STUDIE
optimalisatie van de isolatieschil bij het geothermiehuis
Pagina 1 van 11
Inhoud 1. Plannen gebouw met EPB vloeroppervlakte 239,41 m² ................................................................................................................. 2 2. Het verhaal van de totale energievraag en energievraag voor ruimteverwarming en koeling ...................................................... 4 3. Het verhaal van de totale energievraag naar het totaal eindenergieverbruik ............................................................................... 5 4. Invloed van de isolatie op het totaal eindenergieverbruik bij geothermieconcept ....................................................................... 6 5. Besparing op totaal eindenergieverbruik ....................................................................................................................................... 7 6. Verschil meerkost ........................................................................................................................................................................... 7 7. Eenvoudige terugverdientijd .......................................................................................................................................................... 7 8. Ter info: Vergelijking totaal eindenergieverbruik passiefhuisconcept en geothermieconcept ..................................................... 8 9. Ter info: Invloed Balansventilatie op eindenergieverbruik ............................................................................................................ 8 10. Bouwfysische verklaring optimalisatie van de isolatiedikte ......................................................................................................... 9
Pagina 1 van 11
Pagina 2 van 11
1.
Plannen gebouw met EPB vloeroppervlakte 239,41 m²
Pagina 2 van 11
Pagina 3 van 11
Pagina 3 van 11
Pagina 4 van 11
2. Het verhaal van de totale energievraag en energievraag voor ruimteverwarming en koeling De Belgische federale wetgeving beoordeelt energieprestatie van gebouwen énkel en alleen op basis van de energievraag voor ruimteverwarming en koeling. Lage energiewoning = energievraag ( ruimteverwarming + koeling) ≤ 30 kWh/m² Passiefhuis= energievraag (ruimteverwarming + koeling) ≤ 15 kWh /m² + luchtdichtheid ≤ 0,6 m³/h.m² + balansventilatiesysteem met warmteterugwinning,systeem D. De Europese richtlijn 2010/31/EU schrijft voor dat energieprestatie van gebouwen moet bekeken worden vanuit de totale energievraag van een gebouw, met inbegrip van: 1) 2) 3) 4) 5)
Ruimteverwarming ; Ruimtekoeling; Sanitair warm water; Elektrisch verbruik verluchtingsysteem; Elektrisch verbruik circulatiepompen, verbruik waakvlammen en dergelijke meer.
Europese richtlijn
Belgische federale wetgeving
Pagina 4 van 11
.
Pagina 5 van 11
3.
Het verhaal van de totale energievraag naar het totaal eindenergieverbruik
1
2
Het rechtstreeks verband tussen het eindenergieverbruik en de energievraag kan als volgt uitgeschreven worden:
Conform Europese richtlijn is bijgevolg ook volgende formule geldig:
.
.
.
.
.
.
.
.
.
. .
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
1 Voorbeeld: het is buiten continu ‐10°C. Een ruimte wordt verwarmd door middel van vloerverwarming en vraagt 100 kWh verwarmingsenergie per dag om binnen continu 20°C te behouden. De energievraag is 100 kWh. Het water dat door de vloerleidingen stroomt, vertrekt vanuit een opwekkingstoestel in een kamer waar het 16°C is, passeert kleppen, aanvoerleidingen en collectoren vooraleer in het vloerpakket van de beschouwde ruimte terecht te komen. Bovendien straalt ook niet alle warmte vanuit de vloer naar boven toe. Er gaat dus al energie verloren vooraleer deze kan benut worden als gevolg van het systeemrendement. De bruto‐energiebehoefte die moet worden aangemaakt door het opwekkingstoestel is eigenlijk 112 kWh. 12 kWh gaat verloren als gevolg van het systeemrendement (89%). Deze laatste is onafhankelijk van het toestel dat wordt gebruikt om deze energie op te wekken. 2
Voorbeeld: er wordt een gasbrander gebruikt om 112 kWh bruto verwarmingsenergie aan te maken. De gasbrander heeft een verbrandingsrendement van 96%. Het eindenergieverbruik is 117 kWh.
