Energiezuinig gebouw begint bij de schil

De energetische prestatie van een gebouw wordt bepaald door het casco, de bouwkundige schil en de toegepaste installaties. Met de invoering van een gebouwschilindicator komt weer meer nadruk te liggen op de prestatie van de bouwkundige schil.

Het Bouwbesluit stelt een energieprestatie-eis, waarbij de aanvrager zelf mag bepalen hoe die wordt gehaald. Hierdoor is het mogelijk om met een minimaal geïsoleerde gebouwschil in combinatie met een uitgebreid installatieconcept te voldoen aan de prestatie-eis. In dat geval wordt echter voorbijgegaan aan het uitgangspunt van de Trias Energetica om eerst de energievraag te reduceren. De basis van een verantwoord energiezuinig ontwerp vormt een geoptimaliseerde thermische schil, alvorens installatietechnische maatregelen worden toegepast. Om in het ontwerp de aandacht te verleggen naar de bouwkundige prestatie is de gebouwschilindicator ontwikkeld.

Getrapte eis
Momenteel is de opvolger van de huidige EPC-normen (NEN 5128 en NEN 2916) in voorbereiding (NEN 7120). De ‘groene versie’ van deze norm is onlangs gepubliceerd. Het Ministerie van VROM wil daarbij komen tot een getrapte eis. Dat betekent dat een gebouw niet alleen in zijn totaliteit moet voldoen aan een EPC-eis, maar dat ook eisen kunnen worden gesteld aan onderdelen, zoals de bouwkundige componenten. De NII (Nederlandse Isolatie Industrie) heeft in samenwerking met Adviesburo Nieman B.V. hiervoor een voorstel ontwikkeld in de vorm van een gebouwschilindicator. Deze indicator is in het wijzigingsblad van NEN 5128/A1 informatief opgenomen. Er geldt op dit moment dus geen publiekrechtelijke eis. Opdrachtgevers kunnen uiteraard wel een dergelijke eis stellen in het Programma van Eisen.

Warmte- en koudebehoefte
Uitgangspunt bij de ontwikkelingen was te komen tot een indicator die de fysische werkelijkheid zo goed mogelijk benadert en die wordt uitgedrukt in een begrijpelijke grootheid. Aangezien het energiegebruik van een gebouw seizoensafhankelijk is, is de gebouwschilindicator gesplitst in een bepalingsmethode voor de koudebehoefte (zomerperiode) en een bepalingsmethode voor de warmtebehoefte (winterperiode). In de gebouwschilindicator zijn alle componenten opgenomen, die de warmte- en koudebehoefte van een gebouw bepalen. De gebouwschilindicator is daarmee een maat voor de energie, die benodigd is om het gebouw op de juiste temperatuur te krijgen en te houden, waarbij uitsluitend de bouwkundige parameters worden beschouwd.
De warmtebehoefte van een gebouw bestaat uit het transmissie- en ventilatiewarmteverlies over het stookseizoen, verminderd met de benutte warmtewinst door zonnestraling en interne warmteproductie (personen, verlichting) over dezelfde periode. Aangezien de warmtebehoefte niet altijd overeenkomt met het warmteaanbod is de benuttingsfactor in de bepalingsmethode ingevoerd.
De koudebehoefte van een gebouw bestaat uit de niet-benutte warmtewinst door zonnestraling en de interne warmteproductie. De ‘benutte’ warmtewinst is dat deel van de warmtewinst, dat via transmissie- en ventilatiewarmteverlies wegvloeit, zonder dat dit leidt tot een temperatuurstijging. Daarnaast is voor het bepalen van de koudebehoefte de mate waarin de constructie warmte kan opnemen (het accumulerend vermogen van de constructie) van invloed. De thermische capaciteit reduceert de koelbehoefte.

