Zuyd Hogeschool. Duurzame Monumenten. Sustainable Monuments. Lectoraat nieuwe energie. Vooronderzoek

Zuyd Hogeschool

Duurzame Monumenten Sustainable Monuments

Lectoraat nieuwe energie

Vooronderzoek

Ken Kwantes 02-03-2012

Duurzame monumenten Vooronderzoek Kasteel Limbricht

Duurzame Monumenten Sustainable Monuments

Vooronderzoek Kasteel Limbricht Pre-investigation Kasteel Limbricht

Auteur:

Ken Kwantes Afstuderend student HBO Werktuigbouwkunde Zuyd Hogeschool, Heerlen

Opdrachtgever:

Zuyd Hogeschool Projectgroep Duurzame Monumenten

Uitvoerend bedrijf:

Zuyd Hogeschool Onderzoeksafdeling RiBuilT Onderzoeksgroep Nieuwe Energie

Bedrijfsbegeleider:

Ing. Stefan Sigwarth Senior adviseur

Heerlen,

02-03-2012


Voorwoord Als afstuderende student aan de opleiding werktuigbouwkunde heb ik gekozen voor een afstudeerstage in de richting energie. Energie heeft altijd al mijn interesse gewekt. Energie is een vorm van kracht en kracht wekt bij vrijwel iedere man interesse. Mijn hobby, alles wat te maken heeft met openbare verlichting, is ook zeer sterk gerelateerd aan energie. Verder is in tegenstelling tot een vak als mechanica is nog veel te ontdekken in de wereld van de energie. Energie kent ook veel meer vormen van experimenteren. De ontwikkeling in de wereld van energie gaat snel en dingen moeten dan ook nog vaak in de praktijk getest worden op functioneren. Een zeer interessante wereld naar mijn mening. De keuze voor deze specifieke opdracht is op basis van de breedte van de opdracht. Mijn opdracht is het inventariseren en analyseren van het energieverbruik van de voorhoeve van Kasteel Limbricht. Ik ben gestart op basis van niets. Dit maakt de onderzoeksmogelijkheden zeer breed. Ik wordt niet gestuurd naar een bepaalde richting van onderzoek maar mag het hele spectrum aan energiebesparende mogelijkheden analyseren. Een zeer leuke ervaring naar mijn mening. Onderzoeken kun je echter niet zonder ondersteuning. Ondersteuning heb ik dan ook van verschillende mensen gekregen die waaraan is graag een woord van dank wil richten:  Stefan Sigwarth, mijn stagebegeleider vanuit RiBuilT, voor zijn collegialiteit, kennis en mede analyseren en redeneren met mij over besparingsmogelijkheden en controle van mijn werkzaamheden.  Rob Bimmel, initiator van het project Duurzame Monumenten, voor het binnenhalen van mij als student ter uitvoering van de opdracht.  Tom Dammann, eigenaar van Partycentrum Kasteel Limbricht, voor zijn gastvrijheid en kennisoverdracht van zaken, anders dan energie gerelateerd, aan mij.  Willem Wilms, bestuurslid Stichting Kasteel Limbricht, voor de verschaffing van achtergrondinformatie van toepassing op Kasteel Limbricht.  Helen Janssen , multifunctioneel medewerkster van partycentrum Kasteel Limbricht, bij wie ik altijd terecht kon voor vragen betreffende de exploitatie van het partycentrum.  Harrie Tummers, de technische man van partycentrum Kasteel Limbricht, voor zijn hulp bij technisch gerelateerde vragen.  Eric Curfs, docent en begeleider van de Zuyd Hogeschool, voor zijn ondersteuning door expertise op energiegebied.  Bert Stiekema, bedrijfsleider van partycentrum Kasteel Limbricht, voor zijn gastvrijheid. En “last but not least” de collega’s op kantoor: Stefan Neis, Ingo Jansen, Werner Eussen en Gijsbert Tweehuyzen voor hun collegialiteit. Een goede werksfeer is immers lekker werken en een goed gehumeurd persoon levert betere resultaten. Bedankt!

1


Samenvatting Als initiatiefnemer van het project duurzame monumenten doet RiBuilT namens de Zuyd Hogeschool onderzoek naar het energieverbruik van Partycentrum Kasteel Limbricht gevestigd in de voorhoeve van Kasteel Limbricht. Partycentrum Kasteel Limbricht heeft een hoge energierekening voor gas en elektriciteit. De wens is om deze energierekening omlaag te brengen. De situatie is echter dat zowel de eigenaar van de voorhoeve, Stichting Kasteel Limbricht, als de eigenaar van het partycentrum, Tom Dammann geen grote investeringsmogelijkheden hebben. De stichting wordt getroffen door teruglopende subsidie inkomsten en het partycentrum door dalende horeca inkomsten. Beiden hebben last van de moeilijke economie van de laatste jaren en de ingrepen in de vorm van bezuinigingen die dit tot gevolg had. Stichting Kasteel Limbricht heeft inkomsten nodig in de vorm van huurinkomsten om het gebouw te kunnen onderhouden. Deze huurinkomsten zijn onder anderen afkomstig van het partycentrum. Wanneer het partycentrum echter verlies draait dan is het moeilijk om een huurverhoging te vragen ter compensatie van de dalende of de vervallen subsidies. Van een kale kip is immers niks te plukken. Daarnaast is er de kans dat de eigenaar van het partycentrum vertrekt vanwege de onrendabele onderneming. In dat geval heeft de stichting helemaal geen huurinkomsten meer van het partycentrum. Zoals vrijwel ieder ander in deze tijd zal dus ook het partycentrum moeten bezuinigen. Energiekosten zijn een grote kostenpost gelijk aan 10% van de omzet. Deze worden dan ook aangegrepen om op te bezuinigen. Bezuinigingen zijn onder anderen mogelijk door energiebewust gedrag. Het verbruik van energie door Partycentrum Kasteel Limbricht wordt gekenmerkt door een vorm van nonchalance. Personeel laat verlichting branden, deuren staan open, de verwarming staat te hoog etc. Personeel bewust maken van hun gedrag en de invloed van hun gedrag op het energieverbruik behoeft geen financiële investering en levert toch een winst op. Het inpassen van de activiteiten in een kleiner aantal zalen gedurende de winterperiode levert ook een winst op in energieverbruik. De zalen die niet gebruikt worden kunnen worden verwarmd op het niveau “vorstvrij” en verbruiken zo een minimum aan warmte energie. De zalen die wel gebruikt worden, worden vaker gebruikt en de verwarming kan op een constanter niveau verwarmen. Er gaat minder restwarmte, aanwezig in de zalen na een activiteit, verloren. Minder verlies aan restwarmte betekend dat er minder energie aan de zalen moet worden toegevoegd bij het warm stoken van de zaal alvorens een activiteit plaats vind. Het bouwtechnisch ontwerp is mede een oorzaak van het hoge energieverbruik. Hoge zalen hebben een groot volume met als gevold dat een groot volume verwarmd worden. De plafonds van de zalen kunnen op een relatief eenvoudige en esthetisch verantwoordelijke manier worden verlaagd met brandveilige doeken. Door de toepassing van doeken wordt de warme luchtlaag op een lager niveau gehouden. Een ander voorbeeld van energieverlies door bouwtechnisch ontwerp is het trappenhuis. Het trappenhuis is een open verbinding tussen de ontvangsthal en de gang en garderobe op de eerste verdieping. Met de open tussendeuren vormt het trappenhuis een open verbinding tussen: De ontvangsthal/receptie, de brasserie, de gang op de 1e verdieping en de Ridderzaal. Meer dan 90% van de tijd wordt alleen de ontvangsthal/receptie gebruikt en de brasserie. De gang op de 1e verdieping en de Ridderzaal behoeft gedurende deze tijd geen verwarming maar worden toch passief verwarmd door de warme luchtstroom afkomstig van de begane grond. Het open trappenhuis vormt de schakel tussen deze warmtestroom en moet afgesloten worden. Ook dit is mogelijk door toepassing van zware gordijnen.

2

Duurzame monumenten Vooronderzoek Kasteel Limbricht Een typerend kenmerk van monumentale panden gebrek aan isolatie van buitenmuren en dak is ook een zeer grote oorzaak van het hoge energieverbruik. Isolatie en een nieuw dak zijn echter niet mogelijk door ofwel de monumentale waarde van het pand of de enorme investeringskosten. De verwarmingsinstallatie is sterk verouderd. De hoofdverwarmingsketels hebben een laag rendement en de warmtebronnen, zoals leden radiatoren en vloerverwarming, worden niet effectief gebruikt. Investeren in een nieuwe conventionele hoogrendement gasgestookte verwarmingsketel is de minst kostbare oplossing omdat het functioneren van de installatie is gebaseerd op een centraal gevoede verwarmingsinstallatie. Het plaatsen van WKK zou betekenen dat de positie van de voedingsbron en heel de infrastructuur van gasleidingen en cv-leidingen aangepast moet worden. De huidige positie van de ketel op de zolder kan geen grote WKK ondersteunen. Een conventionele ketel bied de beste verhouding tussen besparingsmogelijkheden en investering. Er is veel besparingspotentie op het energieverbruik van Partycentrum Kasteel Limbricht. Een sterke reductie van het energieverbruik kan behaald worden zonder grote en kostbare ingrepen zoals het isoleren van het dak en de buitenmuren. Vele kleintjes maken één grote is een spreekwoord van toepassing op Partycentrum Kasteel Limbricht. Er zijn heel veel kleine besparingsmogelijkheden en de uiteindelijke besparing door toepassing van kleine besparingsmogelijkheden is dan ook groot.

3


Summary As initiator of the project Sustainable Monuments RiBuilT investigates, on behaf of Zuyd University, the energy consumption of “Partycentrum Kasteel Limbricht.” Partycentrum Kasteel Limbricht is located at the front of Kasteel Limbricht. The party center has a very high energy bill for the consumption of gas and electricity. The party center wishes to reduce the energy bill. The problem is the inability from the owner, Stichting Kasteel Limbricht, and the operator, Tom Dammann, to financially invest in the building. Both suffer from a decreasing income. The foundation suffers from decreasing subsidies and the party center suffers from decreasing hospitality income. Both suffer from financial cuttings due to the poor economy. The foundation “Stichting Kasteel Limbricht” needs the rental income paid by the party center to maintain the building and the castle. The party center is unprofitable so the foundation cannot raise the rent to compensate on the decreasing subsidies. When it does, the operator will abandon the building and leaves the foundation with no rental income at all. Like almost all companies in this economic period the party center must also cut costs. The energy bill is equal to 10% of the turnover. The energy consumption is unnecessary high partially due to actions of the employees. Lights are burning when not needed, doors are open, the heating temperature is too high. Making employees energy conscious doesn’t cost a penny but does decrease energy consumption. Energy conscious behavior of the employees can reduce the gas consumption for heating by 5%. A tighter planning within a smaller number of rooms can reduce the energy consumption as well during the winter period. The rooms that won’t be used can be heated at a frost-free rate resulting in a minimal use of heating energy. Reducing the number of rooms that are used for the same amount of activities results in a more often use of the individual rooms. Heating can be kept on a more constant level improving the efficient use of the heating. Less residual heat is lost due to less time between activities reducing the amount of energy needed for reheating the room for a next activity. Good planning can reduce the gas consumption for heating up to 20%. Draft is a big problem for Kasteel Limbricht. There are a number of leaks in the outer walls and cracks between outer doors and frame. At a windy day cold air blows into and through the building causing heat loss. Examples of draft locations are the sliding windows in the brasserie and the outer doors throughout the building. The sliding windows need to be overhauled and the outer doors need to be fitted with weather stripping. Draft prevention can reduce the gas consumption for heating by 5-10% at a cost rate estimated at €500,-. The lighting within the building consists partially out of conventional bulbs. Conventional bulbs are a waste of electric energy by today’s standards. The application of LED’s, where it’s possible, can reduce the electric energy consumption by 3% with an investment of €8.000,- with the use of Philips LEDs. The building design is another cause for the high energy consumption. A room with a high cieling has a large volume resulting in a large volume that must be heated. The ceiling of the rooms can relatively easily be lowered with the use of curtains/cloths. The main advantage of the curtains relative to a plaster ceiling is the aesthetical aspect and the ability to slide the cloths/curtains away when barbeques or weddings take place. The cloths/curtains must be fireproof. Lowering the ceiling by using cloths/curtains lowers the height of the heat level. An investment in curtains/cloths lowering the ceiling of the Ridderzaal and for shutting the sliding window will cost an estimated €2.000,- and can reduce gas consumption by an estimated 5-10%. 4

Duurzame monumenten Vooronderzoek Kasteel Limbricht The staircase is a part of the building design and another cause of energy losses. The staircase creates an open link between entry hall on the ground floor and the hall and the wardrobe at the first floor. When all doors are left open, like they most of the time do, the staircase creates an open link between: the entry hall/reception, the brasserie, the hall at the first floor and the Ridderzaal. More than 90% of the time only the entry hall/reception and the brasserie are in use. The hall at the first floor and the Ridderzaal don’t need heating during an 90% time period but they are passively heated by the warm airflow that rises up from the ground floor. The staircase creates an open link and must be closed. This is possible by the appliance of heavy curtains in front of the staircase. Closing the staircase with curtains will cost an estimated €500,- en can reduce the gas consumption for heating by 5-10%. A typical characteristic known to monumental buildings is the lack of insulation of the outside walls and the roof. This is a very big cause of the high energy consumption for the heating of the building. The application of insulation poses a threat to the monumental value of the building and is too costly at this moment. Insulating the outer walls and the roof is not an option. The heating system is aged. The main boilers have a low efficiency and the heaters, like the radiators and the floor heating, are not applied for efficient use. Investment in a new modern conventional gas fired boiler is the solution with the lowest cost and best investment to profit ratio. Applying a CHP (combined heat and power) boiler would have the best efficiency because of the own production of less costly electricity compared to electricity from the conventional grid. The main problem caused by the application of a CHP would be the redirection of the complete heating infrastructure. At the moment two boilers are placed on two different positions in the building but they are both located at the attic. A CHP-boiler is much more heavy than a conventional gas fired boiler and needs to be placed on the ground floor. All the gas plumbing and the heat plumbing need to be redirected from two positions at the attic to one position on the ground floor. Plus, the CHP-boiler is a very costly device. The CHP-boiler is considered a too costly investment so the conventional gas fired boiler is the best solution for heating the building. Installing two modern boilers will cost €30.000,-. Heating costs will be lowered by 13%. There are a lot of savings on the energy consumption of party center Kasteel Limbricht. A high reduction of the energy consumption can be reached without high financial investments like insulating the roof and the outer walls. Lots of small savings are equal to one big saving.

5


Inhoudsopgave Voorwoord ................................................................................................................................................ Samenvatting............................................................................................................................................. Summary ................................................................................................................................................... Inhoudsopgave .......................................................................................................................................... Figurenlijst ................................................................................................................................................. 1

Inleiding ......................................................................................................................................... 13

2

Plattegrond van het gebouw ......................................................................................................... 14

3

Inventarisatie ................................................................................................................................. 15

4

Inventarisatie van de Aansluitingen .............................................................................................. 15 4.1

Elektriciteit ............................................................................................................................ 15

4.2

Gas ......................................................................................................................................... 15

5

Inventarisatie van het gebruik van de zalen.................................................................................. 16

6

Inventarisatie elektriciteitsverbruik 2010 ..................................................................................... 17 6.1

7

Elektriciteitsverbruik per aansluiting..................................................................................... 17

Analyse opbouw elektriciteitsverbruik .......................................................................................... 18 7.1

Verbruikers fase 1 en 3 .......................................................................................................... 19

7.1.1

Verlichting ..................................................................................................................... 19

7.1.2

Koeling bar’s .................................................................................................................. 19

7.1.3

IJsblokjesmachines ........................................................................................................ 20

7.1.4

Kantoor .......................................................................................................................... 20

7.1.5

Koffiemachines .............................................................................................................. 20

7.1.6

Vaatwassers ................................................................................................................... 21

7.1.7

Koeling keukens ............................................................................................................ 21

7.1.8

Boilers ............................................................................................................................ 21

7.1.9

Centrale koelen vriescellen ......................................................................................... 22

7.1.10

Keuken apparatuur ........................................................................................................ 22

7.2 Einduitwerking van de opbouw van het elektriciteitverbruik van fase 1 en fase 3 in een cirkeldiagram. .................................................................................................................................... 23

8

7.3

Huis Jansen + biertank ........................................................................................................... 23

7.4

Gasterie ................................................................................................................................. 23

Financiële opbouw elektriciteitsrekening .................................................................................... 24 8.1

Heffingen ............................................................................................................................... 24

8.2

Uitwerking van de financiële opbouw van de elektriciteitsrekening in een cirkeldiagram .. 26 6

Duurzame monumenten Vooronderzoek Kasteel Limbricht 9

Inventarisatie en analyse van het gasverbruik .............................................................................. 27 9.1

Opbouw gasverbruik per verbruiker ..................................................................................... 29

9.2

Financiële opbouw gasrekening ............................................................................................ 29

10

Inventarisatie en analyse van de verlichtingsinstallatie ............................................................ 30

10.1

Huidige situatie...................................................................................................................... 30

10.2

Schakelen............................................................................................................................... 30

10.3

Lichtbronnen ......................................................................................................................... 30

11

LED als alternatief voor de verlichting. ..................................................................................... 31

11.1

Besparingspotentieel op verlichting per zaal ........................................................................ 33

11.1.1

Van Merode zaal............................................................................................................ 33

11.1.2

Van Merode zolder ........................................................................................................ 33

11.1.3

Kessenichzaal ................................................................................................................. 33

11.1.4

Restaurant ..................................................................................................................... 34

11.1.5

Ridderzaal ...................................................................................................................... 34

11.1.6

Van Bentinck zaal .......................................................................................................... 34

11.1.7

Van Bentinck zolder ....................................................................................................... 35

11.1.8

Van Lemborgh ............................................................................................................... 35

11.1.9

Van Breyll....................................................................................................................... 35

11.1.10

Hal + receptie ............................................................................................................ 36

11.1.11

Trappenhuis + gardarobe .......................................................................................... 36

11.1.12

Brasserie .................................................................................................................... 36

11.1.13

Bowling ...................................................................................................................... 36

11.2 12

Conclusie besparing op verlichting........................................................................................ 37 Inventarisatie van de verwarmingsinstallatie ........................................................................... 38

12.1

Inventarisatie ketels .............................................................................................................. 38

12.2

Inventarisatie en analyse van warmtewisselaars .................................................................. 39

12.2.1

Ledenradiatoren ............................................................................................................ 39

12.2.2

Radiatoren met actieve convectie ................................................................................. 39

12.2.3

Warme lucht ventilatoren ............................................................................................. 40

12.2.4

Centrale lucht verwarming ............................................................................................ 41

12.2.5

Analyse verwarming met actieve convectie .................................................................. 41

12.2.6

Convenctorput ............................................................................................................... 42

12.2.7

Vloerverwarming ........................................................................................................... 42

12.2.8

Leidingen ....................................................................................................................... 42 7

Duurzame monumenten Vooronderzoek Kasteel Limbricht 12.3 13

Warmwater voorziening ........................................................................................................ 43 Analyse gebruik van verwarmingsinstallatie en zalen............................................................... 44

13.1

De invloed van de bezetting van een zaal op het energieverbruik voor verwarming .......... 45

13.1.1

Mogelijke alternatief in het gebruik van de zalen ......................................................... 46

13.1.2

Conclusie gebruik van zalen .......................................................................................... 47

13.2

Ledenradiatoren afgewerkt met lambrisering of radiatorbekleding. ................................... 47

13.2.1

Meest effectieve oplossing............................................................................................ 48

13.2.2

Esthetisch verantwoorde oplossing .............................................................................. 48

13.3

Plaatsen van buffet tafels op convectorput .......................................................................... 49

13.3.1 14

Oplossing ....................................................................................................................... 49

Alternatieve warmtebronnen.................................................................................................... 50

14.1

Nieuwe gelijkwaardige ketels: Remeha 210ECO PRO ........................................................... 50

14.1.1

Directe winst uit rendement ......................................................................................... 51

14.1.2

Winst uit continubedrijf in plaats van start/stop cyclussen ......................................... 51

14.1.3

Investeringskosten en terugverdientijd ........................................................................ 51

14.1.4

Conclusie ....................................................................................................................... 51

14.2

Gebruik van de gracht als warmtebron ................................................................................. 52

14.2.1

Berekening potentie op jaarbasis .................................................................................. 52

14.2.2

Berekening potentie bij maximale warmtevraag .......................................................... 53

14.2.3

Conclusie ....................................................................................................................... 53

14.3

Toepassing van een mini warmte kracht koppeling (WKK) ................................................... 54

14.3.1 14.4

Toepassing van een micro WKK: primair Thermisch ............................................................. 57

14.4.1 14.5

Conclusie gebruik van primair thermische micro WKK. ................................................ 57

Toepassing van een micro WKK: primair elektrisch .............................................................. 58

14.5.1 14.6

Conclusie toepassing van een mini WKK installatie ...................................................... 56

Conclusie van een primair elektrische micro WKK ........................................................ 60

Theoretische analyse toepassing van elektrische straalkachels ........................................... 61

14.6.1

Berekening besparingspotentie .................................................................................... 61

14.6.2

Conclusie besparingspotentie van een elektrische straalkachel ................................... 63

14.6.3

Analyse praktische toepassing van een elektrische straalkachel .................................. 63

14.7

Analyse toepassing van gasgestookte straalkachels ............................................................. 64

14.7.1

Berekening ..................................................................................................................... 64

14.7.2

Conclusie toepassing van een gasgestookte donkerstraler .......................................... 65