Pagina 5 van 11
Pagina 6 van 11
4.
Invloed van de isolatie op het totaal eindenergieverbruik bij geothermieconcept
Uitgaande van de EPB‐resultaten kan de invloed van de isolatie bekeken worden voor een geothermiewoning met K‐peil 32 door het isolatiepeil op te drijven naar K‐peil 20 (passiefhuisisolatie).
Geothermieconcept K‐peil 32 Geothermieconcept K‐peil 20
Spouwmuurisolatie Beglazing Raamprofielen Dakisolatie Vloerisolatie Meerkost t.o.v. E‐69 (excl. B.T.W.)
10 cm PUR 1,0 W/m².K Aluminium Eco Futural 12 cm PUR 10 cm PUR + € 16.930,02
24 cm PUR 0,8 W/m².K 5‐kamers PVC 26 cm PUR 16 cm PUR + € 32.416,70
.
.
.
.
.
.
.
.
.
. .
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
EINDENERGIEVERBRUIK
ruimteverwarming [kWh/m²]
,
Geothermieconcept
K‐peil 32
4,66 ,
Geothermieconcept
K‐peil 20
0,87
4,66
0,87
11,52 6,82
ruimtekoeling [kWh/m²]
, 10
0,90 ,
10
0,90
0,61 1,67
san. warm water [kWh/m²]
7,87
1,4
0.823 7,87 1,4 0.82
Het eindenergieverbruik voor ruimteverwarming en koeling: K‐peil 32 = 11,52 + 0,61 = 12,13 kWh/m² K‐peil 20 = 6,82+1,67 = 8,49 kWh/m²
3
Gewogen gemiddelde van de toepasselijke systeemrendementen op toilet, douches en keukenkraan
Pagina 6 van 11
6,87 6,87
verluchtingsysteem [kWh/m²]
1 1
1 1
1
1
1 1
circulatiepomp vloerverwarming [kWh/m²]
0,95 1 1 0,95 1 1
Totaal [kWh/m²]
0,95
20.95
0,95
17.31
Pagina 7 van 11
5.
Besparing op totaal eindenergieverbruik
= 12,13 kWh/m² ‐ 8,49 kWh/m² = 3,64 kWh/m² x 239,41 m² = 871 kWh / jaar x 0,17 € / kWh = € 148,07 / jaar
6.
Verschil meerkost
= € 32.416,7 ‐ € 16.930,02 = € 15.486,68
7.
Eenvoudige terugverdientijd
=
€ €
.
, ,
jaar
104 jaar
Pagina 7 van 11
Pagina 8 van 11
8. Ter info: Vergelijking totaal eindenergieverbruik passiefhuisconcept en geothermieconcept
ruimteverwarming [kWh/m²]
14,75 Passiefhuisconcept 0,96 0,89 Geothermieconcept , K‐peil 32 4,66 0,87
17,26 11,52
EINDENERGIEVERBRUIK ruimtekoeling san. warm water [kWh/m²] [kWh/m²]
0,25 2,5 0,90 , 10 0,90
0,11 0,61
7,87 0,5
0,824 7,87
1,4
0.825
verluchtingssyteem [kWh/m²]
19,26 6,87
4 1 1
1
1 1
4 1
circulatiepomp vloerverwarming [kWh/m²]
0,95 1 1 0,95 1 1
Totaal [kWh/m²]
0,95
41.58
0,95
20.95
9.
