ENERGIENEUTRALE WONINGEN. Omslagpunt naar bebouwing die energie oplevert in plaats van verbruikt.

Transcriptie

1

2 ENERGIENEUTRALE WONINGEN VERANTWOORDING Titel/onderwerp: Subtitel: Onderzoeksvraag: Energieneutrale woningen Omslagpunt naar bebouwing die energie oplevert in plaats van verbruikt. Hoe kan Bongers Architecten nu en in het vervolg energieneutrale woningen ontwerpen/ontwikkelen voor verschillende opdrachtgevers met verschillende wensen en bouwlocaties? Versie: 3.0 Status: Definitief Datum: 8 juni 2010 Student/Auteur: naam: Sietse van Vonderen studentnr.: adres: Korte Scheidingsweg 2 postcode: 3312 JN DORDRECHT telefoon: esteis87@hotmail.com @student.hro.nl Onderwijsinstelling: naam: Hogeschool Rotterdam locatie: Academieplein cluster: Instituut voor Bouw & Bedrijfskunde adres: G.J. de Jonghweg 4-6 postcode 3015 GG ROTTERDAM telefoon: (010) fax: (010) docent: Dhr. P. Krabbendam p.krabbendam@hro.nl Afstudeerbedrijf: naam: BONGERS Architecten bv adres: Dorpsstraat 48 postcode: 2969 AD OUD-ALBLAS telefoon: (0184) fax: (0184) begeleider: Ing. M. H. van Dongen m.vandongen@bongersarchitecten.nl Afstudeeronderzoek Sietse van Vonderen [studnr ] pagina 2 van 54

3 ENERGIENEUTRALE WONINGEN VOORWOORD Bij de start van mijn minor (differentiatie) kwam ik voor het eerst concreet in aanraking met het begrip duurzaamheid. Als projectgroep kregen we de opdracht om een drijvende, duurzame en autarkische woning van schetsontwerp tot bestekfase te ontwikkelen. Integraal samenwerken aan de verschillende aspecten van duurzaamheid was hierbij het sleutelwoord. Ook bij de volgende projecten van mijn minor speelde duurzaamheid een dominante rol. Het was voor mij dan ook vanzelfsprekend om af te studeren rond dit onderwerp. Al snel vond ik een afstudeerbedrijf in Bongers Architecten bv te Oud-Alblas. Na enkele besprekingen zijn we tot het uiteindelijke onderwerp en de onderzoeksvraag gekomen. Hoe kan Bongers Architecten nu en in het vervolg energieneutrale woningen ontwerpen/ontwikkelen voor verschillende opdrachtgevers met verschillende wensen en bouwlocaties? Het onderwerp, energieneutrale woningen loopt vooruit op de geplande verlaging van de EPC naar 0 in 2020 en speelt in op vraag van opdrachtgevers van Bongers Architecten bv. Voor Bongers Architecten is vooral de (financiële) haalbaarheid in de nabije toekomst erg belangrijk, daarom is het onderzoek gericht op duurzame producten die nu al effectief, efficiënt en financieel aantrekkelijk toegepast kunnen worden. De focus ligt dus op realiteit, is het daadwerkelijk mogelijk om een energieneutrale woning te ontwerpen én bouwen, hoe kan dat het beste, wat zijn daarvan de meerkosten en is de investering terug te verdienen? Visie van het afstudeerbedrijf op duurzaamheid en energieneutrale bouwen Bongers Architecten bv is zich bewust van de noodzaak van duurzaam bouwen. Steeds meer opdrachtgevers zijn geïnteresseerd in de energiezuinigheid van hun toekomstige bouwwerk. In de vorm van goed geïsoleerde Zweedse houtskeletbouw woningen heeft Bongers Architecten bv al een groot aantal energiezuinige woningen ontworpen. Bongers Architecten bv gelooft in de toekomst van energieneutrale woningen en streeft er naar om, door middel van dit onderzoek, deze in de nabije toekomst aan te kunnen bieden aan haar opdrachtgevers. Het gaat dan niet alleen om opdrachtgevers die al de wens hebben om duurzaam of energieneutraal te bouwen maar ook om opdrachtgevers die daar nog van kunnen worden. Mijn visie op duurzaamheid en energieneutraal bouwen In mijn ogen is duurzaamheid in de toekomst een kwestie van noodzaak. Fossiele brandstoffen raken op en de afvalbergen stapelen zich op. Als we willen blijven leven zoals we nu doen is het noodzakelijk om na te denken over de consequenties daarvan. Er zijn grofweg drie opties, we kunnen doorgaan op de zelfde manier en doen alsof onze neus bloedt, we kunnen het minder slecht gaan doen, of we kunnen het echt rigoureus anders gaan doen. De overheid speelt daar al op in door allerlei regelgeving zoals de EPC-norm en het verlagen daarvan, maar de bouwwereld is daar zelf ook verantwoordelijk voor. Innovatieve technieken zijn er te over maar ze worden nog te schaars toegepast. Bij duurzaamheid moet men zich niet beperken tot installatietechnische oplossingen, bouwkundig valt er ook veel winst te halen. Kortom, duurzaamheid is erg divers en onvermijdelijk. Afstudeeronderzoek Sietse van Vonderen [studnr ] pagina 3 van 54