14.8

Praktische analyse toepassing van straalkachels. ................................................................. 66 8

Duurzame monumenten Vooronderzoek Kasteel Limbricht 14.9 Analyse besparingspotentie van een gasgestookte geyser ten opzichte van een elektrische boiler 67 14.9.1

Berekening kostprijs gas en elektrisch per MJ energie ................................................. 68

14.9.2

Rekenvoorbeeld warm water verbruik ......................................................................... 69

14.9.3

Investering ..................................................................................................................... 69

14.9.4

Conclusie toepassing van een gasgestookte geyser ...................................................... 69

15

Analyse bouwtechnisch ontwerp .............................................................................................. 70

15.1

Analyse warmteverlies door de buitenmuren....................................................................... 70

15.2

Energieverspilling door een hoog plafond en hoge nok ....................................................... 71

15.2.1

Mogelijke oplossing ....................................................................................................... 72

15.2.2

Kostenanalyse................................................................................................................ 72

15.3

Tocht door de ingang bij de receptie .................................................................................... 73

15.3.1

Eerste mogelijke oplossing ............................................................................................ 73

15.3.2

Tweede mogelijke oplossing ......................................................................................... 74

15.4

Warmteverlies door het trappenhuis fase 1 en het trappengat naar de Kessenichzaal....... 75

15.4.1


15.4.2

Kostenanalyse................................................................................................................ 76

15.5

Tochtgaten in de muur van de brasserie ............................................................................... 77

15.5.1 15.6

Ramen met enkelglas ............................................................................................................ 78

15.6.1 15.7


Openstaande deuren door het klemmen van deuren bij sluiten .......................................... 79

15.7.1 15.8



Warmteverlies door de glazen schuifpui van de brasserie. .................................................. 80

15.8.1

Meest effectieve oplossing............................................................................................ 81

15.8.2

Meest waarschijnlijke oplossing .................................................................................... 81

16

Analyse bouwtechnische staat van onderhoud ........................................................................ 82

16.1

Glazen schuifpui brasserie..................................................................................................... 82

16.1.1 16.2

Kieren .................................................................................................................................... 83

16.2.1 16.3

Mogelijk oplossing ......................................................................................................... 84

Voormalige leiding doorvoergaten........................................................................................ 85

16.3.1 16.4


De oplossing .................................................................................................................. 85

Belang van het afdekken van gaten en kieren ...................................................................... 86 9

Duurzame monumenten Vooronderzoek Kasteel Limbricht 16.4.1 17

Wind .............................................................................................................................. 86

Analyse invloed van gedrag van personeel op gasverbruik ...................................................... 87

17.1

Openstaande deuren ............................................................................................................. 87

17.1.1 17.2

Oplossing ....................................................................................................................... 87

Roken met geopende deur/schuifpui.................................................................................... 88

17.2.1

Oplossing ....................................................................................................................... 88

18

Sneeuwscan ............................................................................................................................... 89

19

Conclusies en aanbevelingen .................................................................................................... 93

19.1

Stap 1: Personeel bewust maken van invloed van hun handelingen op het energieverbruik 93

19.2

Stap 2: Organisatorisch goed inpassen van activiteiten in een kleiner aantal zalen ............ 93

19.3

Stap 3: Tochtpreventie .......................................................................................................... 94

19.4

Stap 3b: Gordijnen plaatsen voor de brasserie ..................................................................... 94

19.5

Stap 3c: Revisie glazen schuifpui brasserie ........................................................................... 94

19.6

Stap 3d: Plaatsen van een tochtportaal voor de ingang van de receptie ............................. 94

19.7

Stap 4: Compartimentering met doeken............................................................................... 95

19.8

Stap 5: Elektrische boilers vervangen door gasgestookte geysers........................................ 95

19.9

Stap 6: Toepassing van LED verlichting ................................................................................. 95

19.10

Stap 7: Installatie van moderne cv-ketels ......................................................................... 95

20

Eindconclusie ............................................................................................................................. 96

21

Slotwoord .................................................................................................................................. 97

Bronnenlijst websites ................................................................................................................................ Literatuurlijst .............................................................................................................................................

10


Figurenlijst Figuur 1: Plattegrond voorhoeve Kasteel Limbricht.............................................................................. 14 Figuur 2: Ornagram gebruik van de keuken. ......................................................................................... 22 Figuur 3: Verdeling energieverbruikers fase 1+3 .................................................................................. 23 Figuur 4: Opbouw elektriciteitsrekening 2010 Kasteel Limbricht. ........................................................ 25 Figuur 5: Opbouw elektriciteitsrekening. .............................................................................................. 26 Figuur 6: Grafische weergave gasverbruik januari - augustus 2010. .................................................... 27 Figuur 7: Relatie tussen gasverbruik en temperatuur. .......................................................................... 28 Figuur 8: Cirkeldiagram gasverbruik...................................................................................................... 29 Figuur 9: Opbouw gasrekening.............................................................................................................. 29 Figuur 10: Enkele lampen met LED alternatieven ................................................................................. 37 Figuur 11: Ledenradiator ....................................................................................................................... 39 Figuur 12: Actieve convector ................................................................................................................. 40 Figuur 13: Hete lucht blazer .................................................................................................................. 40 Figuur 14: Kolom Ridderzaal waaruit warme lucht geblazen wordt. .................................................... 41 Figuur 15: De convectorput in het restaurant....................................................................................... 42 Figuur 16: Een boiler. ............................................................................................................................ 43 Figuur 17: Energie en stookgedrag in een zaal...................................................................................... 45 Figuur 18: Energie en stookgedrag van een zaal met een hogere bezetting. ....................................... 46 Figuur 19: Warmte afgifte ledenradiator onbedekt en bedekt. ........................................................... 47 Figuur 20: Links, bekleding met kleine doorlating met een stremming van warme lucht tot gevolg. Rechts, grotere roosters creëren een betere doorstroming. ................................................................ 48 Figuur 21: Het plaatsen van een bekleedde tafel op de convectorput en het effect. .......................... 49 Figuur 22: Remeha GAS 210ECO PRO ................................................................................................... 50 Figuur 23: Bovenaanzicht van Kasteel Limbricht met als kenmerk de omringende gracht. ................. 52 Figuur 24: Buderus SES WKK ................................................................................................................. 54 Figuur 25: Remeha Evita 25s. ................................................................................................................ 57 Figuur 26: Vaillant EcoPower 4.7........................................................................................................... 58 Figuur 27: Elektrische straalkachel. ....................................................................................................... 61 Figuur 28: Matrix uiteenzetting verbruik gas tegen gebruik zalen met besparingspotentie ................ 63 Figuur 29: Donkerstraler ....................................................................................................................... 64 Figuur 30: Vaillant Turbomag gasgestookte geyser. ............................................................................. 67 Figuur 31: warme lucht stijgt naar de nok. ........................................................................................... 71 Figuur 32: Warme lucht blijft door de toepassing van doeken op een lager niveau. ........................... 72 Figuur 33: Het wegvouwen van de gordijnen. ...................................................................................... 72 Figuur 34: Koude luchtstroom bij openen van de deur. ....................................................................... 73 Figuur 35: Sluiswerking van een tochtportaal. ...................................................................................... 73 Figuur 36: Ontwerp van een tochtportaal voor Kasteel Limbricht. ...................................................... 74 Figuur 37: Toepassing van gordijnen aan de binnenkant van de entree. ............................................. 74 Figuur 38: Het trappenhuis en de warmtestroming.............................................................................. 75 Figuur 39: Afdichten van de trap en toepassing van gordijnen ter voorkoming van warmtestroom... 75 Figuur 40: Gemetselde muur aan de originele buitenmuur. ................................................................ 77 Figuur 41: PUR schuim ter afdichting van gaten en kieren. .................................................................. 77 Figuur 42: Groot enkelglas oppervlak. .................................................................................................. 78 11

Duurzame monumenten Vooronderzoek Kasteel Limbricht Figuur 43: Dwarsdoorsnede toepassing voorzetraam. ......................................................................... 78 Figuur 44: Glazen schuifpui van de brasserie ........................................................................................ 80 Figuur 45: De eenden maken dankbaar gebruik van het warmteverlies. ............................................. 80 Figuur 46: Losgeraakte afdichting. ........................................................................................................ 82 Figuur 47: Lichtinval door slechte sluiting. ............................................................................................ 83 Figuur 48: Slechte sluiting tussen kozijn en deur. ................................................................................. 83 Figuur 49: Terrasdeur met grote kier tussen deur en vloer. ................................................................. 84 Figuur 50: Tochtkussen/tochtrol ........................................................................................................... 84 Figuur 51: Warmteverlies door voormalige leidinggaten van de brasserie naar de bowlinghal. ......... 85 Figuur 52: Bovenaanzicht contour kasteel Limbricht inclusief windrichtingen. ................................... 86 Figuur 53: Deuren die regelmatig geopend aangetroffen worden. ...................................................... 87 Figuur 54: Rokerstent met straalkachel. ............................................................................................... 88 Figuur 55: Dak boven ketelruimte. ........................................................................................................ 89 Figuur 56: Eenden overnachten voor brasserie. ................................................................................... 90 Figuur 57: Dun sneeuwdek boven de ruimte van de koelmotoren. ..................................................... 91 Figuur 58: De openstaande deur naar het zolderluik............................................................................ 91 Figuur 59: De reflectie van het zonlicht door de sneeuw geeft een goede weergave van de slechte dichting tussen dak en muur. ................................................................................................................ 92 Figuur 60: Dezelfde plek als voorgaande foto alleen aan de buitenkant genomen. ............................ 92

12


1 Inleiding De hoge energierekening van Partycentrum Kasteel Limbricht is zowel een probleem voor het partycentrum zelf als de eigenaar van de voorhoeve, Stichting Kasteel Limbricht. Hoge energiekosten zijn mede verantwoordelijk voor het drukken de winst of de winst kan zelfs omslaan in verlies. Bezuinigen is dan ook de eerste oplossing die aangewend wordt om verlies te verminderen of zelfs te doen omslaan in winst. Bezuinigen op energiekosten zijn de makkelijkste bezuinigingen omdat deze geen ethische achtergrond hebben. Doel van dit onderzoek is dan ook het inventariseren van energieverbruikers, het analyseren van energieverbruik en een aantal conceptuele voorstellen voordragen voor vermindering van het energieverbruik. Uiteindelijk dient dit rapport als basis voor een diepgaander vervolgonderzoek naar de besparingsmogelijkheden op de energiekosten. De mogelijkheden tot investeren in energiebesparende maatregelen wordt echter door twee dingen beperkt. De beperkte financiële investeringscapaciteit en de monumentale status van het pand. Dit rapport is uiteindelijk bestemd voor de eigenaar van Partycentrum Kasteel Limbricht en de Stichting Kasteel Limbricht als basis inventarisatie naar de mogelijkheden van toepassing van energiebesparende maatregelen. RiBuilT gebruikt dit onderzoek als basis voor een verder diepgaand onderzoek naar de besparingsmogelijkheden. Het project duurzame monumenten gebruikt dit rapport als basis voor het te schrijven handvest voor de aanpak van monumentale panden in het algemeen. De hoofdlijn van het rapport bestaat uit de volgende stappen:  Inventarisatie van installaties en het gebruik van installaties.  Analyseren van besparingsmogelijkheden op installaties, gebruik van installaties, bouwtechnische ontwerp, bouwtechnische staat van onderhoud en de invloed van het gedrag van personeel op het energieverbruik.  Conceptuele voorstellen maken die een mogelijkheid bieden tot het reduceren van het energieverbruik.

13


2 Plattegrond van het gebouw Om het volgende onderzoek te verduidelijken is in onderstaande afbeelding een plattegrond weergegeven. Naast de plattegrond is een lijst weergegeven met de belangrijkste ruimten binnen het gebouwdeel.

Figuur 1: Plattegrond voorhoeve Kasteel Limbricht.

Fase 1 Begane grond Restaurant Keuken Kantoor ruimte Receptie Trappenhuis Ontvangsthal/bar Bowling Brasserie

Begane grond Koeling dranken

1e Verdieping Kessenich zaal Koel-/vriesruimte Spoelkeuken Garderobe Trappenhuis Ridderzaal Afzuiging + verwarming Ridderzaal

Huis Jansen 1e Verdieping Kleedruimte Opslagruimte Werkplaats

Zolder Ketelruimte

Zolder Verwarmingsketel Koelmotoren

Fase 3 Begane grond Breyll zaal Keuken Lemborgh zaal

1e Verdieping Bentinck zaal Merode zaal

Zolder Bentinck zolder Ketelruimte Merode zolder Gasterie

Begane grond Kantoor

1e Verdieping Opslagruimte

Zolder Opslagruimte

14


3 Inventarisatie Om een goed beeld te krijgen van het energieverbruik van Partycentrum Kasteel Limbricht moet een inventarisatie worden gemaakt van energieverbruik en energieverbruikers. De volgende zaken zijn geïnventariseerd in de voorhoeve van Kasteel Limbricht:  Aansluitingen elektriciteit en gas  De bezetting van de zalen  Het elektriciteitsverbruik  Het gasverbruik  Het gebruik van de zalen  Warmtebronnen per zaal in aantal en vermogen  Boilers voor de warmwatervoorziening in aantal en vermogen  Het aantal reserveringen per zaal  Het elekektriciteitsverbruik  Het gasverbruik

4 Inventarisatie van de Aansluitingen Kasteel Limbricht heeft verschillende aansluitingen op de distributienetwerken. De netwerken die van belang zijn voor dit onderzoek zijn de aansluitingen van gas en elektriciteit. Kasteel limbricht heeft in totaal 3 aansluitingen op het elektriciteitsnetwerk en 4 aansluitingen op het gasnetwerk.

4.1 Elektriciteit Kasteel Limbricht maakt gebruik van 3 aansluitingen op het elektriciteitsnetwerk. De grootste aansluiting is de aansluiting van fase 1 en fase 3. Dit zijn de twee commercieel geëxploiteerde vleugels van Kasteel Limbricht. Vervolgens zijn er nog een twee huisaansluitingen met de namen “huis Jansen” en “gasterie.” De capaciteit per aansluiting is als volgt: Fase 1 en Fase 3: 3x 160A Huis Jansen: 3x 25A Gasterie: 3x 25A

4.2 Gas Kasteel Limbricht maakt gebruik van 4 aansluitingen op het gasnet Fase 1: G25 25 t/m 40m³ /h Fase 3: G25 25 t/m 40m³ /h Huis Jansen: G6 t/m 10m³ /h Gasterie: G6 t/m 10m³ /h

15


5 Inventarisatie van het gebruik van de zalen Het gebruik van de zalen op jaarbasis wordt bij Kasteel Limbricht geregistreerd. De zalen kunnen heel het jaar door gebruikt worden maar de werkelijk bezetting is veel lager. Het overzicht van het gebruik van de zalen in dagen over 2010 is al volgt: Van Merode zaal: 73 Brasserie: 244 Ridderzaal: 144 Van Kessenich zaal: 109 Van Bentinck: 87 Van Breyll: 150 Van Lemborgh: 127 Restaurant Entgen: 184 Bowling: 156

16


6 Inventarisatie elektriciteitsverbruik 2010 Partycentrum Kasteel Limbricht heeft een berekend elektriciteitsverbruik van 222.878kWh over het jaar 2010. Dit is een gemiddeld elektriciteitsverbruik van 611kWh per dag en 25,5kWh per uur. Ter vergelijking; een gemiddeld Nederlands huishouden heeft een jaarlijks energieverbruik van 3.500kWh. Het elektrisch energieverbruik van Kasteel Limbricht is 64x meer dan een normaal Nederlands huishouden. De berekeningen van het elektriciteitsverbruik zijn gebaseerd op de verkregen meteropnamen over de periode januari – augustus 2010. Zie bijlage I.

6.1 Elektriciteitsverbruik per aansluiting Het verbruik van elektriciteit per aansluiting verschilt enorm. Dit omdat niet iedere aansluiting een gelijk deel van het gebouwoppervlak bestrijkt en omdat niet alle aansluitingen worden gebruikt voor commerciële doeleinden. De verdeling van het jaarlijks energieverbruik in kWh ziet er als volgt uit: Fase 1/3: 201.935 kWh Huis Jansen + biertank: 18.131 kWh Gasterie: 2.811 kWh Bij het uitzetten van deze gegevens in een schijfdiagram is de verdeling als volgt: 1% 8%

Fase 1 + 3 Huis Jansen + Biertank Gasterie

91%

Vergelijking 1: Onderverdeling elektriciteitsverbruik

17


7 Analyse opbouw elektriciteitsverbruik Om te weten hoe het verbruik van gas en elektriciteit tot stand komt is het van belang om te weten welke grote elektriciteitsverbruikers in het gebouw aanwezig zijn. Zo zijn apparaten zoals koelingen zeer bepalend voor het elektriciteitsverbruik omdat deze continu in gebruik zijn. Van apparatuur die continu in gebruik zijn is het energieverbruik redelijk nauwkeurig te benaderen. Het energieverbruik van incidenteel gebruikte apparatuur is veel moeilijker te benaderen omdat tijd een zeer onzekere factor is in de berekeningen. De meest nauwkeurige manier voor het bepalen van het energieverbruik is meten. Echter, voor dit onderzoek is geen meetapparatuur beschikbaar en de analyses zijn dan ook benaderingen, bepaald aan de hand van het vermogen en geschatte duur van gebruik op jaarbasis. Er zijn een zeer groot aantal apparaten die gebruik maken van elektriciteit als energiebron zoals bijvoorbeeld de verlichting, de koeling, de bowlinginstallatie etc. Dit in tegenstelling tot de gasgebruikers die op één hand te tellen zijn. Het elektriciteitsverbruik is een product van het opgenomen vermogen vermenigvuldigd met de tijd. Ofwel:

Om het elektriciteitsverbruik op jaarbasis van een verbruiker te bepalen moeten twee gegevens bekend zijn. Het vermogen en het aantal uren dat een apparaat per jaar in gebruik is. Het vermogen van een elektrisch apparaat is vrijwel altijd gegeven. Deze is dan ook gemakkelijk te bepalen door de waarde af te lezen op het typeplaatje. De tijd van gebruik van apparatuur is voor veel apparaten te achterhalen of te benaderen. Dit is mogelijk omdat het aantal dagen van activiteit per zaal is gedocumenteerd op kasteel Limbricht. Zaken zoals het energieverbruik van verlichting kunnen dan ook relatief makkelijk bepaald worden aan de hand van het aantal reserveringen per zaal. De activiteitenduur van de reserveringen is gebaseerd op ervaring van het personeel en deze kan gesteld worden op 4 uur activiteit en 1 uur voorbereiding. Voor de duur van het gebruik van verlichting in de zalen wordt dan ook een waarde van 5 uur per reservering gehanteerd. Ook van continue verbruikers die dag en nacht gebruik maken van elektriciteit is het elektriciteitsverbruik op jaarbasis te benaderen. Zo kunnen koelingen getimed worden op het in- en uitschakelen van de koelmotor en deze timing kan uitgedrukt worden in een percentage van de inschakelduur over de hele tijd. De koelingen zijn in “rust” getimed. Dat wil zeggen dat de koeling niet geopend wordt. Door het openen van de koeling stroomt warme lucht de koeling binnen die weer gekoeld moet worden. Dit verhoogt het percentage inschakelduur van de koelmotor. Bij het stellen van het percentage inschakelduur van de koelmotor wordt dan ook nog een marge toegevoegd om een wat meer realistischer beeld te creëren. Het elektriciteitsverbruik wordt geleverd door 3 aansluitingen namelijk: “fase 1 en 3”, “Huis Jansen”, en “Gasterie.” De verhouding in verbruik is als volgt opgebouwd:

8% 1%

91%

Fase 1 + 3 Huis Jansen + Biertank Gasterie 18


7.1 Verbruikers fase 1 en 3 De aansluiting “fase 1 en 3” is verantwoordelijk het grootste deel van het elektriciteitsverbruik namelijk 91%. Bij deze aansluiting is intuïtief de grootste besparing mogelijk omdat deze ook het grootste elektriciteitsverbruik kent. Bij het zoeken naar een vermindering van het energieverbruik wordt dan ook gezocht binnen de verbruikers van deze aansluiting. Op deze aansluiting zijn een aantal grote verbruikers aangesloten die te verdelen zijn in de categorie continu, constant en variabel. Continue apparatuur is dag en nacht het hele jaar door in gebruik. Constante apparatuur is altijd in gebruik wanneer er activiteiten, ongeacht van welke aard, zijn in zalen. Variabele apparatuur wordt alleen ingezet voor specifieke doeleinden. Continu  Koeling van de buffetten  Koeling van het centrale dranken distributiesysteem  IJsblokjesmachines  Koelingen voor de voedselbereiding  Diepvriezen voor de voedselbereiding  Koffie apparaten Constant  Verlichting  Kantoor apparatuur  Centrale muziekinstallatie Variabel  Keuken apparatuur  Spoelmachine  Externe muziek- en verlichtingsinstallaties  Bowling installatie Van een aantal van deze verbruikers is het opgenomen vermogen op jaarbasis te bepalen. Deze te bepalen verbruikers worden in de onderstaande lijst toegelicht met het berekende elektriciteitsverbruik. 7.1.1 Verlichting De waarde van de verlichting kan toegekend worden. Deze is ongeveer 22.000kWh op jaarbasis. Het elektriciteitsverbruik van de verlichting is berekend op basis van het aantal reserveringen op jaarbasis per ruimte. 7.1.2 Koeling bar’s Het elektriciteitsverbruik van de koelingen is ook met redelijke nauwkeurigheid te bepalen. Het vermogen van de installatie is bekend. Het draaiuren percentage van het totaal aantal uren over een tijdsperiode van de koelingen is getimed, met aanpassing door toevoeging van een marge, en kan gesteld worden op ongeveer 75%. Ofwel de motor van koeling is 75% van de tijd actief in gebruik. In absolute uren aantal per jaar ( =8760uur) bedraagt dit 6570uur. Het totaal elektrisch vermogen van de koelingen die geïnstalleerd zijn in de bars bedraagt 6500W. Het verbruik van de dranken koelingen op jaarbasis bedraagt ongeveer 43.000kWh.

