebronnen (zon, wind, water, biomassa) hebben gemeen dat ze in principe oneindig beschikbaar zijn en niet bijdragen aan milieuproblemen als de versterking van het broeikaseffect. Duurzame energiebronnen hebben gemeen dat ze niet gebruik maken van eindige delf- of grondstoffen, maar direct of indirect zonne-energie ‘aftappen’. Zolang de zon schijnt, zijn deze bronnen beschikbaar. Ze leveren ook geen bijdrage aan het broeikaseffect.” Het dubo-thema ‘energie’ wordt verder uitgewerkt in hoofdstuk 3.
2.2.2 Materiaalgebruik Bron www.minvrom.nl: ”Ook met betrekking tot de keuzes voor materiaalgebruik geldt op basis van Trias Ecologica een Drie-Stappen-Plan: 1. Gebruik zo weinig mogelijke materialen. 2. Gebruik zoveel mogelijk niet-eindige grondstoffen. 3. Hergebruik materialen zoveel mogelijk en beperk afval.” Verantwoord materiaalgebruik is grosso modo de toepassing van bouwmaterialen en bouwproducten met minder nadelige milieueffecten: in het ontwerp, tijdens de bouw, tijdens verbouw, in het onderhoud en ten tijde van de sloop van gebouwen. Het dubo-thema ‘materiaalgebruik’ wordt verder uitgewerkt in hoofdstuk 4. In dit rapport wordt ook verantwoord watergebruik onder dit thema vervat.
R044343aaA0.rd - 23 februari 2009
6/13
2.2.3 Gezondheid, binnen- en buitenmilieu Het dubo-thema ‘gezondheid’ heeft betrekking op de sociale, ruimtelijke en functionele én fysische kwaliteit van gebouwen. In ruime zin wordt deze kwaliteit echter niet alleen bepaald door het gebouw, maar ook door de kwaliteit van de stedebouwkundige omgeving en de integratie van het gebouw in die omgeving. Het dubo-thema ‘gezondheid en binnen- en buitenmilieu’ wordt verder uitgewerkt in hoofdstuk 5.
2.3 Ruimtelijke kwaliteit Indien ‘duurzaam ondernemen’ de realisatie van een nieuwe huisvesting betreft, wordt soms aan de begrippen sociale kwaliteit (people), de milieukwaliteit (planet) en de economische kwaliteit (profit) het begrip ‘project’ toegevoegd. Dit is schematisch aangegeven in onderstaande figuur4. Figuur 2.2 Uitbreiding schema People Planet Profit (Prosperity) met Project
Belangrijke onderdelen van het begrip ‘Project’ in de tetraëder zijn: ruimtelijke kwaliteit, variaties door de schalen, diversiteit, stevigheid en schoonheid. In het realiseren daarvan ligt een van de grote uitdagingen aan de architect. 4
Bron: TU Delft
R044343aaA0.rd - 23 februari 2009
7/13
2.4 Toetsing De duurzaamheid van utiliteitsgebouwen, zoals het Gemeentehuis Venray kan onder andere worden getoetst aan het Nationaal Pakket Duurzaam Bouwen Utiliteitsbouw Nieuw (www.sbr-info.nl). In principe zal dit door het ontwerpteam aan het eind van alle ontwerpfasen worden gedaan.
R044343aaA0.rd - 23 februari 2009
8/13
3 Thermische isolatie gebouwschil Ten aanzien van de thermische kwaliteit van de gebouwschil zijn de volgende onderdelen te onderscheiden.
3.1 Gevels, dak en vloer nieuwbouw De gebouwschil van de uitbreiding van het Gemeentehuis zal voldoen aan de dienaangaande wettelijke thermische eisen die zijn geformuleerd in het Bouwbesluit.
3.2 Gevels, dak en vloeren bestaande bouw
3.2.1 Metselwerkgevels bestaande bouw Om vast te stellen wat de thermische kwaliteit van de gevels van het Gemeentehuis is, zijn een infraroodonderzoek en een endoscopisch onderzoek uitgevoerd. De bevindingen van het onderzoek zijn beschreven in een notitie V044343aaA2.em d.d. 13 februari 2009, die integraal is opgenomen als bijlage I van dit rapport. Discussies binnen het ontwerpteam over genoemde notities hebben geleid tot de volgende conclusies: 1. Het (opnieuw) na-isoleren van de bestaande gevels, door vulling van de gevelspouw met bijvoorbeeld steenwol vlokken, kan niet leiden tot een thermische kwaliteit die voldoet aan het huidige nieuwbouwniveau. 2. Het na-isoleren van de bestaande gevels door het aanbrengen van een isolatielaag aan de binnenzijde van de gevels is anderzijds ook niet te prefereren, en wel om de volgende redenen: - Aan de (bouwfysische) kwaliteit van het isolatiemateriaal, de afwerking ervan en de detaillering dienen hoge eisen te worden gesteld, om bouwfysische problemen in de toekomst te voorkomen. - Een en ander zal leiden tot extreem hoge investeringskosten. - De isolatie niet overal op bouwfysisch verantwoorde wijze aangebracht. Dit is bijvoorbeeld het geval in situaties waarin glas-in-lood zonder kozijn in de houten gevel is geplaatst, zie bijlage I van notitie met kenmerk V044343aaA2.em d.d. 13 februari 2009. De isolatie kan daarom niet worden aangebracht in de negge van de lichtopeningen. Het ontwerpteam heeft vooralsnog besloten om uit te gaan van het opnieuw laten na-isoleren van de bestaande gevels, ook al zal dit niet leiden tot ‘nieuwbouwniveau’. Er zal nog een nader onderzoek worden uitgevoerd naar de mogelijkheden om de bestaande vochtproblemen in de laag gesitueerde gevels en binnenwanden (kelder) op te heffen.