Ter info: Invloed Balansventilatie op eindenergieverbruik
Metingen tonen aan dat bij een systeem C+ evo voor een woning met een EPB vloeroppervlak van 239,41 m² er ongeveer 2000 kWh / jaar aan warmte uit de woning afgezogen wordt. Bij de EPB‐berekening zit deze waarde vervat onder ventilatieverliezen bij de term ruimteverwarming. Deze warmte dient door de warmtepomp terug aangemaakt te worden met een overeenkomstig eindenergieverbruik: ,
/ ,
493,32 kWh / jaar € 0,17 / kWh = € 83 / jaar meerkost aan elektrisch verbruik warmtepomp
Een balansventilatiesysteem zou toelaten deze warmte te recupereren en terug te verdienen. Het eindenergieverbruik van de ventilatoren vergroot hierdoor echter met 3 kWh/m² (2 ventilatoren: 1 voor aanvoer en 1 voor afvoer van ventilatielucht) 3 kWh/m² x 239,41 m² x € 0,17 / kWh = € 122 / jaar meerkost aan elektriciteit bij balansventilatie met warmteterugwinning. 4 5
Gewogen gemiddelde van de toepasselijke systeemrendementen op toilet, douches en keukenkraan Gewogen gemiddelde van de toepasselijke systeemrendementen op toilet, douches en keukenkraan
Pagina 8 van 11
Pagina 9 van 11
10. Bouwfysische verklaring optimalisatie van de isolatiedikte U‐waarde / Daling transmissieverliezen / Daling energieverbruik i.f.v. de isolatiedikte 1,60
100
90
1,40
80 1,20
1,00
60
0,80
50
%
U‐waarde (W/m²K)
70
40
0,60
30 0,40 20 0,20
10
Dikte spouwisolatie (m)
0,00 0,00
0,05
U‐waarde (W/m²K)
0,10
0,15
Daling transmissieverliezen (%)
0 0,20
0,25
0,30
Daling energieverbruik met geothermische warmtepomp als opwekker (%)
Pagina 9 van 11
Pagina 10 van 11
Berekening toegepast op een 1m² spouwmuur Uitwendige overgangsweerstand (m²K/W) Dikte buitenblad (m) Lambda buitenblad (W/m.K) Spouwweerstand (m²K/W) Lambda isolatielaag (W/m.K) Dikte binnenblad (m) Lambda binnenblad (W/m.K) Dikte pleisterwerk (m) Lambda pleisterwerk (W/m.K) Inwendige overgangsweerstand (m²K/W)
0,04 0,09 1,50 0,09 0,04 0,14 0,40 0,01 0,50 0,13
Isolatiedikte (m)
U‐waarde (W/m²K)
0,00 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09
1,45 1,06 0,84 0,69 0,59 0,52 0,46 0,41 0,37 0,34 0,31 0,29 0,27 0,25 0,24 0,23 0,21 0,20 0,19 0,18 0,18
Berekening zie pag.11
0,10 0,11 0,12 0,13 0,14 0,15 0,16 0,17 0,18 0,19
0,20
Pagina 10 van 11
Daling transmissieverliezen (%)
Daling eindenergieverbruik voor transmissie met geothermische warmtepomp (%)
0,0 26,6 42,0 52,1 59,2 64,4 68,5 71,7 74,3 76,5
0,0 6,6 10,4 12,8 14,6 15,9 16,9 17,7 18,3 18,9
78,4 79,9 81,3
19,3 19,7 20,1
82,5 83,5
20,3 20,6
84,5 85,3 86,0 86,7 87,3 87,9
+9,5%
20,8 21,0 21,2 21,4 21,5 21,7
+2,4%
Pagina 11 van 11
Hoe worden deze waarden berekend? Bijvoorbeeld spouwisolatie 10cm = 0,1 m 0,04 0,04
0,04
0,13
1
,
²
0,13 0,09 1,5
0,09
0,10 0,14 0,04 0,40
0,01 0,5
0,13
3,23
Bespreking Door muurisolatie van 10 cm dik met een Lambdawaarde van 0,04 W/m.K. , verminderen de transmissieverliezen met 80 % t.o.v. geen isolatie. Door verdubbeling van de muurisolatie naar 20 cm i.p.v. 10 cm dik verminderen de transmissieverliezen slechts met 9,5 %.
MAAR: Als de warmtepomp als opwekkingstoestel wordt gebruikt om deze transmissieverliezen op te wekken, neemt door verdubbeling van de muurisolatie naar 20 cm i.p.v. 10 cm het eindenergieverbruik voor transmissie slechts met 2,4% af. .
.
, %
.
.
,
De materiaalkosten nemen echter wel met 100% toe.
Pagina 11 van 11
,
, %