19

Duurzame monumenten Vooronderzoek Kasteel Limbricht 7.1.3 IJsblokjesmachines Een verdere groep gebruikers die ook relatief gemakkelijk uit te splitsen is zijn de ijsblokjes machines. Deze zijn continu ingeschakeld. Deze hebben ieder een opgenomen elektrisch vermogen van 450W. In totaal zijn 4 ijsblokjes machines aangesloten. Ook voor de ijsblokjesmachines kan gesteld worden dat de koelmotoren 50% van de totale tijd actief zijn. Het totaalverbruik van de 4 ijsblokjesmachines op jaarbasis is ongeveer 7.900kWh. 7.1.4 Kantoor Het jaarlijks elektriciteitsverbruik van de apparatuur van het kantoor en de receptie is ook met redelijke nauwkeurigheid te stellen. Dit elektriciteitsverbruik kan gelijk gesteld worden aan het elektriciteitsverbruik van de gasterie op jaarbasis. De gasterie kent 1 kantoorruimte met 4 werkplekken. De receptie en het kantoor van de bedrijfsleider samen genomen heeft ook 4 werkplekken. Het elektriciteitsverbruik van de kantoor en receptie apparatuur wordt dan ook gesteld op ongeveer 2.900kWh op jaarbasis. 7.1.5 Koffiemachines De koffiemachines zijn 24 uur per dag stand-by. 7 koffiemachines staan 24 uur per dag 7 dagen in de week aan. Het elektrisch vermogen per koffiemachine is 1,8kW. Een situatie waarbij 500 kopjes koffie per week geschonken worden is realistisch. Een gemiddelde kop koffie heeft een inhoud van 160ml. Het totaal volume gedronken koffie is 80L. Elektriciteitsverbruik voor verwarming

Standbye gebruiken de koffiemachines 1/2h energie per stuk per dag om de boiler op temperatuur te houden.

Weekverbruik.

Jaartotaal. Heet jaarlijks elektriciteitsverbruik van de koffiemachines kan gesteld worden op ongeveer 2.600kWh

20

Duurzame monumenten Vooronderzoek Kasteel Limbricht 7.1.6 Vaatwassers Ook het opgenomen vermogen van de vaatwassers is te bepalen. Uit ervaring van het personeel blijkt dat de vaatwassers bij aankomst van het bedienend personeel wordt ingeschakeld. De vaatwasser heeft namelijk een opwarmtijd voor het water dat aanwezig is in het reservoir van vaatwasser. Een vaatwasser heeft een opgenomen elektrisch vermogen van 6,1kW. Een hoog vermogen dat voor een machinegroep sterk bepalend is voor het energieverbruik op jaarbasis. Het opgenomen vermogen van een vaatwasser is te bepalen aan de hand van het aantal reserveringen van een zaal en dat dan ook weer te vermenigvuldigen met 3 uur per activiteit. Het totaal elektrisch opgenomen vermogen van de in totaal 6 vaatwassers bedraagt ongeveer 21.000kWh op jaarbasis. 7.1.7 Koeling keukens De koelingen die gebruik worden voor de koeling van voedsel zijn continu in gebruik. Er zijn veel verschillende types koelingen die gebruikt worden voor het koelen van voeding. Het vermogen per koelunit verschilt van 300W elektrisch vermogen tot 2kW elektrisch vermogen. Het totaal elektriciteitsverbruik op jaarbasis is ongeveer 26.000kWh. 7.1.8 Boilers De boilers hebben ook een groot aandeel in het elektriciteitsverbruik van Kasteel Limbricht. In totaal zijn 2 boilers aanwezig met een capaciteit van 200L ieder. En een boiler met een capaciteit van 50L. De totale capaciteit bedraagt 450L. Aangenomen wordt dat de boilers worden gemiddeld 3x per week worden leeg getrokken. Het warmwaterverbruik is 1350L per week. De temperatuur van het aangevoerde leidingwater is 15°c. Het tampwater heeft vlak na verwarming een temperatuur van 80°c. Het verbruik is als volgt berekend. Elektriciteitsverbruik voor verwarming van het water per week:

Gedurende de dag hebben de boilers een warmteverlies van 5°c. De benodigde energie ter compensatie van dit temperatuurverlies is als volgt:

Berekenen van het jaarverbruik.

21

Duurzame monumenten Vooronderzoek Kasteel Limbricht 7.1.9 Centrale koelen vriescellen De centrale koelen vriescellen in de spoelkeuken hebben ieder een elektrisch vermogen van 2kW. De inschakelduur van de koelmotor verschilt alleen per cel. Deze bedraagt 60% voor de koelcel en 75% voor de vriescel. Het totaal elektrisch opgenomen vermogen van de centrale koelen vriescellen bedraagt ongeveer 16.200kWh. 7.1.10 Keuken apparatuur Het grootste niet te berekenen aandeel van het elektriciteitsverbruik is voor rekening van de keukenapparatuur. Het gebruik van de apparatuur in de keuken die gebruikt wordt ter bereiding van voeding is afhankelijk van de keuze van het gerecht door de klant. Er zijn zoveel keuzemogelijkheden dat er geen duidelijke berekening gemaakt kan worden van het elektriciteitsverbruik van de keuken. Het gebruik van de keuken is afhankelijk van het volgende vereenvoudigde keuze diagram:

Figuur 2: Ornagram gebruik van de keuken.

Iedere keuze die gemaakt wordt in het diagram heeft invloed op de intensiteit van het gebruik van de keuken en op apparatuur die gebruikt moet worden voor de maaltijdbereiding. Het elektriciteitsverbruik van de keuken kan met de voorhanden zijnde mogelijkheden niet berekend worden en alleen een schatting kan gemaakt worden. Enkele grote verbruikers in de keukens zijn:  Professionele vaatwasser ( 12kW )  Grill ( 2kW )  Magnetron ( 1,8kW ) In de spoelkeuken zijn ook nog een aantal apparaten die een zeer groot opgenomen vermogen hebben  Professionele doorloop vaatwasser ( 27,3kW )  Vaatdroger ( 9,1kW )  Frituur ketel ( 12kW ) Een schatting is dat de keuken apparatuur (exclusief koelingen) verantwoordelijk is voor 30.000kWh op jaarbasis. Dit is ongeveer 15% van het elektriciteitsverbruik van de aansluiting “fase 1 + 3.”

22


7.2 Einduitwerking van de opbouw van het elektriciteitverbruik van fase 1 en fase 3 in een cirkeldiagram. Het onderstaande cirkeldiagram geeft een weergave van de verdeling van het elektriciteitsverbruik op de aansluiting “fase 1+3.”

Elektriciteits verbruikers fase 1+3 Vaatwassers op locatie 6%

Koeling bars Koelingen Keukens

31%

21%

Centrale Koel en Vriescel Ijsblokjes machines Kantoor

12%

4%

Verlichting Koffie apparaten

1%

11% 4%

8%

2%

boilers Restant

Figuur 3: Verdeling energieverbruikers fase 1+3

7.3 Huis Jansen + biertank Voor deze aansluiting kan gesteld worden dat minimaal 95% van de verbruikte elektriciteit voor rekening is voor de koeling en transport van bier en fris door het leidingstelsel van het centrale dranken distributie systeem. Andere gebruikers zijn onder andere verlichting en nog wat klein elektrisch gereedschap die gebruikt wordt door de technische dienst. Wanneer wordt aangenomen dat het aandeel elektriciteitsverbruik van de biertank 95% van het totaalverbruik 18.131kWh op de aansluiting “Huis Jansen+biertank” voor aandeel is van koeling en transport van bier en fris, bedraagt het opgenomen vermogen 17.224kWh op jaarbasis.

7.4 Gasterie Het elektriciteitsverbruik van de gasterie komt voort uit het gehuisveste kantoor. Dit kantoor bestaat maar uit een ruimte. De opbouw van het elektriciteitsverbruik bestaat dan ook voornamelijk uit:  Computer apparatuur  Communicatie apparatuur  Verlichting De exacte verdeling van de opbouw is niet bekend

23


8 Financiële opbouw elektriciteitsrekening De elektriciteitsrekening bestaat uit meer onderdelen dan alleen het afgesproken tarief met de energie leverancier. De elektriciteitsrekening is opgebouwd uit de volgende componenten:  Tarief. Afgesproken in contract met producent al dan niet vast gezet voor meerdere jaren.  Energieheffing. Een tarief per kWh dat bovenop het tarief betaald moet worden. De heffing wordt vastgesteld door de Nederlandse staat en ieder jaar opnieuw gesteld.  Aansluitvergoeding bepaald door de netbeheerder.

8.1 Heffingen Iedere verbruiker van elektriciteit moet een heffing betalen per kWh per aansluiting. Deze heffing wordt opgebouwd in schalen. 0-10.000kWh 10.001-50.000kWh 50.001-10.000.000kWh

11,21ct/kWh 4,08ct/kWh 1,09ct/kWh

De opbouw van deze heffingen per aansluiting is, wanneer de 3 aansluitingen op één perceel geregistreerd zijn, te omzeilen. Bij aanleveren van een WOZ verklaring aan de energieleverancier is het mogelijk om het verbruik per aansluiting te sommeren en vervolgens over de sommage de heffing te betalen. Verbruik van meter 2 en 3 wordt in dit geval opgeteld bij de 200.000kWh van meter 1. Meter 1 bouwt heffing op in schaal 1, 2 en 3 en vervolgens wordt de heffing van meter 2 en 3 ook gesaldeerd in schaal 3. Dit levert een besparing op over de te betalen hefftingen. Partycentrum Kasteel Limbricht maakt gebruik van dit voordeel.

24


Energiegebruik gedurende de referentie periode

Fase 1/3 Biertank + Jansen Gasterie Dag Nacht Enkel Enkel 21060 21540 3825,0 593 kWh

Energiegebruik gedurende het jaar berekend adhv referentieperiode

99829,87 102105,2

18131,5

2811

kWh

Tarief per kWh

0,09285

0,04652

0,075519

0,075519 €

Bruto kosten elektriciteitsverbruik gesplitst

9269,20

4749,93

1369,27

212,28 € + 15600,69 €

Totaal tariefkosten Heffing tarieven 0-10.000kWh per kWh 10.001-50.000kWh per kWh 50.001-10.000.000kWh per kWh Totaal heffingen

0,1121 0,0408 0,0109

€ € €

1121,00 1632,00 1884,37 4637,37

Periodieke aansluitvergoeding / jaar Vastrecht transportdienst / jaar Capaciteitsafhankelijk tarief / jaar Tarieven transportdiensten / jaar = €4,83/kW blindstroomverbruik €0,006/kWh Transportkosten per kWh normaal €0,0293 Transportkosten per kWh laag €0,0153 Systeemdiensten €0,00107/kWh of per jaar Meetdienst

155 18

28,5 114,64

241,50 1337,27 2925,02 1562,21 216,07 6455,06039

58,85 25,71 227,7

Kosten aansluiting

€ € 114,64 € € € € € 58,85 € 25,71 € 227,7 € 6910,46 € 28,5

Energiekosten exclusief BTW BTW a 19% Energiekosten inclusief BTW (19%)

27148,52 € 5158,22 € 32306,73 €

Netto kosten per kWh totaal

0,144953 €/kWh

Opbouw totale elektriciteitsrekening Tariefkosten Heffingen Netwerkkosten BTW Verdeling elektriciteitsverbruik Fase 1 + 3 Huis Jansen + Biertank Gasterie Verdeling elektriciteitskosten Fase 1 + 3 Huis Jansen + Biertank Gasterie

15600,69 4637,37 6910,46 5158,22

€ € € €

201935 kWh 18131 kWh 2811 kWh

29882,76 € 1900,40 € 523,58 €

Figuur 4: Opbouw elektriciteitsrekening 2010 Kasteel Limbricht.

25


8.2 Uitwerking van de financiële opbouw van de elektriciteitsrekening in een cirkeldiagram Een grafische weergave van de elektriciteitsrekening in: de Tariefkosten, de heffingen, de netwerkkosten en de BTW ziet er voor Kasteel Limbricht als volgt uit:

Opbouw totale elektriciteitsrekening BTW 16%

Netwerkkosten 22%

Tariefkosten 48%

Heffingen 14%

Figuur 5: Opbouw elektriciteitsrekening.

26


9 Inventarisatie en analyse van het gasverbruik Er zijn maar 2 verschillende groepen gasverbruikers in Partycentrum Kasteel Limbricht. Namelijk de centrale verwarming en de keuken. Deze gebruikersgroepen zijn relatief gemakkelijk van elkaar te scheiden. Het verbruik van de verwarming is seizoensafhankelijk, temperatuur afhankelijk en afhankelijk van de mate van activiteit. Het gasverbruik van de keuken is gebonden aan de mate van activiteit. Om de opbouw van het gasverbruik te splitsen wordt het wekelijkse gasverbruik uitgezet in een grafiek. De meteropnamen geschiedde over de periode januari t/m augustus 2010. Het gasverbruik in het jaar 2010 is 69.828m³. De meteropnamen waarop de berekeningen gebaseerd zijn staan in bijlage I.

Figuur 6: Grafische weergave gasverbruik januari - augustus 2010.

Het gasverbruik in de periode juni t/m augustus kent geen gasverbruik van de verwarming. Het gasverbruik over deze periode dient dan ook als referentie voor het bepalen van het aandeel gasverbruik van de keuken op het jaarlijks gasverbruik. Het wekelijks gemiddelde gasverbruik van de keuken is berekend op 296m³ per week. Het jaarlijks volume gasverbruik van de keuken is dan ook:

Het aandeel gasverbruik van de keuken over 2010 is:

De resterende 77,9% is het gasverbruik van de verwarming over het jaar 2010. In absolute waarde is dit 54.394m³. In de grafiek op de volgende pagina is goed te zien in welke mate het gasverbruik afhankelijk is van de buitentemperatuur.

27


Figuur 7: Relatie tussen gasverbruik en temperatuur.

28


9.1 Opbouw gasverbruik per verbruiker Het gasverbruik komt tot stand door twee gebruikers namelijk de verwarming en de keuken. Een weergave van het gasverbruik in een cirkeldiagram ziet er als volgt uit:

22% Verwarming Keuken 78%

Figuur 8: Cirkeldiagram gasverbruik.

9.2 Financiële opbouw gasrekening Net als de elektriciteitsrekening is ook de gasrekening opgebouwd uit meerdere componenten. De gasrekening is opgebouwd uit de volgende onderdelen:  Tarief. Dit is de gecontracteerde prijs tussen u en uw energieleverancier.  Heffingen: Dit is de wettelijk bepaalde energiebelasting opgebouwd in tarief schalen. De schalen zijn 0 – 5.000m³ 16,29ct/m³ 5.001 – 170.000m³ 14,19ct/m³  Kosten aansluiting. Dit zijn de kosten die door uw netbeheerder in rekening gebracht worden voor gebruik van aansluiting, meter en meetdiensten.  BTW: Dit is het 19% tarief over de bruto excl. Energiekosten. Een grafische weergave van de opbouw van de gasrekening ziet er dan ook als volgt uit:

Tariefkosten 5%

16%

23%

Heffingen 56%

Kosten aansluiting

BTW Figuur 9: Opbouw gasrekening.

29


10 Inventarisatie en analyse van de verlichtingsinstallatie 10.1 Huidige situatie De huidige situatie van de verlichting is niet zo slecht als verwacht. Het schakelen van de verlichting gebeurt op enkele plekken al automatisch op basis van aanwezigheid van mensen. Daarnaast wordt waar mogelijk is, en waar het aanzien van de lamp minder belangrijk is, al regelmatig gebruik gemaakt van spaarlampen.

10.2 Schakelen De niet verblijfsruimtes zoals het trappenhuis van de Ridderzaal, de toiletten worden verlicht met behulp van een actieve schakeling. Dit houdt in dat de verlichting automatisch wordt ingeschakeld wanneer er iemand gebruik maakt van de ruimte en uitschakelt wanneer er geen gebruik wordt gemaakt van de verlichting. Dit spaart een hoop energie dan wanneer de lampen continu zouden branden. Voordeel is ook dat niemand kan vergeten de verlichting uit te doen. De zalen zijn toegepast met een soort “loopverlichting.” Dit betekend dat wanneer de zaal alleen gebruikt wordt om door heen te lopen naar een andere zaal/ruimte maar een gedeelte van de verlichting brandt. Een goed voorbeeld hiervan is de Ridderzaal. De verlichting schakelt automatisch aan wanneer er aanwezigheid van een persoon gedetecteerd wordt, en schakelt automatisch uit wanneer er niemand aanwezig is. Een deel schakelen van de verlichting is ook energiezuiniger dan het volledig inschakelen van de verlichting.

10.3 Lichtbronnen Er wordt al op een aantal plekken gebruik gemaakt van spaarlampen. Ruimtes waar dagelijks het licht vele uren brandt worden al verlicht met spaarlampen. Voorbeelden hier van zijn de brasserie, de hal en voor een gedeelte de bowling. Ondanks dat de ruimten die dagelijks gebruik worden gebruik maken van spaarlampen worden er nog heel veel gloeilampen en halogeenlampen toegepast. De keuze voor de gloeilamp is voornamelijk gebaseerd op de uitstraling en de mogelijkheid tot dimmen. De gloeilamp heeft een warmere lichtkleur dan een spaarlamp. Licht van spaarlampen wordt veelal als koud en wit ervaren door gebruikers. Comfort en uitstraling is belangrijk in de horeca en een gloeilamp biedt deze mogelijkheden in de vorm van de mogelijkheid tot dimmen en de lichtkleur. De spaarlamp is veelal niet te dimmen. Daarnaast hebben versies die dimbaar zijn grote afmetingen welke niet gewenst zijn in de armaturen. Dimmen van spaarlampen zorgt ervoor dat de kleurtemperatuur nog hoger wordt wat betekend dat de lamp witter licht geeft. De spaarlamp biedt in comfort situaties weinig alternatief voor een gloeilamp. De huidige LED daar in tegen is vrijwel altijd dimbaar. Het energieverbruik van een LED is kleiner of gelijk aan een spaarlamp met gelijke lichttechnische kenmerken. De inventarisatielijsten van de lichtbronnen staan in bijlage II.

30


11 LED als alternatief voor de verlichting. LED verlichting is een vooruitstrevende vorm van verlichten. De huidige generaties LED verlichting hebben een efficiëntie gelijk aan die van de huidige generatie spaarlampen. De ontwikkeling in de LED verlichting gaan een stuk sneller dan die van de spaarlampen en het vermoeden is dat de LED verlichting over 5 jaar efficiënter is dan de spaarlampen. Ook zullen er over 5 jaar LEDs met een hogere lichtstroom beschikbaar zijn ter vervanging van een 100W gloeilamp. Party centrum Kasteel Limbricht maakt gebruik van gloeilampen tot 60W. LED alternatieven voor gloeilampen met een vermogen lager of gelijk aan 60W zijn al beschikbaar. Om de mogelijke besparing van LED verlichting te berekenen moet eerst bekeken worden voor welke lampen de investering in LED zinvol is. LED is door de hoge aanschafkosten geen alternatief voor de huidige TL-lampen en spaarlampen. Dit omdat LED een gelijke efficiëntie heeft, een levensduur van ongeveer factor 2 en aanschafkosten factor 3-5 hoger t.o.v. de spaarlamp. Dit maakt een LED nog geen goed alternatief voor een spaarlampen of TL buis. De verhouding tussen het totale elektriciteitsverbruik van de verlichting en de verlichting met besparingspotentie is als volgt: Jaarlijks elektrisch energieverbruik van de totale verlichting Opgenomen vermogen Opgenomen vermogen in percentage van totaal Kosten per jaar à 14,50ct/kWh

21.905kWh /jaar 11% € 3.176,- /jaar

Jaarlijks elektrisch energieverbruik van de verlichting met besparingspotentie Opgenomen vermogen 11.745kWh/jaar Opgenomen vermogen in percentage van totaal 5,3% Kosten per jaar à 14,50ct/kWh €1703,Het jaarverbruik van de verlichting met besparingspotentie is duidelijk lager dan het totale jaarverbruik van de verlichting. Dit komt omdat de noodverlichting ook deel uit maakt van de verlichting. Moderne noodverlichting maakt gebruik van of fluorescentie lampen of LED lampen. LED lampen die worden toegepast in de noodverlichting zijn een klein beetje zuiniger dan de fluorescentie lampen. Een volgende rekenvoorbeeld geeft een indicatie van de besparingspotentie per jaar. Het verschil in vermogen tussen een conventionele en LED noodverlichting is 2W. Het verschil in energieverbruik per jaar is als volgt berekend:

Specifieke kosten per kWh

€0,1450/kWh

Een LED noodverlichting armatuur kost ongeveer €90,-. De investering in nieuwe armaturen staat dus niet in verhouding tot de besparing in energiekosten. Een zelfde situatie is van toepassing op TLbuizen.