R044343aaA0.rd - 23 februari 2009
9/13
3.2.2 Kozijnen in gevels bestaande bouw Beoogd wordt om de bestaande houten kozijnen waar mogelijk te vervangen door nieuwe thermische geïsoleerde kozijnen, waarin drievoudig glas. Hiermee kan de relatief grote warmtetransmissie via de bestaande beglazing (deels nog enkelvoudig) in sterke mate worden gereduceerd. Bovendien wordt hiermee, in samenhang met de na-isolatie van de metselwerkgevels, het risico van koudeval in het gebouw geëlimineerd, ook wanneer de bestaande radiatoren worden verwijderd.
3.2.3 Hellende daken De bestaande hellende daken van het Gemeentehuis zullen worden nageïsoleerd. De uitvoeringswijze en detaillering zullen nog nader worden bepaald.
3.2.4 Vloeren Er zal nog een nader onderzoek worden uitgevoerd om te bepalen of en hoe de bestaande begane grond resp. keldervloeren technische en op bouwfysische verantwoorde wijze kunnen worden nageïsoleerd.
R044343aaA0.rd - 23 februari 2009
10/13
4 Opwekking en distributie van warmte en koude Hoewel de thermische schil in het energieverbruik een belangrijke rol speelt, is de grootste energieverbruiker de luchtbehandeling. Als er geen maatregelen worden getroffen zou hiervoor 70% van de verwarmingsenergie voor benodigd zijn. Op de luchtbehandeling wordt stap 1 van de trias energetica op twee punten toegepast. - De hoeveelheid lucht wordt beperkt door de luchtkwaliteit te meten, en alleen te ventileren waar dat nodig is om een goede luchtkwaliteit te behouden. Dus als er niemand aanwezig is, wordt er minimaal geventileerd. Als vervuiling optreedt wordt daar de luchttoevoer verhoogd. - Warmteterugwinning luchtbehandeling De benodigde warmte voor de ventilatielucht kan worden gehalveerd worden doorr warmteterugwinning. Dit door deze uit te voeren met twin-coil. Gecombineerd kan hiermee tot 70% worden bespaard. Vervolgens komt stap 2 van de trias energetica aan bod. Duurzame bronnen. Voor de nieuwbouw van gemeentehuis Venraij zijn hier een tweetal mogelijkheden die benut (kunnen) worden: - Energieopslag in de bodem Als een warmtepomp warmte opwekt ontstaat er koude als afvalproduct. Deze koude kan opgeslagen worden in de bodem. Als er koude benodigd is kan deze uit de bodem worden onttrokken en wordt warmte ook weer in de bodem opgeslagen. Hierdoor ontstaan twee buffers waar energie gedurende een half jaar wordt opgeslagen. Deze buffers (doorgaans bronnen genoemd) kunnen ook op andere manieren worden gevuld, bijvoorbeeld middels vrije koeling. via energiedaken of zonnecollectoren. - Zonnepanelen op dak nieuwbouw Bij de nieuwbouw zijn op eenvoudige wijze elektrische zonnepanelen te plaatsen. Deze kunnen direct worden ingezet om de verlichting of de warmtepompen te voeden. Als laatste stap komt het zo efficiënt mogelijk inzetten van eindige bronnen. Voor verwarming wordt vooralsnog gebruik gemaakt van de bestaande verwarmingsketels. Voor een efficiënt gebruik van de bronnen wordt al gebruik gemaakt van laag temperatuur verwarming. Bijkomend effect is dat het HR-effect van de ketels ook daadwerkelijk effectief wordt. Vaak ongezien, maar uiterst belangrijk is het op de juiste manier aansturen van de installatie. De effectiviteit van de maatregelen van stap 1 en 2 wordt hiermee voor een groot deel bepaald. De aandachtspunten: - Benuttingsgraad warmtepomp. Maximaliseren door te ‘spelen’ met buffering, opwarmtoeslag, inschakelen van systemen enz. - Benuttingsgraad bronnen. Het maximaal benutten van de bronnen. Door een hoge temperatuur koeling toe te passen, kan de bron maximaal worden gebruikt.
R044343aaA0.rd - 23 februari 2009
11/13
-
-
Energiebalans van de bronnen. Door de mogelijkheid in te bouwen om extra koude of warmte te laden, zonder dat dit veel extra energie kost worden noodgrepen om tot een energiebalans te komen voorkomen. Permanente koude gebruikers als de MER ruimte en het archief moeten in de winter kunnen draaien op het afvalproduct van de warmtepomp: koude.