Invloedsfactoren
De volgende factoren zijn van invloed op de gebouwschilindicator:

1. Transmissie (inclusief lineaire warmtedoorgangscoëfficiënten): Door verbetering van de warmte-isolatie wordt het transmissieverlies beperkt. Om de transmissie via de scheidingsconstructies nauwkeurig te bepalen, dient rekening te worden gehouden met het warmteverlies via de aansluitingen van constructies op elkaar (Ψ-waarden).
2. Ventilatie en infiltratie: Het totale ventilatiedebiet wordt op basis van NEN 5128 bepaald. In de gebouwschilindicator wordt de invloed van zelfregelende roosters, warmteterugwinning en voorverwarming ventilatielucht (met uitzondering van voorverwarming door serres) niet meegenomen. Op deze wijze wordt de invloed van ventilatie op het energieverbruik bepaald, onafhankelijk van het ventilatiesysteem.
   Het infiltratievoud van een woning wordt bepaald door de bouwkundige detaillering en de uitvoering daarvan. Goede detailleringen beperken het warmteverlies.
3. Zoninstraling: Het aantal, de grootte, de positie en de oriëntatie van de ramen zijn bepalend voor de mate van warmtewinst ten gevolge van de zon. Dat is gunstig in de winterperiode, maar heeft een negatief effect op het zomercomfort. Daarom worden passieve maatregelen als zonwering en overstekken gewaardeerd in de gebouwschilindicator.
4. Thermische capaciteit: Voor een gebouw met een hoge thermische capaciteit geldt dat de constructie langzaam opwarmt of afkoelt. Hierdoor worden extremen in de binnentemperatuur afgezwakt. Een bouwkundig schilcasco met een hoge thermische capaciteit beperkt de koudebehoefte.
5. Interne warmtelast: De warmtewinst door interne warmteproductie betreft de bijdrage aan de warmtehuishouding door warmteproductie van personen, verlichting en apparatuur.

Geen wegingsfactor
Om de gebouwschilindicator fysische waarde te geven is er geen weegfactor of correctiefactor toegepast voor het verliesoppervlak en het gebruiksoppervlak, zoals in de EPC-berekening wel wordt gedaan. Hierdoor wordt dus een relatie gelegd met het daadwerkelijke energieverbruik van een woning. Om woningen onderling te kunnen vergelijken is de gebouwschilindicator weergegeven als een verbruik per m2 gebruiksoppervlakte. Daardoor is de warmtebehoefte bij een hoekwoning (die door de zijgevel meer verliesoppervlak heeft) hoger dan bij een tussenwoning.

Effect gebouwschilindicator
Om inzicht te krijgen in het effect van de gebouwschilindicator zijn voor zes SenterNovem referentiewoningen de gebouwschilindicatoren (zomer- en wintersituatie) bepaald. Deze woningen voldoen aan de huidige EPC-eis van 0,80 met een warmteweerstand van circa 3,0 – 4,0 m2K/W. Om inzicht te krijgen in het effect van de bouwkundige schil op de gebouwschilindicator is voor de referentiewoningen de prestatie van de schil verhoogd tot het niveau Passief Bouwen, met een warmteweerstand van 6,5 -10 m2K/W, drievoudige beglazing, een zeer lage luchtdoorlatendheid en passieve maatregelen voor het benutten en weren van zoninstraling in respectievelijk de winter- en zomerperiode.

Uit de berekeningen (zie tabel) blijkt dat in alle gevallen de warmtebehoefte groter is dan de koudebehoefte. Ook blijkt dat de warmtebehoefte aanzienlijk daalt als het huidige energetische niveau wordt verhoogd naar het niveau ‘Passief Bouwen’. De warmtebehoefte wordt afhankelijk van het woningtype bijna gehalveerd. De koudebehoefte wordt daarentegen juist hoger. De warmte verdwijnt namelijk minder gemakkelijk uit de woning. In de bepaling van de koudebehoefte is overigens (vooralsnog) geen rekening gehouden met spuien of zomernachtventilatie.

Tekst: ing. T.G. Haytink en ing. A.F. Kruithof (Adviesburo Nieman B.V.); Foto’s: Rockwool Benelux en Adviesburo Nieman