31

Duurzame monumenten Vooronderzoek Kasteel Limbricht Na het splitsen van de verlichting in een groep waar wel besparingspotentieel is en waar geen besparingspotentieel is de volgende besparing op de kosten voor elektriciteitsverbruik mogelijk: Besparingspotentieel bij toepassing van LED verlichting waar mogelijk Opgenomen vermogen alternatieve LED-verlichting:

5.267kWh /jaar

Vermindering van elektriciteitsverbruik t.o.v. huidige situatie:

6478kWh /jaar

Percentage:

55%

Energiekosten LED-verlichting à 14,50ct/kWh:

€764,- /jaar

Vermindering van energiekosten t.o.v. huidige situatie:

€939,- /jaar

Investeringskosten bij toepassing van LED verlichting waar mogelijk Uitgaande van toepassing van Philips LED’s:

€8072,-

Terug verdien tijd van investering uitgaande van een stijging van het energietarief met 3% per jaar:

7 jaar

Gemiddelde levensduur van een LED bij gebruik 2000/jaar:

15 jaar

32


11.1 Besparingspotentieel op verlichting per zaal De grafieken laten de totale besparing per zaal zien na investering in LED lampen. De besparing is niet weergegeven in energiebesparing per jaar maar in totale energiebesparing vanaf het moment dat LED wordt toegepast minus de investeringskosten. In iedere grafiek is een stijging van 3% energietarief voor elektriciteit per jaar verwerkt. Grafiek assen Horizontaal: jaar Vertikaal: Besparing in Euro’s totaal 11.1.1 Van Merode zaal 1000,00 500,00 0,00 -500,002010

2015

2020

2025

2030

2035

-1000,00

Toelichting: Het toepassen van LED in de Merode Zaal heeft een terugverdientijd van meer dan 10 jaar. Toepassen van LED in de Merode zaal is geen interessante oplossing voor het verminderen van het energieverbruik. De reden is het relatief weinige gebruik van de zaal. 11.1.2 Van Merode zolder 1000,00 500,00 0,00 2010 -500,00

2015

2020

2025

2030

2035

-1000,00

Toelichting: Het toepassen van LED in de Merode zolder heeft een terugverdientijd van meer dan 10 jaar. Toepassen van LED in de Merode zolder is geen interessante oplossing voor het verminderen van het energieverbruik. De reden is het relatief weinige gebruik van de zaal. 11.1.3 Kessenichzaal 2500,00 2000,00 1500,00 1000,00 500,00 0,00 -500,002010

2015

2020

2025

2030

2035

Toelichting: Toepassing van LED verlichting in de Kessenichzaal is binnen 5 jaar terug verdiend. De Kessenichzaal wordt relatief veel gebruikt en dit maat toepassing van LED interessant. 33


11.1.4 Restaurant 6000,00 4000,00 2000,00 0,00 2010 -2000,00

2015

2020

2025

2030

2035

Toelichting: Toepassing van LED verlichting in het restaurant is relatief duur in investering omdat er veel lampen gebruikt worden. Deze lampen zijn echter vrijwel allemaal gloeilampen waardoor de LED een hoog besparingspotentieel heeft. Het restaurant wordt relatief veel gebruikt waardoor de investering zich relatief snel terug verdient. 11.1.5 Ridderzaal 4000,00 3000,00 2000,00 1000,00 0,00 2010 2015 2020 2025 2030 2035 -1000,00

Toelichting: De besparing in de ridderzaal is relatief groot. Hierdoor is de investering in LED verlichting binnen 5 jaar terug verdient. 11.1.6 Van Bentinck zaal 600,00 400,00 200,00 0,00 -200,002010

2015

2020

2025

2030

2035

-400,00 -600,00 -800,00

Toelichting: Investeren in LED is niet interessant voor toepassing in de Van Bentinck zaal. De zaal wordt niet vaak gebruikt en de investering in LED is niet binnen 10 jaar terug verdient.

34

Duurzame monumenten Vooronderzoek Kasteel Limbricht 11.1.7 Van Bentinck zolder 1000,00 500,00 0,00 2010 -500,00

2015

2020

2025

2030

2035

-1000,00

Toelichting: Ook voor de Van Bentick Zolder is het investeren in LED niet interessant. Er zijn relatief veel lampen waardoor de investeringskosten relatief hoog zijn. De zaal wordt te weinig gebruikt om de LED investering binnen 10 jaar terug te verdienen. 11.1.8 Van Lemborgh 200,00 0,00 2010 -200,00

2015

2020

2025

2030

2035

-400,00 -600,00

Toelichting: De Van Lemborgh zaal heeft al zuinige verlichting in de vorm van tipkaars spaarlampen. Er is nog maar weinig besparingspotentieel in deze zaal. Verder wordt de zaal relatief weinig gebruikt. Dit maakt investeren in LED niet rendabel. 11.1.9 Van Breyll 5000,00 4000,00 3000,00 2000,00 1000,00 0,00 -1000,002010 -2000,00

2015

2020

2025

2030

2035

Toelichting: De investering voor het toepassen van LED in de van Breyllzaal is relatief hoog. De Van Breyllzaal wordt relatief veel gebruikt wat investeren in LED over 5 jaar rendabel maakt.

35

Duurzame monumenten Vooronderzoek Kasteel Limbricht 11.1.10

Hal + receptie

3000,00 2000,00 1000,00 0,00 2010 -1000,00

2015

2020

2025

2030

2035

Toelichting: Investeren in de toepassing van LED in de hal is zeer rendabel. De investering is laag, het gebruik is hoog. Investeren in LED is binnen 5 jaar terug verdient. 11.1.11

Trappenhuis + gardarobe

4000,00 2000,00 0,00 2010 -2000,00

2015

2020

2025

2030

2035

Toelichting: Het trappenhuis wordt relatief intensief gebruikt en de bovenverdieping wordt verlicht met gloeilampen. Het besparingspotentieel is hoog en het gebruik ook. Dit maakt investeren in LED rendabel binnen 5 jaar. 11.1.12

Brasserie

400,00 200,00 0,00 2010 -200,00

2015

2020

2025

2030

2035

-400,00

Toelichting: In de brasserie wordt al zuinige verlichting toegepast in de vorm van spaarlampen. Het besparingspotentieel van LED is laag ondanks dat het gebruik hoog is. Investeren in LED voor de brasserie is onrendabel. 11.1.13

Bowling

2000,00 1500,00 1000,00 500,00 0,00 -500,002010

2015

2020

2025

2030

2035

-1000,00

Toelichting: De bowling wordt al deels verlicht door middel van spaarlampen. Toch bestaat een groot deel nog uit gloei- en halogeenlampen wat het besparingspotentieel hoog maakt. 36


11.2 Conclusie besparing op verlichting De toepassing van LED verlichting in de zalen heeft uiteindelijk een kleine besparing op de elektriciteitsrekening tot gevolg. De besparingspotentie van de toepassing van LED waar mogelijk is 55% t.o.v. van het huidige verbruik van de verlichting. Het aandeel van de verlichting met besparingspotentie op het totale elektriciteitsverbruik is echter maar 5,3%. De besparing op het totale elektriciteitsverbruik is dan ook iets kleiner dan 3%. De terugverdientijd voor de toepassing van LED verlichting is gemiddeld minder dan 7 jaar. Voor enkele zalen is de terugverdientijd korter en voor enkele langer. Dit komt door de verschillende bezettingsgraden van de zalen. De uitwerking op de energierekening is klein, maar vele kleintjes maken 1 grote.

Figuur 10: Enkele lampen met LED alternatieven

37


12 Inventarisatie van de verwarmingsinstallatie Kasteel Limbricht maakt gebruik van enkelen centrale verwarmingsinstallaties. De warmte geproduceerd in de ketels wordt gedistribueerd door een leidingstelsel naar warmtewisselaren in de zalen. Er zijn een verschillende typen warmtewisselaars/radiatoren aanwezig op Kasteel Limbricht. De aanwezige radiatoren worden in onderstaande tekst genoemd.

12.1 Inventarisatie ketels Er zijn een aantal ketels die gebruik worden voor de verwarming van partycentrum Kasteel Limbricht. De volgende typen ketels zijn aanwezig in de voorhoeve van Kasteel Limbricht. Fabrikant Type Vermogen Te verwarmen gebouwdeel Remeha Gas 3d XR 10* 183kW Fase 1 Remeha Gas 3d XR 8* 142kW Fase 3 Remeha Calenta 28c** 28kW Huis Jansen Remeha Calenta 28C** 28kW Gasterie De ketels van het type Remeha gas 3d XR zijn van het type verbeterd rendement. De ketels hebben een rendement van ongeveer 74% t.o.v. de bovenwaarde van gronings gas. Moderne ketels van zulk kaliber hebben een rendement van 90% of hoger. In het rendement van de ketel is dan ook een behoorlijke besparingspotentie mogelijk Een ander probleem van een grote niet modulerend te stoken ketel is de overcapaciteit op verwarming wanneer maar 1 of 2 zalen in gebruik zijn. Wanneer bijvoorbeeld alleen de Brasserie, de Kessenichzaal en de receptie+entree hal verwarmd moeten worden is de totaal benodigde capaciteit 32kW. Op de laagste stookstand heeft de ketel een overcapaciteit van 78kW. De grote hoeveelheid water aanwezig in de CV-installatie dient als een soort buffer voor deze overcapaciteit. Maar uiteindelijk moet de vraag en aanbod wel gelijk zijn. Dus wanneer de vraag laag is en de ketel alleen hoog kan bieden moet de ketel in- en uitschakelen. Ofwel de ketel heeft maakt in zo een situatie veel start/stop cycli. Dit verlaagd het rendement van de ketel. Het is goed mogelijk dat de ketel in zulke situaties maar een rendement heeft van 65%. De ketels type Remeha Calenta hebben wel een goed rendement. Verder zijn de ketels modulerend te schakelen en bij een lage vraag naar warmte hoeft dus ook niet veel gestookt te worden.

* **

Voor volledige gegevens zie bijlage III Voor volledige gegevens zie bijlage IV

38


12.2 Inventarisatie en analyse van warmtewisselaars 12.2.1 Ledenradiatoren Ledenradiatoren zijn het meest aanwezig op Kasteel Limbricht. Ledenradiatoren zijn warmtewisselaars die gebaseerd zijn op passieve convectie. De primaire warmtelevering van ledenradiatoren gebeurd dan ook door de verwarming van lucht. Deze warme lucht stijgt, koelt af en daalt vervolgens weer waarna de lucht weer verwarmd word. De circulatie die ontstaat is passief en wordt alleen gevoed door het stijgen van de warme lucht boven de ledenradiator. Ledenradiatoren zijn de meest voorkomende warmte voedingen van de zalen/ruimtes. De ledenradiatoren zijn aanwezig in verschillende afmetingen. De kleinste Ledenradiator heeft een afmeting van 60 x 100 x 13cm met een benaderd vermogen van 1970W. De grootste ledenradiator heeft een afmeting van 60 x 225 x 19cm met een benaderd vermogen van 3800W. Ledenradiatoren hebben een specifiek kenmerk. De primaire warmte afgifte van ledenradiatoren gebeurt door middel van convectie. Een benadering van de verhouding in afgifte van warmte door straling en convectie is ongeveer 20%:80%. De convectie die plaats vind is van passieve aard. Dat wil zeggen dat de warme lucht stijgt door de lagere dichtheid en verder niet geforceerd wordt door middel van een ventilator om te stijgen. Warme lucht afkomstig van de ledenradiatoren zal dan ook direct stijgen naar het hoogste punt, waar de lucht weer afkoelt en daalt. Vooral in hoge ruimtes zijn ledenradiatoren geen efficiëntie warmtebronnen. Omdat het merendeel van de warmte naar boven stijgt en alleen de al deels afgekoelde lucht de aanwezigen in de zaal bereikt.

Figuur 11: Ledenradiator

12.2.2 Radiatoren met actieve convectie In enkele zalen zijn ook convector radiatoren aanwezig. Dit zijn warmtewisselaren die actieve convectie toepassen in de vorm van een ventilator. Deze radiatoren blazen de warme lucht weg door middel van een ventilator en zuigen ook actief de koude lucht aan. Op deze manier ontstaat een betere en snellere circulatie waardoor de ruimtes sneller worden opgewarmd. Deze radiatoren kunnen dan ook een hoger vermogen leveren in vergelijking met de ledenradiatoren. De radiatoren zijn op de wand gemonteerd.

39


Figuur 12: Actieve convector

12.2.3 Warme lucht ventilatoren Nog een radiator type zijn de hete lucht blazers. Deze blazers onttrekken de warmte uit de cvleidingen en blazen deze vervolgens door de ruimte. Er is een duidelijke warme luchtstroom in de richting waarin de blazers blazen. Deze vorm van verwarmen is dan ook ideaal voor verwarming op locatie. De blazers kunnen gericht worden op de plekken waar de personen zich bevinden.

Figuur 13: Hete lucht blazer

40

Duurzame monumenten Vooronderzoek Kasteel Limbricht 12.2.4 Centrale lucht verwarming Ook bij deze vorm van verwarming wordt de ruimte verwarmd met hete lucht. Alleen is de installatie groter en kan deze een hele ruimte verwarmen met hete lucht. Het vermogen van deze installaties is niet bekend. Geschat wordt dat het vermogen om en nabij de 50kW ligt.

Figuur 14: Kolom Ridderzaal waaruit warme lucht geblazen wordt.

12.2.5 Analyse verwarming met actieve convectie Verwarming die gebruik maakt van actieve convectie komt regelmatig voor. Ook dit type warmtebron is gebaseerd op convectie alleen in actieve vorm. De warme lucht opgewarmd door het warme water van de CV leidingen verhit de lucht en vervolgens blaast een ventilator de lucht onder relatief hoge snelheid de zaal in. De warme lucht wordt dan ook direct naar de gebruiker toe geblazen. Uiteindelijk resulteert dit in een veel betere behaaglijkheid vergeleken met passieve convectie. Met de ventilatoren kan de warmtestroom veel beter gericht worden. Een voorbeeld van een juiste toepassing van de hete lucht blazers kan gevonden worden in het partycentrum. De hete lucht blazers in de bowlinghal zijn een goede toepassing. De bowlinghal heeft een totaal vloeroppervlak van ongeveer 150m². De inhoud van de ruimte bedraagt ongeveer 450-500m³. Verwarmen van heel het volume aan ruimte zou veel energie en geld kosten. Dit is echter slim aangepakt door het toepassen van de hete lucht blazers alleen op de plek waar de bal wordt afgeworpen. Zo is de ruimte waar de bezoekers plaatsnemen aangenaam verwarmd en de rest van de ruimte niet. Nog een voordeel van actieve convectie is de snelheid waarmee de zaal verwarmd kan worden. Door de actieve circulatie van lucht is de verdeling van de warmte gelijkmatiger en wordt de gewenste temperatuur eerder bereikt. De hete lucht blazers zijn dan ook een goede manier van verwarmen. De hete lucht blazers kennen echter ook een nadeel namelijk het geluidsniveau. Een ventilator produceert geluid dan bij sommige activiteiten als storend ervaren kan worden.

41

Duurzame monumenten Vooronderzoek Kasteel Limbricht 12.2.6 Convenctorput In het restaurant wordt een convectorput toegepast. Ook een convectorput werkt op basis van passieve convectie. De convectorput van het restaurant is voor de raampartij geplaatst. Door het grote oppervlak van het raam in het restaurant vind ontstaat een grote koudeval. Deze koudeval is duidelijk merkbaar wanneer de convectorput niet in werking is en kan als zeer onbehaaglijk ervaren worden door bezoekers. De convectorput in werking werkt deze koudeval tegen en creëert een soort warmte gordijn. De conclusie is dat de convectorput goed is toegepast. Alleen zoals eerder in het rapport genoemd werd is het gebruik van de convectorput niet goed.

Figuur 15: De convectorput in het restaurant.

12.2.7 Vloerverwarming Vloerverwarming is een van de meest comfortabele soorten verwarming. Warme lucht stijgt over een groot oppervlak vanaf de vloer op. Personen die aan een tafel dineren ervaren de vloerverwarming als zeer aangenaam. De warme lucht verwarmd benen en voeten. Temperatuur van beide ledenmaten kunnen zeer bepalend zijn voor de ervaring en beleving van comfort. Vloerverwarming biedt het meeste comfort voor de gebruiker. Vloerverwarming heeft de hoogste efficiëntie bij continu gebruik. Deze is dan ook niet geschikt voor zalen/ruimtes die maar een enkele keer gebruikt worden. Dit is echter wel in twee zalen het geval. 12.2.8 Leidingen Beide ketels zijn in beide gebouwdelen centraal in het gebouwdeel geplaatst. Door deze centrale plaatsing blijft de afstand tussen ketel en radiatoren zo kort mogelijk. Een zo kort mogelijke leiding beperkt het warmteverlies in leidingen. De leidingen die over lange afstand warm water transporteren zijn geïsoleerd met buisleidingisolatie. Deze isolatie beperkt ook het verlies aan warmte in de leidingen.

42


12.3 Warmwater voorziening Het water wordt volledig verwarmd door elektrische boilers. Warm water wordt alleen geleverd in de keukens en in de spoelkeuken. Toiletten en spoelbakken van de bars worden alleen van koud water voorzien. Kasteel Limbricht maakt gebruik van 3 boilers. Twee biolers met een capaciteit van 200L per stuk en 1 boiler met een capaciteit van 50L. De boilers staan op locatie, ofwel in de keukens. Dit houdt de leiding tussen boilers en tappunt kort. Dit maakt ook dat er niet lang water hoeft te worden getapt eer het warme water het tappunt bereikt. Uiteindelijk is dit een vorm van waterbesparing.

Figuur 16: Een boiler.

43


13 Analyse gebruik van verwarmingsinstallatie en zalen De verwarming van Partycentrum Kasteel Limbricht wordt zeer onregelmatig gebruikt door de lage bezetting van de feestzalen. De feestzalen in gebouwdeel fase 3 hebben een lage bezetting wanneer gekeken wordt naar het aantal uren op jaarbasis. De gegevens van gebruik van de zalen in 2010 zijn bekend. De uitdraai van de reserveringen per zaal is te vinden in bijlage V. Het aantal dagen bezetting op jaarbasis is als volgt: zaal dagen/jaar uren/jaar percentage t.o.v. totaal uren per jaar  Brasserie 244 1952 22,2%  Restaurant Entgen 184 736 8,4%  Van Breyll zaal 150 750 8,6%  Ridderzaal 144 720 8,2%  Van Lemborgh 127 254 2,9%  Van Kessenich zaal 109 327 3,7%  Van Bentinck zaal 87 435 5%  Van Merode zaal 73 365 4,2% De bezetting van de zalen is te bestempelen als laag en willekeurig. Door deze lage en willekeurige bezetting zijn veel temperatuurschommelingen. Met deze temperatuurschommelingen gaat veel warmte energie verloren. Wanneer een zaal wordt afgesloten na een feest bevat de zaal nog veel energie. Wanden, plafonds, vloeren, meubilair etc. dragen allemaal energie in de vorm van warmte ten opzichte van een niet bezette zaal. Deze energie gaat verloren aan een niet bezette zaal wanneer de verwarmingstemperatuur verlaagt word. Daarbij wordt ook al deze energie weer geabsorbeerd wanneer de temperatuur van de zaal verhoogd wordt. De temperatuur in een bezette zaal is 20°C. De temperatuur in een niet bezette zaal is 15°C wanneer een thermostaat geplaatst is in de zaal of een volledig uitgeschakelde verwarming wanneer de zaal handmatig verwarmd wordt. Het effect van een lage bezetting van een zaal op het energieverbruik wordt verklaard aan de hand van de afbeelding op de volgende pagina.

44


13.1 De invloed van de bezetting van een zaal op het energieverbruik voor verwarming

Figuur 17: Energie en stookgedrag in een zaal.

1) Zaal wordt verwarmd. Het warm stoken van een zaal kan wel 15 uur in beslag nemen. Deze tijd is een gevoelsindicatie van de enorme hoeveelheid energie die een zaal bezit in warme toestand ten opzichte van de koude toestand. Gedurende deze periode stookt de verwarming op vol vermogen gedurende een lange tijd. Het warm stoken van een zaal verbruikt dan ook zeer veel gas. 2) Zaal is te vroeg op temperatuur. Omdat inschakelen van de verwarming veelal handmatig gebeurt komt het vaak voor dat een zaal te vroeg op temperatuur is. Er wordt gekozen voor een aanpak van “het zekere voor het onzekere” om gasten niet in de kou tel laten zitten. Gedurende deze periode hoeft de verwarming alleen het warmteverlies door muren en daken te compenseren op een niveau verschil tussen 20°C binnentemperatuur en de buitentemperatuur op dat moment. Het gasverbruik per uur is aanzienlijk kleiner dan in periode 1. De zaal te vroeg warm stoken betekend ook dat er langer dan nodig energie verloren gaat door de hoge binnentemperatuur. Periode 1 en 2 duren gezamenlijk in de praktijk wel eens 24h uur. 3) Zaal is in gebruik. Wanneer een zaal op temperatuur en in gebruik is daalt het gasverbruik, navenant het aantal aanwezige personen, een beetje. Alleen het warmteverlies moet gecompenseerd worden met stoken. Het gasverbruik per uur is gelijk of iets minder als in periode 2. 4) Zaal is afgesloten en buiten gebruik. De zaal bevat nog een enorme hoeveelheid energie die helemaal verloren gaat door het warmteverlies. 5) Zaal is buiten gebruik. De zaal wordt op een lagere temperatuur verwarmd. Het gasverbruik per uur is lager dan periode 3 en 4.