De technische haalbaarheid van de bronnen wordt momenteel (maart ’09) onderzocht. Een onderzoek naar de geschiktheid van de bodem zal uitwijzen of en in welke mate een bronnensysteem toegepast kan worden.
Lichtveld Buis & Partners BV
ir. R.J.A.M. (Rob) Dekkers
R044343aaA0.rd - 23 februari 2009
12/13
Bijlage I
Onderzoek naar thermische kwaliteit bestaande gevels
R044343aaA0.rd - 23 februari 2009
13/13
Notitie
Nieuwegein, 13 februari 2009
Kenmerk Project Locatie Betreft
: : : :
V044343aaA2.em Renovatie gemeentehuis Venray Isolatie spouwmuren
Op dinsdag 27 januari jl. heeft een (deels endoscopisch) onderzoek plaatsgevonden naar de opbouw van de buitengevels en van eventueel in de spouw van de gevels aanwezige isolatie. In deze notitie worden de resultaten van het onderzoek gerapporteerd. Resultaten In bijlage I en II zijn per geveldeel de bevindingen weergegeven. In bijlage III zijn enkele gevelaanzichten (foto’s) opgenomen. Conclusies 1. Op basis van de in bijlagen I en II weergegeven resultaten van het endoscopisch onderzoek en de waarneming van boorgaten en opnieuw ingemetselde stenen kan worden geconcludeerd de gevel grotendeels wel nageïsoleerd moet zijn geweest. Om vooralsnog onduidelijke redenen is op diverse posities in de gevelspouw echter geen isolatiemateriaal aangetroffen. Het ‘beeld’ van de thermische kwaliteit van de gevels is daarmee erg diffuus. 2. De opbouw van de gevels (lees de dikte van het buitenspouwblad c.q. het al dan niet aanwezig zijn van een spouw) is voor de diverse gebouwdelen eveneens zeer verschillend. Wat is er bekend over de eerdere maatregelen om de gevels na te isoleren? Door dhr. Josten is de volgende informatie verstrekt: Bij de eerder uitgevoerde naïsolatie van de gevels verhaal waren drie bedrijven betrokken: - ITH uit Heerlen/Venlo; - Manders schildersbedrijf uit Deurne; - Keijsers uit Horst. Navraag door LBP heeft uitgewezen dat deze bedrijven niet meer bestaan dan wel geen gegevens meer hebben over de eerder door hen uitgevoerde naïsolatie.
Hoe verder? In die gevels waar sprake is van een 60 mm brede gevelspouw, volledig gevuld met 2 mineraalwol of PS-schuim parels, bedraagt de Rc-waarde ca. 1,3 m K/W. Vergeleken met 2 het wettelijke vangnetniveau voor nieuwbouw Rc = 2,5 m K/W (minimum vereiste waarde) resp. momenteel niet ongebruikelijke niveaus Rc = 3,0 m2K/W of zelfs Rc = 3,5 m2K/W is dat een zeer lage waarde. Als dan in de spouw ook gedeeltelijk of geheel het isolatiemateriaal 2 ontbreekt, dan bedraagt Rc = ca. 0,4 m K/W. De opdracht aan het ontwerpteam om een duurzaam gebouw te gaan maken, voorbereid voor de toekomst, leidt dan tot vragen: 1. Moet verder ‘energie’ worden gestoken in pogingen om de gebouwschil een naar de huidige maatstaven niet meer dan matige thermische kwaliteit (Rc-waarde ca. 1,3 m2K/W) te geven door de gevelspouw (mits aanwezig) opnieuw te laten naïsoleren? 2. Welke alternatieve mogelijkheden zijn voorhanden om de gebouwschil wél op het huidige niveau te krijgen? 3. Gelet op een desbetreffende opmerking van DRI in het ontwerpteamoverleg van 28 januari jl: is het wel gewenst/noodzakelijk het thermisch isolatieniveau van de bestaande gevels van het gemeentehuis op het ‘huidige’ niveau te brengen? 4. Indien het antwoord op dit laatste ‘nee’ zou zijn (vanwege de geprojecteerde Koude en Warmte Opslag?), is dan de regelgeving in het Bouwbesluit abuis, die (ondermeer via de per 1 januari jl. verder aangescherpte EPC-eisen voor nieuwe utiliteitsgebouwen) impliciet een hoog isolatieniveau eist (vaak in combinatie met KWO)? 5. Hoe dan om te gaan met de warmteweerstand van de gevels van de geprojecteerde nieuwbouw (realiseren op basis van vangnetniveau)? Voorgesteld wordt een en ander in het komend ontwerpteamoverleg nader te bespreken. Lichtveld Buis & Partners BV
ir. R.J.A.M. Dekkers
V044343aaA2.em - 13 februari 2009
2/4
Bijlage I
Foto’s glas-in-lood ramen
V044343aaA2.em - 13 februari 2009
3/4
V044343aaA2.em - 13 februari 2009
4/4