45

Duurzame monumenten Vooronderzoek Kasteel Limbricht 13.1.1 Mogelijke alternatief in het gebruik van de zalen Volledig sluiten van een deel van de zalen in de winterperiode. Een mogelijke oplossing is om een deel van de zalen gedurende de winter volledig te sluiten. Dit om de bezettingsgraad van de resterende zalen te verhogen. Het kunstmatig verhogen van de bezettingsgraad van de resterende zalen houdt in dat de zalen meer gebruikt worden en dat het energieniveau constanter is. Zo kan bijvoorbeeld het restaurant in de winter worden afgesloten en kan de brasserie deze functie overnemen. Eventueel kan de brasserie gecompartimenteerd worden met scheidingswanden. Zo kunnen twee kleine groepen tegelijkertijd plaats vinden in de brasserie. Voor de grotere feesten en de diners is de Ridderzaal ter beschikking. De Kessenich is voor trouw plechtigheden en vergaderingen. Zulke voorstellen kunnen gemaakt worden door een persoon met kennis van organisatie en van gebruik van de zalen van Partycentrum Kasteel Limbricht.

Figuur 18: Energie en stookgedrag van een zaal met een hogere bezetting.

De stookkosten per zaal worden hoger maar de stookkosten per activiteit worden lager. Het percentage stookkosten van de omzet van de zaal daalt en de nettowinst op de omzet zal toenemen. Voor het probleem van het warm stoken van de zaal kan een goed en op gebied van duurzaamheid ontwikkeld installatiebedrijf benaderd worden voor de mogelijkheden van intelligent gestuurde verwarming. Deze verwarming meet de temperatuursomstandigheden per zaal en de weersomstandigheden buiten. Men hoeft alleen in te stellen wanneer men een bepaalde temperatuur wenst in een zaal. Software bepaald dan de stookmodellen voor het verwarmen van de zaal en voert deze uit. Een voorbeeld is dat een zaal op 23 december om 20:00u een temperatuur moet hebben van 20°C. Tijd en temperatuur worden ingesteld en de computer berekend zelf aan de hand van actuele binnentemperatuur en de weersomstandigheden buiten het stookregime.

46

Duurzame monumenten Vooronderzoek Kasteel Limbricht 13.1.2 Conclusie gebruik van zalen Er is een punt tussen wanneer het gunstiger is om de zaal vanuit koude toestand warm stoken, en het warm houden van de zaal op een bepaalde temperatuur. Dit punt is het omslagpunt. Dit punt is met de beschikbare kennis en middelen niet te berekenen. Eventueel kan dit punt door een gespecialiseerd bedrijf berekend worden. Een conclusie die wel getrokken kan worden is dat de zalen te laag bezet zijn. Wanneer de zalen een hogere bezettingsgraad zouden hebben is de verhouding tussen stookkosten en omzet groter omdat de zalen efficiënter verwarmd worden. Het kunstmatig verhogen van de bezetting van de zalen is mogelijk door sluiting van enkele zalen in de winter en betere inpassing van activiteiten in de resterende zalen.

13.2 Ledenradiatoren afgewerkt met lambrisering of radiatorbekleding. Een deel van de ledenradiatoren wordt afgedekt door de lambrisering of door radiatorbekleding. De keuze voor het afdekken is op basis van uiterlijk vertoon ofwel als decoratieve afwerking. Deze decoratieve afwerking gaat ten kosten van de toch al niet effectieve ledenradiatoren. Ledenradiatoren hebben een relatief klein aandeel vermogen uit stralingswarmte. Op het totaal vermogen van de ledenradiator staat dit gelijk aan een percentage van ongeveer 20%. 80% Van het vermogen wordt afgegeven door convectie. De afdekking hindert de convectiestroming afkomstig van de ledenradiator. Enkele delen van de lambrisering zijn aan de bovenkant voorzien van een klein rooster. Dit rooster is echter niet van voldoende grootte om de gehele capaciteit aan convectiestroming door te laten. Warme lucht hoopt zich op onder de lambrisering en verwarmd de muur en de lambrisering. In een situatie waarbij een ledenradiator niet is afgedekt absorbeert de muur ongeveer 5% van het vermogen van de radiator. Bij een afgedekte situatie ligt dit percentage veel hoger door de warmteafgifte van de convectiestoom aan de muur door ophoping van warmte aan de binnenzijde van de lambrisering. Procentuele waarden kunnen reiken tot 40% van het vermogen. Warmte afgifte aan de muur kan als verlies worden beschouwd omdat deze geen indirecte verwarming meer vormt voor de zaal. Als laatste nadeel is het hinderen van de afgifte van stralingswarmte een probleem van lambrisering en radiatorbekleding. Stralingswarmte heeft een direct positief effect op het comfort van de gebruiker/bezoeker. De straling wordt bij bekleden deels geabsorbeerd door het raster dat geplaatst is voor de radiator. Het effect van de stralingswarmte wordt op die manier nog verder beperkt.

Figuur 19: Warmte afgifte ledenradiator onbedekt en bedekt.

47

Duurzame monumenten Vooronderzoek Kasteel Limbricht 13.2.1 Meest effectieve oplossing De meest effectieve oplossing is het verwijderen van de lambrisering en de radiatorbekleding. Dit maakt een natuurlijke ongehinderde convectiestroming mogelijk en benut de functie van de ledenradiator volledig. Het verwijderen van de lambrisering kan nog aangevuld worden met de bekleding van de muur met radiatorfolie. Deze folie reflecteert voor een zeer groot deel de straling die wordt afgegeven aan de muur. 13.2.2 Esthetisch verantwoorde oplossing Het vermoeden is dat de lambrisering behouden moet worden vanwege het esthetische aspect. Onbedekte radiatoren zijn vaak niet mooi om aan te zien. De doorstroming van de convectie door de lambrisering moet verbeterd worden. Dit is alleen mogelijk door de toepassing van roosters over de volledige lengte van de onder de lambrisering aanwezig zijnde radiatoren. De huidige toegepaste roosters hebben maar een kleine afmeting. Onder de afdekplank kan ook nog een sleuf gefreesd worden waar dit nog niet van toepassing is. De wat de doorstroming van warmte wordt zo nog verder verbeterd.

Figuur 20: Links, bekleding met kleine doorlating met een stremming van warme lucht tot gevolg. Rechts, grotere roosters creëren een betere doorstroming.

48


13.3 Plaatsen van buffet tafels op convectorput Het restaurant wordt onder anderen verwarmt door een convectorput. Deze convectorput bevind zich voor de glazen wand. Het principe van de plaatsing van de convectorput in energietechnisch opzicht is goed uitgevoerd. De convectorput biedt door de plaatsing voor het raam tegenwicht aan het de koudeval van het raam. Dit heeft als effect dat de koudeval niet merkbaar is voor de bezoekers en het gevoel van comfort wordt verhoogt. Een convectorput werkt net als ledenradiatoren op basis van passieve convectie. Warme lucht stijgt naar de ruimte toe door de lagere dichtheid in vergelijking met de koude omgevingslucht. Afdekken van de convectorput doormiddel van een bekleedde tafel stopt de werking van de convectorput. De warme lucht blijft gevangen onder de tafel en geeft geen warmte af aan de ruimte. Ofwel de convectorput verwarmt de ruimte niet naar behoren.

Figuur 21: Het plaatsen van een bekleedde tafel op de convectorput en het effect.

13.3.1 Oplossing De oplossing is zeer eenvoudig. De tafel van het buffet in het restaurant moet ergens anders geplaatst worden.

49


14 Alternatieve warmtebronnen De voorhoeve van Kasteel Limbricht wordt verwarmd door twee verouderde typen verwarmingsketels. De ketels zijn geplaatst in het jaar 1999. Ook in die tijd waren de ketels niet van het modernste type. Anno 2012 liggen de ketels dan ook ver achter wat betreft energie efficiënte verwarmingstechnieken. Er zijn dan ook veel alternatieve warmtebronnen die onderzocht kunnen worden.

14.1 Nieuwe gelijkwaardige ketels: Remeha 210ECO PRO Het directe moderne alternatief voor de huidige geplaatste ketels van het type Remeha Gas 3d XR is de Remeha 210ECO PRO*. Het specifieke alternatief voor de ketel gestationeerd in gebouwdeel fase 1 (Remeha Gas 3d XR 10-leden 183kW) is de Remeha 210ECO PRO 166kW 5 leden. De alternatieve ketel voor de ketel gestationeerd in gebouwdeel fase 3 (Remeha Gas 3d XR 8-leden) is eveneens de Remeha 210ECO PRO 166kW 5 leden. De keuze voor een lichtere ketel is gebaseerd op de verwachting van een lager energieverbruik van gebouwdeel fase 1 door een afname van de vraag naar warmte door de toepassing van kleine energiebesparende maatregelen. Ook wanneer geen kleine energiebesparende maatregelen genomen worden kan een kleinere ketel die variërend in vermogen continu kan stoken met een kleiner vermogen voldoen. Dit omdat de ketel geen start/stop cyclussen maakt en het warmte verlies in uitgeschakelde toestand niet met een “sprint” hoeft goed te maken. Verdere beargumentering bestaat uit het feit dat de huidige ketel voor minder dan 5% van de tijd gedurende de hele levensduur gestookt is in de hoge stookstand. De huidige ketel kent dus een hoge overcapaciteit. De keuze voor een iets zwaarder type ketel voor de verwarming van fase 3 is gebaseerd op het feit dat Remeha geen staande ketel bied in een gelijkwaardig vermogen van 142kW van de oude ketel. De huidige ketel van fase 3 heeft een stookduur van 14% in de hoogste stookstand. De eerste ketel beneden een vermogen van 142kW heeft een vermogen van 115kW. Dit vermogen wordt als te weinig beschouwd. Ook omdat deze ketel vaak een variërende warmte vraag moet overbruggen. Voor beide nieuwe ketels geldt dat de ketels modulerend te stoken zijn tussen een minimumvermogen van 29kW en een maximum vermogen van 166kW. Dit in tegenstelling tot de huidige ketels. De huidige ketels hebben een hoog/laag schakeling waarbij de lage stookstand gelijk staat aan ongeveer 60% van de hoge stookwaarde. Ofwel 110kW bij de 183kW ketel en 85kW voor de 142kW ketel. Het voordeel van de nieuwe ketels is dat deze geen start/stop cyclussen zullen uitvoeren. De huidige ketels draaien continu door maar op een lagere stookstand. Dit bespaard energie ten opzichte van vaak voorkomende start/stop cyclussen.

Figuur 22: Remeha GAS 210ECO PRO

*

Voor volledige gegevens zie bijlage VI.

50

Duurzame monumenten Vooronderzoek Kasteel Limbricht 14.1.1 Directe winst uit rendement De huidige ketels hebben een Rendement van 74%. De voorgestelde ketel heeft een rendement van 88%. De verbetering in rendement bedraagt 14%. De vermindering in energieverbruik wordt als volgt berekend: Reken gegevens: Gasverbruik fase 1 en 3 gecombineerd op jaarbasis: 47.863m³ Bovenwaarde Groningen gas: 35,096MJ/m³ Kosten gasverbruik ketels fase 1 en 3 op jaarbasis: €29.533,20

Benodigde input aan energie uit gas bij een rendement van 88%:

Gasverbruik van nieuwe ketel:

Verschil in gasverbruik: Nieuwe kosten:

Verschil in kosten:

14.1.2 Winst uit continubedrijf in plaats van start/stop cyclussen Naast de direct winst uit het rendement wordt ook een winst gehaald op het verdwijnen van de start/stop cyclussen. De winst behaald uit het vermijden van start/stop cyclussen wordt geschat op 3%. 3% Van de huidige stookkosten staat gelijk aan een bedrag van ongeveer €1.000,-. De totale winst op jaarbasis door de aanschaf van de nieuw ketel wordt berekend op een waarde van ongeveer €5.700,- per jaar. 14.1.3 Investeringskosten en terugverdientijd De investeringskosten voor 2 nieuwe ketels type Remeha 201ECO PRO bedraagt €8.986,-* per ketel exclusief BTW. Inclusief BTW staat dit gelijk aan een bedrag van €10.693,-. Inclusief materiaal en installatiekosten worden de kosten per ketel geschat op €15.000,-. Het totaal op twee ketels bedraagt dus €30.000,-. De onderhoudskosten blijven gelijk aan de onderhoudskosten van de huidige ketels. De winst aan energiekosten op jaarbasis bedraagt €5.700,-. Aanschaf van nieuwe ketels heeft dus een theoretische terugverdientijd van minder dan 6 jaar. 14.1.4 Conclusie Investeren in een nieuwe ketel is een rendabele investering. De investeringskosten zijn relatief laag en terugverdientijd relatief kort. *

Kostprijs op basis van nl.remeha.com voor document zie bijlage VII. 51


14.2 Gebruik van de gracht als warmtebron Een mogelijke alternatieve warmtebron is warmte onttrekking aan de omgeving doormiddel van een warmtepomp. Aardwarmte is een vorm van energie die gewonnen wordt door toepassing van een warmtepomp. Graafwerkzaamheden op Kasteel Limbricht zullen echter veel problemen opleveren door de archeologische waarde van de grond. Afgraven van de grond zou betekenen dat veel kosten gemoeid gaan voor archeologisch onderzoek. Maar warmte kan feitelijk aan iedere massa onttrokken worden. Zo ook aan water. Kasteel Limbricht heeft als kenmerk de omliggende gracht. Deze gracht bevat een grote hoeveelheid watermassa en zou in potentie wel eens interessant kunnen zijn om warmte aan te onttrekken. Deze paragraaf is dan ook een theoretisch onderzoek naar de energiepotentie van de gracht als warmtebron.

Figuur 23: Bovenaanzicht van Kasteel Limbricht met als kenmerk de omringende gracht.

14.2.1 Berekening potentie op jaarbasis De gegevens*: Oppervlakte gracht: 1,17ha Gemiddelde diepte van de gracht: 1,0m Volume van de gracht: 11.700m³

( = 11.700.000L)

Warmtecapaciteit water: Dichtheid water:

4180J*kg*K 998kg/m³

Massa water gracht:

11.700*998 = 11.676.600kg

Gasverbruik huidige verwarming op jaarbasis: 54.110m³ Stookwaarde (bovenwaarde) Groningsgas: 35,06MJ/m³ Totaalrendement verwarmingsinstallatie t.o.v. bovenwaarde: ca. 74%

*

Gegevens verkregen van de website van de visvereniging “De Wiejert” uit Limbricht.

52

Duurzame monumenten Vooronderzoek Kasteel Limbricht Energiepotentie gracht per 1°c temperatuursverandering van de watermassa Om de energiepotentie van de gracht te berekenen is berekend hoeveel energie aan de watermassa onttrokken kan worden bij een temperatuurdaling van 1°C.

De gracht heeft dus een energiepotentie van 4,88*10⁴MJ bij een temperatuurdaling van 1°C. Huidig energieverbruik verwarming per jaar: De nuttig verbruikte energie ten behoeve van de verwarming op jaarbasis is gelijk aan het volume gasverbruik op jaarbasis vermenigvuldigd met de stookwaarde en het rendement.

14.2.2 Berekening potentie bij maximale warmtevraag In de praktijk is de energiepotentie van de gracht van Kasteel Limbricht een balans tussen de buitentemperatuur, warmte instraling door de zon gedurende de dag en warmteverlies aan de buitenlucht. Op lange termijn blijft dus een temperatuur evenwicht in de vijver alleen op een lager niveau dan wanneer geen warmtepomp zou worden gebruikt. Het is interessanter om de energiebalans over een korte tijdsperiode te analyseren. Gegevens: Maximaal vermogen verwarming: Energiepotentie van de watermassa bij ΔT = 1°C:

375kW 48.800.000kJ

Energieverbruik per uur Bij een zeer koude winterdag/-nacht kan de maximale warmtevraag bereikt worden. Deze is gelijk aan:

Tijdsduur opnemen energie bij ΔT = 1°C

In theorie kan Kasteel Limbricht 36 uur lang op vol vermogen verwarmd worden op de energiepotentie van de watermassa bij een ΔT van 1°C. 14.2.3 Conclusie Toch moet rekening gehouden worden met een enorm verlies aan warmte van de watermassa aan de buitenlucht. Bij een watertemperatuur van 1°C en een buitentemperatuur van -10°C is het verschil in temperatuur groot. Ook het grote oppervlak van de gracht en de relatief geringe diepte maakt dat de thermische energie zeer snel onttrokken wordt aan het water door de buitenlucht. Het water zal snel bevriezen wat gebruik van de warmtepomp onmogelijk maakt juist wanneer deze de meeste warmte moet leveren. Een warmtepomp wordt dan ook niet capabel geacht ter verwarming van de voorhoeve van Kasteel Limbricht.

53


14.3 Toepassing van een mini warmte kracht koppeling (WKK) Een relatief modern alternatief voor de huidige ketel is de toepassing van een WKK installatie. De WKK installatie die in deze paragraaf verder wordt onderzocht produceert primair elektriciteit en de secundair warmte. Een WKK levert warmte uit de restwarmte van de verbranding van gas in de verbrandingsmotor. Voor de toepassing in de voorhoeve van Kasteel Limbricht is gekeken naar een SES WKK van Buderus type HPC 50N* als alternatief. De HPC 50N levert een elektrisch vermogen van 50kW en een thermisch vermogen van 50kW. De keuze voor een relatief klein thermisch vermogen is gekozen om de continuïteit van bedrijf te waarborgen. Een WKK heeft de hoogste efficiëntie in continu bedrijf. 80kW staat gelijk aan 21% van de huidige totale maximale capaciteit van de ketels. Dit laag percentage maakt continu bedrijf vanaf november tot en met eind maart mogelijk. Onderstaande berekening toont of toepassing van een WKK rendabel is.

Figuur 24: Buderus SES WKK

*

Voor volledige gegevens zie bijlage VIII.

54

Duurzame monumenten Vooronderzoek Kasteel Limbricht Rekengegevens P, gecombineerd huidige ketels ɳ, huidige ketels t.o.v. bovenwaarde

375kW 74%

P, thermisch WKK P, elektrisch WKK ɳ, WKK t.o.v. bovenwaarde

80kW 50kW 88%

Gas verbruik t.b.v. verwarming, jaarlijks Bovenste stookwaarde Groningsgas

54.110m³ 35,096MJ/m³

Netto kostprijs gas per m³ Netto kostprijs elektriciteit per kWh

€0,6178 €0,1535

Energetische waarde per kWh Netto kosten per MJ energie Gas t.o.v. bovenwaarde:

3,6MJ

Elektriciteit:

Verbruik op jaarbasis Gas t.b.v. verwarming 2010 Elektriciteit

54.410m³ 222.878kWh

Benodigde bruto energie voor verwarming Benodigde netto energie voor verwarming Kostprijs per MJ nuttige energie Remeha Gas 3d XR:

Buderus HPC 200N:

Energielevering WKK bij continu bedrijf gedurende de maanden november-maart Aantal dagen 151 Geleverde thermische energie: Geleverde elektrische energie:

Energieverbruik WKK Gasverbruik WKK:

55

Duurzame monumenten Vooronderzoek Kasteel Limbricht Energie uit net voor piekbelasting Benodigd gasvolume voor piekverwarming:

Totaal gasverbruik t.b.v. verwarming op jaarbasis:

Totaal gasverbruik inclusief keuken op jaarbasis:

Benodigde elektriciteit voor piekvraag:

Nieuwe energierekening Verwachtte netto kostprijs van energie uit net door nieuwe afname hoeveelheden: Gas €0,060/m³ Elektriciteit €0,020/kWh Energierekening op jaarbasis: Gas

Elektrisch

Totaal Kostenbesparing op energie Huidige energierekening gas en elektriciteit

€75.388

Besparing in energiekosten 14.3.1 Conclusie toepassing van een mini WKK installatie De investering in een WKK brengt grote kosten met zich mee omdat de opbouw van de CV installatie volledig aangepast moet worden. De plekken waar de huidige ketels staan zijn niet geschikt voor toepassing van een WKK. Dit omdat plaatsen niet mogelijk is zonder het dak te lichten en de vloer van de zolderverdieping de WKK niet kan dragen. Ook al zou de vloer de WKK kunnen dragen dan zullen de trillingen afkomstig van de WKK door heel het gebouw hoorbaar zijn. Dit wordt als zeer hinderlijk ervaren. Ook de benodigde ruimte voor heel de WKK installatie zal veel groter zijn dan de beschikbare ruimte in de huidige ketelruimte. Wanneer gekozen zou worden voor de toepassing van een WKK dan zal naar alle waarschijnlijkheid een klein gebouw op afstand van de voorhoeve en het kasteel gebouwd moeten worden met daarin de geplaatste WKK. Dit houdt in dat de leidingen kabelnetwerken naar buiten toe uitgebouwd moeten worden wat een grote investering met zich mee brengt. Een investering in een WKK zal zeker €200.000 kosten. De terugverdientijd bij een investering van minimaal €200.000 bedraagt minimaal 12 jaar. Tevens vergt een WKK meer onderhoud dan een conventionele ketel. Toepassing van een WKK wordt dan ook niet rendabel geacht.

56


14.4 Toepassing van een micro WKK: primair Thermisch Een micro-WKK is feitelijk niets anders dan een WKK alleen dan op een zeer kleine schaal. De micro-WKK die behandeld wordt in deze paragraaf is de Remeha Evita 25S*. In tegenstelling tot de buderus WKK levert de Remeha Evita primair warmte en secundair elektriciteit. Het verwarmingsvermogen van de Evita bij een temperatuurregime van 80/60 is modulerend regelbaar tussen 4,9kW en 23,7kW. De levering van elektriciteit is 1,0kW. Ook de Remeha Evita functioneert door toepassing van de stirlingmotor het efficiëntst in continu bedrijf. In tegenstelling tot de Buderus WKK is de Remeha Evita wel modulerend te stoken. Door deze manier van stoken creëert de ketel een eigen vorm van continuïteit door het leveren van een lager verwarmingsvermogen bij een mindere vraag. De ketel kan toch blijven functioneren bij een lage vraag naar warmte en blijft zo continu in bedrijf gedurende de wintermaanden. Verwacht wordt dat twee ketels per gebouw vleugel gedurende de maanden november t/m maart continu in bedrijf kunnen zijn. Dit houdt een verwarmingsvermogen van 47,4kW per gebouwvleugel beschikbaar is afkomstig van de Evita ketels. De onderstaande berekening zal uitwijzen of toepassing van de Remeha Evita 25S rendabel is.

Rekengegevens P, gecombineerd huidige ketels ɳ, huidige ketels t.o.v. bovenwaarde

375kW 74%

P, thermisch WKK P, elektrisch WKK Vs, max /uur Hs Groningsgas

23,7kW 1kW 4,0m³/s 35,096MJ/m³

Figuur 25: Remeha Evita 25s.

ɳ, WKK t.o.v. bovenwaarde:

14.4.1 Conclusie gebruik van primair thermische micro WKK. Een verdere berekening wordt niet uitgevoerd in verband met het zeer lage rendement van de Remeha Evita 25S. Een totaalrendement van 63,3% is lager dan het rendement van de huidige ketels. De stookkosten zullen uiteindelijk door toepassing van deze ketel veel hoger uitvallen. Ook de baten van lagere kosten voor elektriciteit zullen niet opwegen tegen de hogere kosten voor gas. Dit omdat de verhouding tussen productie aan elektriciteit en warmte zeer groot is ten nadele van de elektriciteit.

*

Voor volledige gegevens zie bijlage IX. gegevens afkomstig van de website van remeha.

57


14.5 Toepassing van een micro WKK: primair elektrisch Een andere vorm van een micro WKK is een kleine verbrandingsmotor die gekoppeld is aan een generator en elektriciteit opwekt. De restwarmte afkomstig van de verbrandingsmotor wordt gebruikt voor verwarming. Een voorbeeld van een dergelijke WKK is de Vaillant EcoPower 4.7. Onderstaande berekening toont aan of het toepassen van een Vaillant EcoPower 4.7 een gunstige optie is. Figuur 26: Vaillant EcoPower 4.7

Installatie specificaties Type installatie: Technische specificaties: Maximaal elektrisch vermogen: Maximaal thermisch vermogen: Aandeel elektrisch vermogen:

Vaillant EcoPower 4.7* 4.7kW 12.5kW

Aandeel thermisch vermogen:

Rendement berekening totaal: Vgas, max 1,9m³/h Hi, gronings gas 35.096kJ/m³

Huidige energiekosten Huidige netto kosten elektriciteit per kWh: Energie per kWh:

Huidige netto kosten gasverbruik per m³: Energie per m³ Gronings gas:

*

€0,145

€0,613

Volledige gegevens zie bijlage X.

58

Duurzame monumenten Vooronderzoek Kasteel Limbricht Gespecificeerde huidige energiekosten Kosten per 1000kJ = 1MJ aan elektriciteitsverbruik:

Kosten per 1000kJ =1MJ aan nuttige warmte energie:

Gespecificeerde energiekosten bij toepassing van Vaillant EcoPower 4.7 Kosten per 1000kJ = 1MJ aan nuttige te gebruiken energie/energie voor verwarming:

Kosten per opgewekte kWh:

Op te wekken energie door 1 Vaillant EcoPower 4.7 gedurende koudeperiode Door de het lage thermische vermogen in vergelijking met het benodigde thermische vermogen (12,5kW t.o.v. één van de huidige ketels met een vermogen van 183kW) kan 1 Vaillant EcoPower 4.7 gedurende de koude periode continu ingezet worden. Bij continue inzet van een WKK wordt het hoogst haalbare rendement bereikt. De resterende warmtebehoefte moet door een andere ketel geleverd. Als koudeperiode worden de maanden november, december, januari, februari en maart aangenomen. Deze maanden tellen in totaal 151 dagen. Potentieel op te wekken energie bij vollast gebruik t.b.v. verwarming gedurende periode:

Potentieel op te wekken elektrische energie bij vollast gebruik:

Resterende benodigde thermische energie Huidig nuttig gebruikte energie voor verwarming:

1.473.499MJ

Nog benodigde energie voor verwarming:

59

Duurzame monumenten Vooronderzoek Kasteel Limbricht 14.5.1 Conclusie van een primair elektrische micro WKK Verkregen energie van de Vaillant EcoPower 4.7 is gunstiger in kostprijs t.o.v. de huidige verwarmingsketel en de elektrische energie uit het net. De capaciteit van één micro WKK is echter te klein. De geleverde thermische energie door de Vaillant EcoPower 4.7 is zeer klein vergeleken met de totale behoefte aan energie voor verwarming. De kosten voor toepassing van een WKK per kW thermisch vermogen zijn zeer hoog in vergelijking met een conventionele ketel. De indicatiekosten voor een Vaillant EcoPower 4.7 zijn €7.000-8.000 op Duitse websites. De EcoPower 4.7 is nog niet beschikbaar op de Nederlandse markt en is pas net verkrijgbaar op de Duitse markt. Om aan de totale warmtebehoefte van Kasteel Limbricht te voldoen moeten 10 a 15 stuks worden toegepast. De investering is dusdanig hoog dat de keuze voor een conventionele ketel met een hoog rendement gunstiger is.

60


14.6 Theoretische analyse toepassing van elektrische straalkachels Een mogelijke toevoeging aan de huidige verwarming is de toepassing van elektrische straalkachels. De huidige aanwezige verwarming zou dan op een lagere kampertemperatuur van 18°C gestookt kunnen worden bij bezetting in plaats van 20°C. Het comfort blijft toch hetzelfde vergeleken met de 20°C omdat de straling van de elektrische straalkachels een behaaglijk gevoel creëert.

Figuur 27: Elektrische straalkachel.

14.6.1 Berekening besparingspotentie De besparingspotentie kan berekend worden door het uitrekenen van de volgende formule:

   

Voor de waarde van U wordt de fictieve doch constante waarde van 1,5W/m²*K ingevuld. Voor de waarde van A wordt de fictieve doch constante waarde van 1,0m² ingevuld. Voor de waarde van T, buiten wordt de waarde 5°C ingevuld De waarde T, binnen is in deze vergelijking de variabele.

T, binnen = 20°C T, binnen = 18°C

Twee graden temperatuursvermindering levert een besparing op van 13,3% in gasverbruik van verwarming. Op een totaal van 54.110m³ gasverbruik voor verwarming betekend dit een vermindering van 7.197m³. Ofwel €4.441,- bij een netto kostprijs van 61,7ct/m³. Ofwel:

Dit bedrag staat gelijk aan een elektriciteitsverbruik van:

61

Duurzame monumenten Vooronderzoek Kasteel Limbricht Uitgaande van toepassing van 8 stuks 2kW straalkachels per zaal, 8 zalen en een gebruik van 8u per week per zaal (=2x 4u), gedurende een periode van 18 winter kan het verbruik van de elektrische straalkachels als volgt berekend worden:

In theorie levert toepassing van elektrische straalkachels een vermindering op gelijk aan:

Dit staat gelijk aan een bedrag van:

Uitgedrukt in een percentage van de totale kosten voor verwarming:

Bij de huidige bezetting van de zalen is er dus een besparingspercentage haalbaar. De absolute kostenbesparing uitgedrukt in Euro’s neemt zelfs toe wanneer de winter kouder wordt. Dit omdat de absolute waarde van het gasverbruik stijgt, met als gevolg dat de absolute besparing door een vermindering in het temperatuur regime van 2°C ook stijgt. Bij gelijke bezetting van de zalen betekend dit een nog grotere winst omdat de activiteit van de straalkachels gelijk blijft. Voorbeeld: V,gas

70.000m³


Een hogere bezetting met een huidige milde winter heeft weer een negatief effect op toepassing van straalkachels. Bij een hogere bezetting uitgaande van 3 dagen per week (à 4u = 12u) resulteert in een iets hoger gasverbruik. Het gasverbruik heeft voor een klein deel te maken met de bezetting maar voor het overgrote deel met het weer. Voorbeeld V,gas

56.000m³

62



14.6.2 Conclusie besparingspotentie van een elektrische straalkachel Er is wel degelijk een besparingspotentie mogelijk bij de toepassing van elektrische straalkachels. Deze is echter zeer fluctuerend en kan zelfs negatief uitvallen bij een zachte winter en een hoge bezetting. De efficiëntie van het gebruik maken van de straalkachels is van een aantal kritische factoren afhankelijk namelijk de temperatuur en de bezettingsgraad. Ergens is een kruising in de balans tussen winst of verlies. De matrix voor uitzetten van verbruik tegen volume met besparingspotentie ziet er als volgt uit:

Figuur 28: Matrix uiteenzetting verbruik gas tegen gebruik zalen met besparingspotentie

De investeringskosten in de stralingskachels zijn relatief laag. De aanschafkosten per kachel zijn relatief laag. De kosten bedragen €150,- per stuk. Echter, toepassing van elektrische straalkachels in alle zalen zou een investering betekenen in 64 stuks. De totale aanschafkosten bedragen in dit geval dan ook €9.600,-. Daar moeten nog installatiekosten bij worden opgeteld van zeker €1.500,-. Winst uit de investering is dan ook zeer onzeker. 14.6.3 Analyse praktische toepassing van een elektrische straalkachel Ook praktisch gezien is de toepassing van elektrische straalkachels niet mogelijk. Het totale vermogen bij gelijktijdige toepassing van de straalkachels bedraagt 128kW. Het maximaal op te nemen vermogen van de grote aansluiting bedraagt:

De aansluiting is te licht voor de toepassing van elektrische straalkachels. Daarbij moet ook nog rekening gehouden worden met andere apparatuur en machines die ook gebruik maken van elektriciteit. Het praktisch toepassen van elektrische straalkachels is met de huidige aansluiting niet mogelijk. Toepassing van elektrische straalkachels wordt dan ook als niet rendabel beschouwd.

63


14.7 Analyse toepassing van gasgestookte straalkachels Een veelvoorkomende vorm van verwarming in werkplaatsen en bedrijfshallen zijn gasgestookte straalelementen ook wel donkerstralers genoemd. Deze donkerstralers verwarmen de ruimte indirect door straling. Het voordeel van een gasgestookte donkerstraler in vergelijking met de elektrische straalkachel is de lagere kostprijs per energie eenheid. Een donkerstraler heeft echter geen 100% rendement in tegenstelling tot een elektrische straalkachel. De donkerstraler waarop de berekening is uitgevoerd is van het fabrikaat Winterwarm type WRU 28*. Ook bij deze analyse wordt gekeken naar de besparingspotentie van een donkerstraler in combinatie met een 2°C lager temperatuurregime.

Figuur 29: Donkerstraler

14.7.1 Berekening Twee graden temperatuursvermindering levert een besparing op van 13,3% in gasverbruik van verwarming. Op een totaal van 54.110m³ gasverbruik voor verwarming betekend dit een vermindering van 7.197m³. Ofwel €4.441,- bij een netto kostprijs van 61,7ct/m³. Ofwel:

Een donkerstraler van het type winterwarm WRU 28 heeft de volgende gegevens: P 25,1kW V,gas 3,12m³/h Hs, gas 35.096kJ/m³

Energie uit gasvolume bij een rendement van 82,5%: V, gas 7.197m³

Dit is het evenwichtspunt in deze situatie. *

Voor volledige gegevens zie bijlage XI.

64

Duurzame monumenten Vooronderzoek Kasteel Limbricht De donkerstralers hebben een relatief hoog vermogen. Een donkerstraler per zaal kan voldoen. Wanneer weer een bezetting van 2 dagen a 4 uur per dag bij gebruik van 8 zalen wordt gehanteerd gedurende een periode van 18 weken, kan de volgende berekening worden gemaakt:

Energie: P 200,8 s 3600 h 2 d 2

Besparing op energieverbruik:

Besparing in gasvolume:

Kostenbesparing:

14.7.2 Conclusie toepassing van een gasgestookte donkerstraler De netto kostenbesparing in deze situatie is hoger t.o.v. de kostenbesparing die behaald kan worden met elektrische straalkachels. Toch geldt ook weer in deze situatie, waarbij gebruik gemaakt word van donkerstralers als bijverwarming, dat de besparingspotentie afhankelijk is van de weersinvloeden en de bezetting van de zalen. De kosten voor aanschaf van een donkerstraler bedraagt €1.500,- per stuk. Installatie kosten zullen ook nog €2000,- bedragen. Denk hierbij aan kosten voor een afvoerbuis en doorvoer door het dak en het leggen van gasleidingen naar de donkerstralers. De totaalkosten zullen dan ongeveer €3.500,- per stuk kosten. Een investering in donkerstralers kost in dit geval €28.000,-. Deze kosten kunnen door het fluctuerende rendement niet binnen korte termijn terugverdiend worden.

65


14.8 Praktische analyse toepassing van straalkachels. Over het algemeen kan gesteld worden dat er besparingspotentie is met huidige bezetting en een winter vergelijkbaar met die in 2010. Deze besparingspotentie is zowel bij elektrische- als gasstraalkachels klein en zeer onregelmatig. Daarbij moet bij algehele temperatuurverlaging ook de receptie door straalkachels bij verwarmd worden. De receptie wordt 6 dagen per week 8 uur per dag bezet. Dan is er de keuze of de receptie op de conventionele temperatuur verwarmen, of de receptie bij verwarmen met straalkachels. De receptie, ontvangsthal en brasserie zijn ruimtes die continu verwarmd worden. De receptie omdat 40-50 uur per week personeel de receptie bemand, de brasserie en de ontvangsthal omdat deze altijd warm moet zijn voor de onverwachte bezoeker. de De receptie, ontvangsthal en brasserie zullen in de praktijk ook wel het grootste aandeel hebben in het gasverbruik. Dit omdat deze vrijwel altijd op een temperatuur van 20°C verwarmd moet worden in tegenstelling tot de feestzalen die een veel lagere bezetting kennen. Dus de besparing in de praktijk zal vele malen lager liggen dan de berekende besparing in theorie. Verder moet met toepassing van een gasgestookte donkerstraler rekening gehouden worden met de hoge temperaturen die een dergelijke straalbuis kan bereiken. Wanneer een donkerstraler op een hoogte hangt van 3m dan kan een mens verbranden door de afgegeven warmte. Donkerstralers kunnen alleen worden toegepast op hoogtes vanaf 4 a 5m wat het ook onmogelijk maakt om zonder hulpmiddelen de donkerstralers aan te raken. Alleen de Ridderzaal en de Kessenichzaal zullen aan deze voorwaarde voldoen. Toch kan ook hier geen donkerstraler worden toegepast door de aanwezigheid van de houten spanten. Een donkerstraler moet minimaal een vrije ruimte hebben met een radius van 2. Dit om ontbranding van dingen in de nabijheid te voorkomen. Tevens doen de grote onooglijke donkerstralers afbreuk aan het interieur. Elektrische straalkachels behoeven geen grote afstand tot andere objecten omdat de warmteproductie relatief laag is. Elektrische straalkachels zijn ook niet zo opvallend aanwezig in de ruimte vergeleken met een gasgestookte donkerstraler. Tevens is de installatie van een elektrische straalkachel minder omvangrijk vergeleken met die van een gasgestookte straalkachel. Een elektriciteitskabel is sneller gelegd dat een gasleiding en een elektrische straalkachel behoeft geen afvoer. Een praktische toepassing van elektrische straalkachel is mogelijk. Een praktische toepassing van een gasgestookte straalkachel is praktisch onmogelijk.

66


14.9 Analyse besparingspotentie van een gasgestookte geyser ten opzichte van een elektrische boiler Elektrische boilers zijn een relatief dure productiemethode voor warm water. Elektrische energie heeft een hogere kostprijs per MJ energie vergeleken met een gelijkwaardige energie verkregen uit gas. Ook met het rendement verrekend blijft energie verkregen uit gas goedkoper vergeleken met energie verkregen uit elektriciteit. In onderstaande paragraaf is een berekening gemaakt van de besparing op kosten voor de warmwatervoorziening door toepassing van een Vaillant TURBOmag 17-2* gasgestookte geyser als alternatief voor de Stiebel Eltron HSTP 200** in plaats van elektrische boilers.

Figuur 30: Vaillant Turbomag gasgestookte geyser.

* **

Voor volledige gegevens zie bijlage XII. Voor volledige gegevens zie bijlage XIII. 67

Duurzame monumenten Vooronderzoek Kasteel Limbricht 14.9.1 Berekening kostprijs gas en elektrisch per MJ energie Om een eerlijk vergelijk te maken tussen een elektrische boiler en een gasgestookte geyser moet eerst de energie berekend worden die nodig is om een bepaald volume water te verwarmen. Wanneer dit volume water in de berekening voor beide toepassingen gelijk is kan een eerlijke vergelijking gemaakt worden. Rekengegevens: V, water m, water c, water Hb, gas

1000L 998kg 4,180kJ/kg 35.096kJ/m³

Pmax, geyser Vmax, gas

29kW 4,05m³/h

Netto kostprijs gas per m³

€0,6170/m³

Rendement:

Nuttige energie per m³ gas:

Netto kostprijs per MJ energie uit gas:

Netto energie per kWh elektriciteit: W, elektrisch t Nachttarief elektriciteit per kWh

1kWh 3600s €0,1330/kWh

Netto kostprijs per MJ elektrische energie:

68

Duurzame monumenten Vooronderzoek Kasteel Limbricht 14.9.2 Rekenvoorbeeld warm water verbruik Het warmwater verbruik van party centrum Kasteel Limbricht wordt aangenomen op 3 spoelingen van iedere boiler per week. De totale capaciteit van de boilers bedraagt 450L. Het totale warmwaterverbruik bedraagt 70.392L per jaar. Het huidige elektriciteitsverbruik bedraagt 8.150kWh per jaar voor het verwarmen van water wat gelijk staat aan een bedrag van ongeveer €1.200,-. In de volgende berekening worden de volgende gegevens aangenomen met betrekking op het voorspoelen: Rekengegevens: T, water uit leiding T, water boiler uitgang V, water c, water

15°C 80°C 70.392L 4,180kJ/kg

Benodigde energie:

Gasverbruik verwarmen met gas bij een rendement van 73,4%:

Kostprijs gas: Ks €0,6170/m³ Besparing uit stoken op gas:

14.9.3 Investering Er is een besparingspotentie op de warmwatervoorziening. Warm water verkregen uit gas levert een kostenbesparing op van ongeveer €743,- per jaar. De investering voor het ombouwen van de warmwatervoorziening wordt in de order van grootte van ongeveer €5.000 geschat. Aanschaf van 3 stuks Vaillant TURBOmag 17-2 à €900,- per bedraagt €2.700,-. Er blijft een ruimte over van €2.300,voor installatie en klein materiaal. Dit bedrag wordt als ruim voldoende geschat voor installatie van 3 geisers. De terugverdientijd van de ketels bij een investering van €5000,- bedraagt minder dan 7 jaar. 14.9.4 Conclusie toepassing van een gasgestookte geyser Een gasgestookte geyser heeft een besparingspotentie ten opzichte van een elektrische boiler. De investering in 3 geysers met een gezamenlijke besparingspotentie van €743,- op warm water is binnen 7 jaar terug verdiend. De levensduur van een moderne geiser bedraagt zeker 15 jaar.

69


15 Analyse bouwtechnisch ontwerp Het gebouw heeft een aantal kenmerken die niet bevorderlijk zijn voor het gasverbruik van de verwarming. Deze kenmerken worden hieronder uitgelicht.

15.1 Analyse warmteverlies door de buitenmuren Om een idee te krijgen van het niveau van isolatie is een warmteverliesberekening gemaakt van de buitenmuren. Het vermoeden is dat de buitenmuren een redelijke isolatie vormen door de dikte van de muren. De omringende buitenmuren hebben een dikte van 72cm en zijn massief gemetselde baksteen muren. Rekengevens Baksteen Lengte Breedte Hoogte

210mm 100mm 50mm

Dichtheid*

ρ = 1450kg/m³

Warmtegeleiding*

λ = 0,725W/m*k

Mortelvoeg Breedte

20mm

Dichtheid*

ρ = 1800kg/m³

Warmtegeleiding*

λ = 1,25W/m*k

Verhoudingen Aandeel baksteen Aandeel mortelvoeg

0,77 0,23

Berekening totale R en U waarde van een gemetselde muur

Re, standaard waarde Ri, standaard waarde

0,04W/m²K 0,13W/m²K

Berekening warmtestroom door muur T, binnen 20°C T, buiten 5°C * Berekeningen zijn uitgevoerd op basis van de gegevens uit “Muren uit baksteen metselwerk” zie bijlage XIV. 70


15.2 Energieverspilling door een hoog plafond en hoge nok Een aantal zalen hebben een hoge nok. Warme lucht heeft als kenmerk dat deze stijgt naar het hoogste punt van de ruimte. De warme luchtlaag wordt dan ook vanaf de nok opgebouwd naar beneden toe. Bij een nokhoogte van 5m betekend dit dat eerst 3,5m aan lucht verwarmd moet worden eer de warme luchtlaag een hoogte bereikt van 1,50m. Dit is een behoorlijk volume op een hele zaal. Nog een nadeel is dat de lucht in de nok veel warmer is dan de gewenste temperatuur op niveau waar de personen zich bevinden. In de Ridderzaal is de situatie als volgt. De zaal wordt verwarmd door een warme luchtstroom afkomstig van een aantal kolommen die in de hoeken van de zaal geplaatst zijn. De warme lucht afkomstig van de kolommen stijgt door de lage mondingsnelheid uit de kolommen direct naar de nok. Deze warme lucht wordt weer door de afzuiging, geplaatst boven in de nok, afgezogen. Deze lucht wordt naar buiten geblazen en de warmte wordt door een warmtewisselaar voor een deel terug gewonnen en vervolgens weer toegevoegd aan de verse lucht. De warmtewisselaar heeft altijd een verlies en zo zal dus ook een deel van de warme energie de buitenlucht toe stromen. Door deze manier van verwarmen kan een temperatuurmeter gepositioneerd op 1,50m hoogte een temperatuur aangeven van 20°c. Dit is een aangename verblijfstemperatuur. In de nok, op 5m hoogte kan de temperatuur dan oplopen tot 25°c. Behalve het te groot te verwarmen volume lucht, is de temperatuur van deze luchtlaag ook nog veel te hoog. Ofwel; te veel lucht wordt te heet verwarmd.

Figuur 31: warme lucht stijgt naar de nok.

71

Duurzame monumenten Vooronderzoek Kasteel Limbricht 15.2.1 Mogelijke oplossing Een oplossing voor het stijgen van de warme lucht naar de nok is het verlagen van het plafond. Een verlaagd systeemplafond of een gipsplafond zou een standaard oplossing zijn. Deze oplossingen doen echter afbreuk aan de uitstraling van de zaal en de monumentale waarde van het pand. Een andere onconventionele mogelijkheid is het verlagen van het plafond met behulp van doeken liefst van een zware kwaliteit. Tevens kunnen deze doeken aan de niet zichtzijde worden voorzien van Isobooster, een dunne isolerende en reflecterende folie. Dit verbeterd de isolatie van de doeken en reflecteert straling afkomstig van mensen en voorwerpen. Deze doeken worden gespannen tussen de spanten van de Ridderzaal. Het is noodzakelijk dat deze doeken goed sluitend tegen elkaar aan bevestigd worden wat een doorstroming van lucht onmogelijk maakt. Met behulp van deze doeken kan de warme luchtstroom in bijvoorbeeld de ridderzaal in een andere richting geforceerd worden. Op deze manier stroomt de warme lucht afkomstig uit de luchtkolommen niet direct naar de nok maar onder de doeken door en dan pas naar de nok. Dit houdt de warme luchtlaag laag en zo kan de Ridderzaal effectiever verwarmd worden. Tevens kan de warme lucht op een koudere temperatuur in de zaal worden geblazen.

Figuur 32: Warme lucht blijft door de toepassing van doeken op een lager niveau.

Figuur 33: Het wegvouwen van de gordijnen.

15.2.2 Kostenanalyse Gordijnsatijn heeft een kostprijs van €9,50 per m¹* voor een rolbreedte van 300cm. De kostprijs van 1m² gordijnsatijn bedraagt in dit geval €3,17/m². Het te bedekken oppervlak van de ridderzaal bedraagt 140m². De kosten aan gordijnstof voor de ridderzaal bedraagt €443,-. Geplastificeerde waslijn kost. De breedte van de zaal bedraagt iets meer dan 7,5m. Er moeten ongeveer 10 lijnen gespannen worden. De minimaal benodigde draadlengte is 80m. Geplastificeerde waslijn kost €0,50/m¹**. De kosten voor 80m waslijn bedraagt €40,-. Het maken van het gordijn wordt geschat op €500,-. Montage van het gordijn is ook geschat op €500,-. De totale investeringskosten zullen ongeveer €1500,- kosten. * Kostprijs op basis van de website van ruhestof. ** Kostprijs op basis van richtprijs in bouwmarkten. 72


15.3 Tocht door de ingang bij de receptie De entree van het gebouw bij de receptie is een veel gebruikte deur. Bij het openen van iedere buitendeur stroomt warme lucht naar buiten en koude lucht naar binnen. Veelvuldig openen van een deur heeft dan ook een merkbaar effect op de temperatuur van de receptiehal. De koude lucht die binnen stroomt moet ook weer verwarmd worden. Tevens heeft deze koude luchtstroom direct effect op het gevoel van behaaglijkheid van het personeel werkzaam aan de receptie.

Figuur 34: Koude luchtstroom bij openen van de deur.

15.3.1 Eerste mogelijke oplossing De oplossing voor het verminderen van het volume koude lucht is het toepassen van een portaal. Dit portaal wordt geplaatst voor de ingang van de receptie en vormt een soort sluis. Koude lucht kan op die manier niet in grote hoeveelheden het pand binnentreden. Tevens draagt een mooi ontworpen portaal bij aan de uitstraling van het pand.

Figuur 35: Sluiswerking van een tochtportaal.

73


Figuur 36: Ontwerp van een tochtportaal voor Kasteel Limbricht.

15.3.2 Tweede mogelijke oplossing De tweede oplossing is een eenvoudigere en minder kostbare oplossing, maar ook minder doeltreffend. Het idee is de toepassing van een gordijn aan de binnenkant van de entree. Er kan ook met de toepassing van het gordijn gesproken worden van een tochtportaal alleen geplaatst aan de binnenkant van de entree. Het gordijn moet dan een halve meter inwaarts gehangen worden om genoeg ruimte over te laten voor het openen van de deur. Tevens moet het gordijn aan de onderkant verzwaard worden om te voorkomen dat het gordijn onder invloed van tocht toch nog open waait.

Figuur 37: Toepassing van gordijnen aan de binnenkant van de entree.

74


15.4 Warmteverlies door het trappenhuis fase 1 en het trappengat naar de Kessenichzaal Het trappenhuis in gebouwdeel fase 1 staat in open verbinding met de ontvangsthal en de gang op de eerste verdieping. De trap van de Kessenichzaal staat ook in open verbinding met de ontvangsthal en de receptie. De open trappenhuizen maakt het voor warme lucht eenvoudig om te stijgen. De 1e verdieping behoeft geen continue verwarming. Toch stroomt de warme lucht afkomstig van de begane grond naar de 1e verdieping toe via het trappenhuis ook wanneer de 1e verdieping niet in gebruik is. Door de omvang van het open trappenhuis gaat veel warmte, die eigenlijk benodigd is voor de verwarming van de begane grond, verloren.

Figuur 38: Het trappenhuis en de warmtestroming.

15.4.1 Mogelijke oplossing Een mogelijk oplossing is het plaatsen van een gordijn voor het trappenhuis. Deze gordijnen moeten voorkomen dat de warmte van de begane grond naar de eerste verdieping stroomt. Zo wordt de warmte behouden op de plek waar warmte vraag is, namelijk de begane grond. De 1e verdieping hoeft maar incidenteel verwarmd te worden. De gordijnen hebben echter geen effect zonder de toepassing van een afdichting van de achterkant van de trap. Deze achterkant van het tweede deel van de trap is open en maakt doorstroom van lucht mogelijk. Ook dit probleem kan relatief eenvoudig opgelost worden door de toepassing van een dichtende plaat. Deze kan eventueel geschilderd worden in de kleur waardoor de afdichting zeer natuurlijk overkomt.

Figuur 39: Afdichten van de trap en toepassing van gordijnen ter voorkoming van warmtestroom.

75

Duurzame monumenten Vooronderzoek Kasteel Limbricht 15.4.2 Kostenanalyse De kosten voor aanschaf en montage voor een gordijn bestaat uit de volgende onderdelen: Gordijnstof, maken van het gordijn, gordijnrails, montage. De kosten voor plaatsen van het gordijn voor het trappenhuis zijn als volgt opgebouwd. Product Gordijn satijn Maken van gordijn Gordijnrails Montage door eigen personeel Bijkomstig materiaal

Kosten per eenheid €3,17/m²* €5,-/m² €7,50/m¹** €20,-/uur***

Benodigde eenheden 15m² 15m² 4m 8 uur

€50,-

Kosten €47,55 €75,€30,€160,€50,-

De kosten voor het plaatsen van een gordijn voor het trappenhuis bedraagt ongeveer €360,-. De kosten voor het plaatsen van een gordijn voor het trappenhuis van de Kessenichzaal zijn als volgt opgebouwd: Product Gordijn satijn Maken van gordijn Gordijnrails Montage door eigen personeel * ** ***

Kosten per eenheid €3,17/m² €5,-/m² €7,50/m¹ €20,-/uur

Benodigde eenheden 5m² 5m² 2m 4 uur

Kosten €15,85 €25,€15,€80,-

Gegevens zijn verkregen van de website van ruhestof. Gegevens zijn op basis van richtprijs in bouwmarkten. Op basis van uitvoering door eigen personeel.

76


15.5 Tochtgaten in de muur van de brasserie De muur die achter in de brasserie gemetseld is heeft een slechte dichting met de originele buitenmuur. De brasserie was van oorsprong een open stalling en is bij de laatste renovatie omgebouwd tot de huidige brasserie. Achteren in de brasserie is een muur gemetseld. Deze muur heeft goede aansluiting met de originele buitenmuur. Aan de andere kant van de nieuw gemetselde muur bevind zich een opslag ruimte die niet verwarmd en niet goed afgedicht is. Deze opslagruimte behoeft ook geen verwarming en afdichting omdat hier materialen staan opgeslagen die alleen beschut hoeven te worden tegen neerslag en geen negatieve invloed ondervinden van koude. De kou die aanwezig is in het berghok komt in de vorm van tocht door de aansluiting van de nieuwe en de originele muur naar binnen.

Figuur 40: Gemetselde muur aan de originele buitenmuur.

15.5.1 Mogelijke oplossing De oplossing voor het probleem van de muur is eenvoudig. Er hoeft alleen PUR-schuim aan de niet zichtzijde van de muur gespoten te worden. Door het uitzetten van PUR-schuim bij harden dicht de PUR de gaten volledig af en is tocht verleden.

Figuur 41: PUR schuim ter afdichting van gaten en kieren.

77


15.6 Ramen met enkelglas De ramen hebben een opvallend goede dichting in vergelijking met de deuren. Een deel van de ramen is te openen. De afdichting tussen raamwerk en kozijn is over het algemeen goed. De grote ramen en de vroegere schietgaten zijn niet te openen. Het glaswerk is dan verlijmd met behulp van kit aan het kozijn. Dit vormt een luchtdichte afdichting. De ramen echter voor een deel uitgevoerd in enkel glas. Het aandeel raamoppervlak op de totale geveloppervlak is zeer klein. Het aandeel oppervlak enkel glas op het totale gevel oppervlak van heel de voorhoeve wordt geschat op 2-4%. Het aandeel warmteverlies door ramen is dus maar zeer klein. De meeste aanwezige ramen hebben maar een relatief klein glasoppervlak van 0,25-0,5m². Toch zijn er enkele grotere enkelglas oppervlakken aanwezig van ±1,6m². Deze glasoppervlakken creëren mede door de hoogte een goed voelbare koudeval.

Figuur 42: Groot enkelglas oppervlak.

15.6.1 Mogelijke oplossing Het plaatsen van dubbelglas is een mogelijkheid om warmteverlies tegen te gaan. De investering in dubbelglas is echter kostbaar en het aandeel raamoppervlak ten opzichte van het totale geveloppervlak is zeer klein. Ofwel een hoge investering levert een kleine kostenbesparing. Toepassen van dubbelglas wordt dan ook niet rendabel geacht. Nog een oplossing is het plaatsen van een voorzetraam van een transparante kunststof. Deze heeft ook een isolerend effect en is minder kostbaar in investering.

Figuur 43: Dwarsdoorsnede toepassing voorzetraam.

78


15.7 Openstaande deuren door het klemmen van deuren bij sluiten Een aantal buitendeuren moeten naast het gebruik van een deurdranger nog een extra handmatig zetje krijgen om fatsoenlijk te sluiten. Dit komt omdat de deur door slijtage van de scharnieren iets meer speling heeft in de scharnieren en op die manier scheef hangt. Vooral van een deur met toepassing van een deurdranger wordt verwacht dat deze automatisch sluit wanneer men door de deur geopend heeft. Bij het klemmen van de deur valt de deur niet goed dicht en sluit de deur niet goed aan met het kozijn. 15.7.1 Mogelijke oplossing De oplossing voor het klemmen van de deur is of de deur opnieuw afhangen of iets van de deur af schaven. Op deze manieren wordt klemmen voorkomen.

79


15.8 Warmteverlies door de glazen schuifpui van de brasserie. De brasserie wordt gekenmerkt door een groot glazen oppervlak in de vorm van een glazen (schuif)pui. Ondanks het dubbelglas gaat er toch nog veel warmte verloren. De vloerverwarming van de brasserie moet gedurende een koude winterdag/-nacht op hoog vermogen stoken om het warmteverlies te compenseren en daarmee de temperatuur van de brasserie op de gewenste 20°C te behouden. Een schatting is dat de brasserie verantwoordelijk is voor 15-20% van het gasverbruik van de verwarming. Dit komt omdat de brasserie vrijwel de enige ruimte is die 7 dagen per week op een temperatuur van 20°C verwarmd word. Tevens heeft de brasserie een zeer groot glasoppervlak. Het glas bestaat wel uit dubbelglas maar is al van een verouderd type. Door het grote oppervlak gaat veel warmte energie verloren door het glas. Een leuke praktijksituatie, ter indicatie van het warmteverlies, wordt gecreëerd door de eenden. De eenden die leven in de gracht rondom Kasteel Limbricht maken dankbaar gebruik van het warmteverlies van de glazen pui van de brasserie. De eenden overnachten op een koude winterdag/nacht tegen het raam van de brasserie omdat deze warm is.

Figuur 44: Glazen schuifpui van de brasserie

Figuur 45: De eenden maken dankbaar gebruik van het warmteverlies.

80

Duurzame monumenten Vooronderzoek Kasteel Limbricht 15.8.1 Meest effectieve oplossing De meest effectieve oplossing is het plaatsen van een nieuwe glazen schuifpui met glas van de hoogste isolatiewaarde. De kosten voor aanschaf en plaatsen van dit glas zullen echter zeer hoog zijn. Omdat zowel partycentrum Kasteel Limbricht als Stichting Kasteel Limbricht geen grote investeringsmogelijkheden hebben wordt deze oplossing alleen geadviseerd voor toepassing op langere termijn wanneer er economisch weer wat betere vooruitzichten zijn. 15.8.2 Meest waarschijnlijke oplossing De meest waarschijnlijke oplossing is het plaatsen van gordijnen voor de ramen. Een dikke gordijn dat goed sluit kan het energieverlies door het raam met 39%* verminderen. De kosten voor plaatsing van gordijnen zijn: Product Kosten per eenheid Benodigde eenheden Kosten Gordijn satijn €3,17/m²** 50m² €160,Maken van gordijn €5,-/m² 50m² €250,Gordijnrails €7,50/m¹*** 20m €150,Montage door eigen €20,-/uur**** 8 uur €160,personeel De totale kosten voor het gordijn zullen ongeveer €720,- bedragen. * ** *** ****

Gegevens verkregen uit literatuur “Duurzaam erfgoed.” Gegevens verkregen van de website van ruhestof. Kostprijs op basis van richtprijs in bouwmarkten. Bruto uurloon op basis van personeel in eigen dienst.

81


16 Analyse bouwtechnische staat van onderhoud Het energieverlies komt ook voor een gedeelte door de technische staat waarin het gebouw verkeerd. Er wordt in dit hoofdstuk niet ingegaan op de isolatievormen die mogelijk kunnen worden toegepast maar de staat waarin deuren/ramen en andere sluitingen verkeren. Dit hoofdstuk bestaat uit een inventarisatie van de plekken waar veel warmte verlies optreedt door slecht onderhoud of slechte afdichtingen.

16.1 Glazen schuifpui brasserie De glazen schuifpui van de brasserie kent veel slechte sluitingen. Rubbers en tochtstrippen zijn door de jaren heen versleten of afgebroken en vormen zo slechte afdichtingen tussen het schuifsysteem. De naden zijn duidelijk zichtbaar en de tocht is bij geopende tussendeuren duidelijk voelbaar.

Figuur 46: Losgeraakte afdichting.

Behalve dat er ook daadwerkelijk warmte verloren gaar door de kieren in de brasserie is het gevoel van comfort ook een stuk minder. De brasserie fungeerde als werkplek voor deze opdracht. Bij koude windige dagen was de tocht duidelijk voelbaar en het comfort was slecht. Ook gasten die plaats nemen om te dineren zullen dit als oncomfortabel ervaren. Om het gevoel van comfort te verhogen staat de verwarming hoger. 16.1.1 Mogelijke oplossing De oplossing voor deze vorm van warmteverlies is het laten uitvoeren van onderhoud/revisie van de tochtstrips op de glazen schuifpui. Deze vorm van onderhoud is voor rekening van de eigenaar van het pand. Partycentrum Kasteel Limbricht is de uitbater van de horeca gelegenheid, niet de eigenaar. De eigenaar van het gebouw is de stichting. De stichting moet dus investeren in het onderhoud van het gebouw.

82


16.2 Kieren De buitendeuren hebben allemaal vrij grote kieren met tocht als resultaat. De buitendeur bij de receptie een grote kier tussen de vloer en de onderkant van de deur. Bij winderige dagen is de tocht duidelijk voelbaar. Ook de sluiting tussen deur en kozijn is niet goed. Kieren zijn duidelijk waarneembaar.

Figuur 47: Lichtinval door slechte sluiting.

Figuur 48: Slechte sluiting tussen kozijn en deur.

83

Duurzame monumenten Vooronderzoek Kasteel Limbricht 16.2.1 Mogelijk oplossing De oplossing voor deze kieren is het toepassen van tochtstrips. Deze strips maken een goede sluiting tussen deur en kozijn en deur en vloer mogelijk en voorkomen tocht. Voor de buitendeuren die alleen in de zomermaanden geopend worden is ook een tochtkussen/tochtrol een mogelijke oplossing. Deze kan gedurende de winter blijven liggen en ’s zomers wanneer de deur in gebruik is worden weggehaald.

Figuur 49: Terrasdeur met grote kier tussen deur en vloer.

Figuur 50: Tochtkussen/tochtrol

84


16.3 Voormalige leiding doorvoergaten In een aantal muren komen relatief grote ronde gaten voor met een doorsnede van circa 100mm. Deze gaten komen onder anderen voor in de muur tussen bowlinghal en brasserie en tussen de muur van de opslagruimte achter de Ridderzaal en de technische ruimte van de bowlinginstallatie. Deze gaten zijn naar alle waarschijnlijkheid voormalige doorvoergaten van de oude cv-leidingen. Tocht door deze gaten is duidelijk voelbaar. Dit omdat de gaten een verbinding vormen tussen een verwarmde en niet verwarmde ruimte. Aan de bowling zijde van de gaten tussen brasserie en bowling is de wegstroom van warme lucht vanuit de brasserie naar de koelere bowlingbaan duidelijk voelbaar.

Figuur 51: Warmteverlies door voormalige leidinggaten van de brasserie naar de bowlinghal.

16.3.1 De oplossing Ook voor dit probleem kan de oplossing gevonden worden in PUR schuim. Door het uitzetten en uitharden van PUR schuim worden de gaten goed afgedicht en tevens heeft PUR ook nog een isolerende werking. Afdichten met cement of beton wordt niet aanbevolen omdat achteraf dichten door middel van beton of cement niet goed dicht door de krimp van de mortel na uitharden.

85


16.4 Belang van het afdekken van gaten en kieren Om het belang van het afdekken van gaten en kieren te ondersteunen moet ook een stukje eenvoudige weerkunde bekeken worden. Wind is de factor die druk en tocht creëert. Om beter inzicht te krijgen in windrichtingen is in onderstaande afbeelding afgebeeld.

Figuur 52: Bovenaanzicht contour kasteel Limbricht inclusief windrichtingen.

16.4.1 Wind Wind is de oorzaak van tocht in een gebouw. Wind bouwt druk op tegen de structuur van het gebouw. Door deze drukopbouw ontstaat er een drukverschil tussen binnen en buiten. In de realiteit is dit maar een klein drukverschil maar door drukverschil, hoe klein ook, ontstaat stroming. De buitenlucht probeert het gebouw binnen te dringen en doet dat dan ook door kieren en gaten. Trechter vorm De meest voorkomende windrichting in Nederland is zuidwesten wind. Een zuidwester windrichting heeft een vrijwel vrije doorgang tot het plein van Kasteel Limbricht. Het gebouw vormt maar een beperkte hindernis. Door de vorm van het gebouw t.o.v. de zuidwester windrichting vormt de noordoost gevel grenzend aan het plein een wand geflankeerd door de zuidoost gevel en de noordwest gevel. Deze vormen een soort trechter wat de drukopbouw versterkt op de noordoost gevel. De wind kan immers niet ontsnappen richting noordwest of zuidoost en zo ontstaat een druk opbouw t.o.v. de rest van de omgeving. Vooral de schuifpui en de deuren van de noordoost vleugel hebben slechte afdichtingen en zijn een onderdeel van de trechter waar de zuidwesterwind druk op bouwt. Het zelfde geldt voor de wester- en noordwesterwind. Deze komen ook in een trechtervorm terecht en creëren ook een druk aan de binnenzijde van de noordoost, zuidoost en zuidwest vleugel van het gebouw. Koudste wind De koudste wind is de wind uit noordoostelijke en oostelijke richting. Het Kasteel is door de positionering en gebrek aan ramen, en dus gaten en kieren, goed beschermd tegen het binnendringen van de koude oost- en noordoostenwind.

86


17 Analyse invloed van gedrag van personeel op gasverbruik Handelingen van personeel kunnen een aanzienlijk aandeel hebben in het gasverbruik. Voorbeelden zijn het openen of open laten staan van deuren en de plek waar gerookt word.

17.1 Openstaande deuren Openstaande deuren maken luchtstromingen mogelijk. Zo stroom lucht van verwarmde ruimtes naar ruimtes die niet verwarmd hoeven worden. Dit is een vorm van verspillen. Vooral bij openstaande buitendeuren in de winter kan veel warmte verloren gaan. Wanneer een zaal wordt ingericht of wanneer bezoekers in een zaal bediend moeten worden is het logisch dat de deuren geopend worden en ook gedurende de handelingen open blijven staan. Het openen van deuren vormt op zulke momenten een last en vertraagd de snelheid waarmee gewerkt kan worden. Daarbij is een deur moeilijk te openen wanneer personeel tafels en stoelen in de handen heeft en wanneer de bediening meerdere borden moet uitbrengen naar de zalen toe. Het opbouwen van een zaal gebeurd regelmatig een aantal uren alvorens er een activiteit zal plaats vinden in de zaal. Dus wanneer het personeel de deuren niet sluit nadat de opbouwwerkzaamheden voltooid zijn gaat een aantal uren lang warmte verloren naar plekken die niet verwarmd moeten worden. De warmte in de zalen wordt verspilt.

Figuur 53: Deuren die regelmatig geopend aangetroffen worden.

17.1.1 Oplossing De meest eenvoudige oplossing is om personeel erop te attenderen dat deuren gesloten moeten worden. Wanneer personeel consequent deuren sluit na opbouwen of serveren kan een besparing behaald worden op het gasverbruik. Nog een oplossing is het afdekken van grote deuren/poorten, zoals de entree van de ridderzaal, met gordijnen. De poort van de ridderzaal is groot en lomp. Openen en sluiten van poort is dan ook niet gemakkelijk en gaat gepaard met veel lawaai. De gerechten van diners die plaats vinden in de Ridderzaal worden allemaal tegelijk uitgebracht. Dit in tegenstelling tot een situatie in een restaurant waarbij bezoekers van 16:00 tot 21:00 kunnen binnenlopen en uitbrengen van gerechten ook gedurende de hele tijd plaats vind. Het gordijn kan tijdens het uitbrengen van de gerechten open blijven en wanneer de gerechten zijn uitgebracht kan het gordijn weer gesloten worden. Het gordijn hindert de bediening op deze manier niet. De gordijnen kunnen onderaan verzwaard worden zodat ze ondanks luchtstromen op hun plek blijven hangen.

87


17.2 Roken met geopende deur/schuifpui Het komt regelmatig voor dat personeel rookt met een geopende deur of geopende schuifpui. Warme lucht stroomt naar buiten toe en bij een winderige dag waait koude lucht naar binnen toe. Personeel staat tijdens het roken in de deurkolom of in de pui om toch nog het comfort van de warmte van binnen te ervaren. 17.2.1 Oplossing De oplossing voor dit probleem bestaat al. Buiten staan al party tenten die geplaatst zijn voor rokers. In deze tenten is een straalkachel geplaatst dus comfort ontbreekt ook niet. Alleen de stap om van binnen naar buiten te lopen maakt een deel van het personeel niet. Personeel moet gemotiveerd worden om gebruik te maken van de rokerstenten.

Figuur 54: Rokerstent met straalkachel.

88


18 Sneeuwscan Menig mens had de hoop al opgegeven op een echter winter maar maandag 30 januari 2012 trad de winter dan toch uiteindelijk in met bijbehorende sneeuwval. Uit het sneeuwdek op daken is goed af te leiden waar warmte verloren gaat. Hoe dunner de laag sneeuw hoe meer warmte op die plek verloren gaat. Een aantal foto’s genomen op 31 januari 2012 worden in deze paragraaf geanalyseerd.

Figuur 55: Dak boven ketelruimte.

Er is een duidelijk verschil zichtbaar tussen de het dakdeel boven de ketelruimte en de rest van het dak. Het dak boven de ketelruimte heeft een zichtbaar dunnere laag sneeuw in vergelijking met de naast gelegen dakdelen. Het dak van de ketelruimte is echter het enige geïsoleerde dakdeel. Dit houdt in dat het verlies door het lage rendement van de ketel enorm groot is. Alle warmte die wordt afgegeven in de ruimte beneden het dak is afkomstig van verliezen van de ketel. Gebrek aan sneeuw op dit dakdeel is bewijs voor het lage rendement van de verwarmingsketel van gebouwdeel fase 1.

89


De sneeuwvrije nok is het bewijs van stijgen van de warmte energie. In de nok van het dak is zo een hoge concentratie van warmte energie dat de sneeuw sneller smelt dan op de andere dakdelen. Alle warmte energie op in de nok is onbereikbaar voor bezoekers en personeel en kan als verspilde energie worden beschouwd.

Figuur 56: Eenden overnachten voor brasserie.

Op de foto is duidelijk het smelten van de sneeuw voor de ramen van de brasserie te zien. De eenden maken dankbaar gebruik van de warmte energie die verloren gaat en overnachten voor het raam van de brasserie. Dit geeft overigens ook veel rotzooi door de ontlasting van de eenden.

90


Figuur 57: Dun sneeuwdek boven de ruimte van de koelmotoren.

Het dak boven de koelmotoren heeft een duidelijk dunner sneeuwdek dan de eromheen liggende dakdelen. De koelmotoren functioneren maar incidenteel gedurende een koude winterdag. De kleine verwarmingsketel die in de zolderruimte geplaatst is heeft een relatief klein verwarmingsvermogen en een hoog rendement van 90%. De warmte moet dus ergens anders vandaan komen. De oorzaak van dit warmteverlies is de openstaande deur van het zolderluik in Huis Jansen. Deze deur wordt regelmatig open aangetroffen en zorgt zo voor een open verbinding tussen de verwarmde 1e verdieping en de niet warmtebehoevende zolder. Op deze foto is de impact van openstaande deuren op het gasverbruik dan ook goed te zien.

Figuur 58: De openstaande deur naar het zolderluik.

91


Figuur 59: De reflectie van het zonlicht door de sneeuw geeft een goede weergave van de slechte dichting tussen dak en muur.

Sneeuw reflecteert zonlicht en geeft op die manier een lichtval vanuit een hoek waaruit dit normaalgesproken niet gebeurd. Door de sterke reflectie van de sneeuw wordt het licht weer vanaf het sneeuwdek naar boven toe gestraald. Het licht schijnt dus ook onder het dak. Dit maakt slechte dichtingen tussen dak en muur goed zichtbaar. Ook aan de buitenkant van de voorhoeve is het warmteverlies uit deze specifieke plek goed zichtbaar.

Figuur 60: Dezelfde plek als voorgaande foto alleen aan de buitenkant genomen.

92


19 Conclusies en aanbevelingen Als aanbeveling voor uit te voeren werkzaamheden ten behoeve van de energieverbruik reductie kunnen een aantal investeringen aanbevolen worden. In de aanbeveling weegt het gebrek aan investeringsgelden zwaar mee. Zowel Stichting Kasteel Limbricht als Partycentrum Kasteel Limbricht hebben beiden alleen geld om net wel of net niet mee rond te komen. Dit houdt in dat er geen reserve- of buffergelden in beide partijen aanwezig zijn. Grote investeringen kunnen dan ook niet plaats vinden. Onderstaande handelingen worden aanbevolen ter uitvoering. De opsomming begint bij 0 investeringskosten oplopend naar de uitvoering met de hoogste investeringskosten. Onder aan iedere stap staat in een balk weergegeven: de investering, de besparing gas, de besparing elektrisch

19.1 Stap 1: Personeel bewust maken van invloed van hun handelingen op het energieverbruik Dit houdt in dat personeel ervan bewust moet zijn dat handelingen die zij uitvoeren of achterwege laten gevolgen heeft voor de energierekening. Handelingen of gewoonten die achterwege gelaten kunnen worden of handelingen die juist uitgevoerd moeten worden staan in onderstaande sommering genoemd. Uit te voeren handelingen zijn: - Actief letten op onnodig branden van verlichting. - Actieve controle op de temperatuur in de Kessenichzaal na inschakelen van de radiator. - Alle tussendeuren sluiten. Ook tussendeuren die in die normaal in de magneetsluiting hangen dicht doen. Alleen wanneer personeel moet serveren kunnen de deuren open blijven staan om uitbrengen te vergemakkelijken. - Sluiten van de deur van het zolderluik in Huis Jansen. - Geen buffet tafels plaatsen op de convectorput in het restaurant. - Apparaten die niet gebruikt worden uitschakelen. - Apparaten die nodig zijn voor gebruik pas inschakelen bij direct gebruik. - (ijsmachines in de winter uitschakelen?)

19.2 Stap 2: Organisatorisch goed inpassen van activiteiten in een kleiner aantal zalen Door de lage bezetting van de zalen is het mogelijk om enkele zalen gedurende de winter niet te gebruiken en te sluiten. De gesloten zalen hoeven alleen vorstvrij gehouden te worden en dit bespaart een grote hoeveelheid energie ten opzichte van een situatie waarbij het overgrote deel wordt verwarmd op een temperatuur van 15°C bij geen bezetting en af en toe 20°C bij een enkele bezetting. Tevens kunnen koelingen en koffiemachines ook in deze niet bezette zalen uitgeschakeld worden. Super efficiënt inpassen van activiteiten in zalen zal een grote besparing opleveren. Efficiënt inpassen van de zalen kan door het sturen van een klant naar een bepaalde tijd of datum. De besparingspotentie van efficiënt plannen bij een gebruik van 6 i.p.v 9 zalen wordt geschat op een reductie van 10-20% van het gasverbruik bij gelijke bezoekersaantallen en bezetting. Daarnaast levert het uitschakelen van zaken als koffiemachines, koelingen en ijsblokjesmachines ook nog een besparing op van ongeveer 10% in het elektriciteitsverbruik.

93


19.3 Stap 3: Tochtpreventie Tocht is een groot probleem voor de voorhoeve. Juist omdat de zalen groot zijn en deuren open staan heeft tocht vrij spel door de zalen. Tocht is dan ook een belangrijke oorzaak van het warmte verlies op een winderige herfst of winterdag. Werkzaamheden die moeten worden uitgevoerd zijn: - Tochtstrips aanbrengen op alle buitendeuren. - Tochtkussen kopen voor plaatsing voor de terrasdeur. - Tochtkussen kopen voor plaatsing (en eventuele bevestiging) aan de receptiedeur. - Dichten van voormalige leiding doorvoer gaten in onder anderen de Brasserie. - Dichten van de aangebouwde muur van de brasserie.

19.4 Stap 3b: Gordijnen plaatsen voor de brasserie De brasserie heeft een geschat aandeel van 15-20% in het gasverbruik van de verwarming. Een besparing. Een schatting is dat 70-80% van de energie verloren gaat door de glazen schuifpui van de brasserie. Het dak boven de brasserie is goed geïsoleerd. Dit is te zien aan de sneeuwlaag op het dak van de brasserie. Het verlies van warmte energie kan met 39% gereduceerd worden met toepassing van een zwaar gordijn. De besparingspotentie op het totale gasverbruik bedraagt 3-5%.

19.5 Stap 3c: Revisie glazen schuifpui brasserie Een grote oorzaak van tocht is de slechte afdichting van de glazen schuifpui. Een volledig nieuwe glazen schuifpui wordt niet nodig geacht. Dit omdat de huidige schuifpui al is voorzien van dubbelglas. Investeren in een volledig nieuwe schuifpui kan oplopen tot zeker €10.000,-. Dit is een grote investering met weinig besparingspotentie. Toch valt het warmte verlies door tocht in de brasserie niet te verwaarlozen. De vloerverwarming in de brasserie staat continu aan en de ruimte wordt zodoende ook continu op temperatuur gehouden. De brasserie is waarschijnlijk een van de grootste gebruikers van warmte energie van Kasteel Limbricht. De revisie houdt in dat de sluitstrips en de tochtstrips vervangen moeten worden.

19.6 Stap 3d: Plaatsen van een tochtportaal voor de ingang van de receptie Door het naar binnen en buiten lopen van personeel en bezoekers wordt op een winderige dag veel koude het gebouw in geblazen. Dit komt omdat bij het openen van de buitendeur van de receptie de wind vrij spel heeft om door een groot deel van het gebouw te waaien. Een tochtportaal creëert een sluiswerking waardoor de wind geen vrij spel heeft door een groot deel van het gebouw bij openen van de deur van de receptie. Een besparing is zeer afhankelijk van de weersomstandig heden maar wordt geschat op 3-5%. De investering wordt ingeschat op €3000,- omdat een minimaal een eenvoudige houten aanbouw met een oppervlak van 2x2 en een hoogte van 2,5m geplaatst moet worden voor de deur van de receptie.

94


19.7 Stap 4: Compartimentering met doeken De verplaatsing van warme lucht naar niet in gebruik zijnde ruimtes is een groot probleem. Zo gaat de warmte van de benedenverdieping in gebouwdeel fase 1 verloren naar de 1e etage. De eerste etage is doorgaans alleen in gebruik gedurende avonden, weekenden en incidenteel gedurende de week. De benedenverdieping is bijna 7 dagen per week in gebruik. Veel van de warmte die van de benedenverdieping naar boven stroomt is verloren warmte. Beperken van dit warmteverlies is mogelijk door het plaatsen van een gordijn voor het trappenhuis. Het verlagen van de hoogte van de Ridderzaal met te openen gordijnen verhindert het stijgen van warme lucht en zorgt voor een warme luchtstroom op een niveau waar aanwezige personen baat bij hebben. De kosten voor deze twee toepassingen zullen ongeveer €2000,- bedragen. De daling van de stookkosten wordt geschat op 10% omdat de warmte met afdekken van het trappenhuis in gebouwdeel fase 1 behouden blijft op de benedenverdieping.

19.8 Stap 5: Elektrische boilers vervangen door gasgestookte geysers De elektrische boilers hebben een hogere kostprijs per liter warm water vergeleken met een gasgestookte geyser. Omdat Partycentrum kasteel Limbricht veel gebruik maakt van warm water voor het spoelen van de vaat is de besparing relatief hoog. Het aandeel elektriciteitsverbruik van de boilers op het totale elektriciteitsverbruik bedraagt momenteel 3%. Wat gelijk staat aan een bedrag van €1.200,-. Een gelijkwaardige hoeveelheid water bij gelijke temperaturen kan met de Vaillant TURBOmag geyser verwarmd worden voor een bedrag van €457,-. Dit is gelijk aan de helft van de kosten van elektrisch verwarmen. De kosten voor het uitbreiden van de gasleidingen zullen ook relatief klein zijn omdat de huidige elektrische boilers in de keukens geplaatst zijn. In de keukens zijn al reeds gasleidingen aanwezig en grote uitbreidingen zijn dan ook niet nodig.

19.9 Stap 6: Toepassing van LED verlichting De toepassing van LED verlichting waar mogelijk of waar energiebesparend in potentie in de zalen, de receptiehal, de hal, de eerste etage van gebouwdeel “fase 1” en de bowling levert een energiebesparing op van 30% t.o.v. het huidige verbruik van de verlichting. Verlichting heeft een aandeel van 11% op het elektriciteitsverbruik. De besparing op heel het elektriciteitverbruik bedraagt (0,11*0,30) 3,3%. De investering bedraagt ongeveer €8000,-. De terugverdientijd is bepaald op minder dan 7 jaar.

19.10 Stap 7: Installatie van moderne cv-ketels De installatie van moderne CV-ketels levert de meeste besparing per aanpassing op. Alleen al op basis van rendement is de besparingspotentie 14% per jaar. Daarnaast kan de ketel ook nog traploos modulerend gestookt worden. Dit continubedrijf levert ook nog een besparingspotentie op t.o.v. de huidige hoog/laag gestookte ketel die door de grote overcapaciteit veelal in uit/laag bedrijf draait. De investering in twee nieuwe ketels bedraagt in totaal €30.000,-. De besparing is 13% op het totale gasverbruik voor verwarming wat gelijk staat aan ongeveer €4700 bij het huidige gasverbruik.

95


20 Eindconclusie Er is een zeer groot besparingspotentieel op het energieverbruik van Partycentrum Kasteel Limbricht. Uitvoering van energiebesparende maatregelen hoeven niet altijd geld te kosten. Door de toepassing van maatregelen zonder investeringen, zoals energiebewust gedrag van personeel en dichter inplannen van een kleiner aantal zalen, kan een energiebesparing gerealiseerd worden van 15-25%. Tochtpreventie is een relatief kleine investering en kan een besparing opleveren van 5-10%. Vooral op koude winderige dagen is het effect van tochtpreventie groot. Tochtpreventie kan nog vergroot worden door de toepassing van een tochtportaal aan de ingang van de receptie. Een tochtportaal eist echter een grotere investering. Het verhinderen van warme luchtstromen naar ongewenste plekken is onder andere mogelijk door de toepassing van relatief goedkope gordijnen/doeken. LED verlichting is een eenvoudige manier van besparen op het elektriciteitsverbruik en zal een besparing opleveren van 3% op het elektriciteitsverbruik. De investering in LED verlichting in zalen zal echter kostbaar zijn. Toepassing van degelijke betrouwbare Philips LED lampen in alle armaturen vergt een investering van €8000,-. Een investering in twee nieuwe ketels is de kostbaarste toepassing, voor ongeveer €30.000,maar zal het gasverbruik doen dalen met 13%. In totaal is een besparing mogelijk van 50% in gasverbruik en 23% in het elektriciteitsverbruik. Dit tegen investeringskosten in de orde van grootte van €50.000 - €75.000. De mogelijkheid tot praktische toepassing en het exacte financiële kostenplaatje moeten worden bepaald in een vervolgonderzoek. Besparen op het energieverbruik van Partycentrum Kasteel Limbricht is op grote schaal mogelijk zonder aantasting van de monumentale waarde.

96


21 Slotwoord Na een breed onderzoek naar de besparingsmogelijkheden op het energieverbruik kan geconcludeerd worden dat er een grote besparingspotentie is. Vooral de aanwezigheid op de locatie Kasteel Limbricht en de beleving van de situatie heeft veel ideeën voor besparingsmogelijkheden opgeleverd. Constatering van zaken zoals de verouderde ketels kan ook gebeuren vanaf papieren documentatie maar echte besparingsmogelijkheden in de prakrijk worden pas zichtbaar bij aanwezigheid en waarnemingen op locatie. De weg naar het schrijven van dit rapport was dan ook niet moeilijk wat betreft de diepgang van het onderzoek. De uitdaging van dit onderzoek was de breedte van het onderzoek en de vele onderwerpen die onderzocht kunnen worden binnen een zeer beperkte tijd. Ieder onderwerp behoeft onderzoek om de kennis van de technieken en mogelijkheden op te doen. Toch is het onderzoek zonder problemen verlopen en is het fundament voor een verder specifieker en diepgaander onderzoek gelegd. Ik ben dan ook zelf zeer tevreden over het resultaat.

97


Bronnenlijst websites http://www.vaillant.de/Produkte/Elektro/Heizgeraete/produkt_vaillant/VSU-EL.html http://www.vaillant.de/stepone2/data/downloads/48/44/00/System-ElektroHeizung.pdf http://www.vaillant.de/Produkte/Kraft-WaermeKopplung/Blockheizkraftwerke/produkt_vaillant/ecoPOWER_3.0_und_4.7_mini-BHKW.html http://www.brugman.net/nl/producten/classic-line/din-leden/ http://www.energiesparen.be/book/export/html/18 http://help.tradingdepot.co.uk/plumbing/climaflex/climaflex-pipe-lagging.pdf http://www.soortelijkgewicht.com/vaste-stoffen http://www.baksteen.be/UserFiles/Image/downloads/publicaties/technische%20publicaties/thermie k.pdf http://nl.remeha.com http://huis-en-tuin.infonu.nl/wonen/17820-isolatiewaarde-k-waarde-u-waarde-lambda-waarde.html http://www.essent.nl/content/zakelijk/producten/vergelijk_energietarieven/opbouw_energieprijs.ht ml http://www.vastelastenbond.nl/energie/uitleg-energierekening.html http://www.enexis.nl/site/over_enexis/onze_tarieven/grootzakelijk_voorbeeldberekening.jsp# http://www.enexis.nl/site/over_enexis/onze_tarieven/tarieven_consument_mkb.jsp http://www.gamko.nl/items/12pkr134a.aspx http://www.horecahome.nl/vaatwasmachine_rhima_glazenspoel_tech_gegevens.html http://www.gamko.nl/items/hfk202fl.aspx http://www.gentec.nl/52-gebtec-diesel-nm-7500-230-s.html http://www.essent.nl/content/grootzakelijk/klantenservice/vraagantwoord/energiebelasting.html?e cmp=20110615DL096V http://www.bhkw-forum.de/board87-bhkw-anbieter-und-produkte/board191-mikro-bhkw-mitmotor/board16-vaillant-ecopower-3-0-und-4-7/3844-preise-ecopower/ http://rovato.krab-services.nl/default.asp?ContentId=2746 http://www.joostdevree.nl/shtmls/warmteaccumulatie.shtml http://www.ekbouwadvies.nl/tabellen/lambdamaterialen.asp http://nl.remeha.com/fileadmin/user_upload/Prijslijsten/Prijslijst_2012/IX_Premix_ketels.pdf http://www.warmteservice.nl/product/17252605/geiser/douchegeiser/vaillant-douchegeiser-turbomag-11-2-0.do http://www.ruhestof.nl/prijzen-kleurenkaarten.htm

Literatuurlijst “Duurzaam erfgoed.” ISBN978-90-8989-486-1.

98

Zuyd Hogeschool. Duurzame Monumenten. Sustainable Monuments. Lectoraat nieuwe energie. Vooronderzoek

Recommend Documents