4 ENERGIENEUTRALE WONINGEN Hieronder een kort overzicht van duurzame maatregelen die volgens mij van belang zijn: Definitie Omschrijving Energie Materiaal Ontwerp Constructie Beperken van het energiegebruik / Gebruik van duurzame energiebronnen / Efficiënt omgaan met fossiele brandstoffen (trias energetica) Beperken van het materiaalgebruik / Gebruik natuurlijke materialen / Gebruik materialen waarvoor weinig productie-energie benodigd is / Gebruik materialen met een lange levensduur / Gebruik materialen die gerecycled zijn of kunnen worden (C2C). Maak optimaal gebruik van de oriëntatie / Maak optimaal gebruik van de oriëntatie / Hou de warmte van de zon buiten in de zomer Vrije indeelbaarheid / Flexibiliteit / Levensduur Energieneutraal Hoewel ik in de voorgaande tabel uiteenzet dat duurzaamheid in veel verschillende onderdelen van de bouw te vinden is, beperk ik me in dit onderzoek tot het energiegebruik van één woning. Daar is op dit moment volgens mij dan ook de meeste 'duurzame' winst uit te halen en door besparingen op de energierekening financieel aantrekkelijk. Er zijn cijfers waaruit blijkt dat ca. 15% van de totale C0 2 uitstoot van Nederland wordt veroorzaakt door het gebruik van elektriciteit en aardgas in woningen. In dat kader is het dus erg belangrijk om woningen te ontwikkelen en te bouwen die energieneutraal zijn. Dat wil niet zeggen dat energieneutraal bouwen alleen met installaties te maken heeft. Vooral bij het beperken van de energievraag zijn bouwkundige en andere lowtech maatregelen onmisbaar. De start is een goed geïsoleerd, luchtdicht huis, daarna kan pas gedacht worden aan het duurzaam opwekken van de overgebleven energiebehoefte. Dankwoord Op deze plek een woord van dank aan een aantal mensen die mij geholpen hebben tijdens mijn studie en afstudeertijd. Allereerst natuurlijk Dhr. Bongers en de medewerkers van Bongers Architecten bv die mij de mogelijkheid hebben geboden om dit onderzoek te kunnen doen. Daarbij wil ik in het bijzonder ook Markus van Dongen, mijn bedrijfsbegeleider, bedanken om zijn feedback en ondersteuning gedurende het hele onderzoek. Datzelfde geldt voor mijn afstudeerdocent Dhr. Krabbendam, de docent die mij heeft begeleidt tijdens het afstuderen, maar ik ben ook alle andere docenten dankbaar die mij geholpen hebben gedurende mijn opleiding aan de Hogeschool Rotterdam. Tot slot wil ik uiteraard ook mijn moeder, vrienden en familie bedanken voor al hun steun de afgelopen tijd. Bij dit onderzoek hoort ook een matrix. Voor een digitale versie daarvan kan een verzoek worden gestuurd naar @student.hro.nl of esteis87@hotmail.com. Juni 2010, Sietse van Vonderen Afstudeeronderzoek Sietse van Vonderen [studnr ] pagina 4 van 54

5 ENERGIENEUTRALE WONINGEN SAMENVATTING Een energieneutrale woning loopt vooruit op de geplande verlaging van de EPC naar 0 in Vooral de (financiële) haalbaarheid in de nabije toekomst is daarbij erg belangrijk, daarom is het onderzoek gericht op duurzame producten die nu al effectief, efficiënt en financieel aantrekkelijk toegepast kunnen worden. De focus van dit onderzoek ligt op realiteit. Is het daadwerkelijk mogelijk om een energieneutrale woning te ontwerpen én bouwen, hoe kan dat het beste, wat zijn daarvan de meerkosten en is de investering terug te verdienen? Om antwoord op die vraag te geven zijn talloze 'duurzame' systemen, producten of installaties bekeken. De voor een energieneutrale woning geschikte systemen zijn nader onderzocht. In dit rapport zijn die systemen, opgedeeld in categorieën, behandeld. De categorieën zijn: bouwkundig, verwarming, warm tapwater, ventilatie, koeling en elektriciteit. Voor elke categorie worden de mogelijkheden kort, samenvattend en overzichtelijk omschreven. Uitgebreidere informatie is verwerkt in twee rapporten, BOUWKUNDIG ENERGIE BESPAREN en DUURZAME INSTALLATIES die als bijlagen zijn toegevoegd. Na het behandelen van de losse categorieën worden verschillende installatieconcepten opgesteld. Matrix Om de installatieconcepten te beoordelen is een matrix opgesteld waarmee de installatieconcepten naast elkaar vergeleken kunnen worden. De matrix die gemaakt is om de installatieconcepten te vergelijken is zodanig opgezet dat deze niet alleen voor dit onderzoek gebruikt kan worden, maar ook tijdens het ontwerpproces van een nieuwe woning. De matrix is daarmee het belangrijkste eindproduct van dit onderzoek, met het rapport als ondersteuning van de gemaakte keuzes. Resultaat Het ontwikkelen van een energieneutrale woning blijkt in de kern zeer eenvoudig te zijn. Een woning is energieneutraal te maken door het toepassen van drie stappen: 1. Ontwerp een passiefhuis: Een passiefhuis is de optimale methode om de energiebehoefte van een woning door middel van bouwkundige maatregelen zo laag mogelijk te krijgen. 2. Pas een elektrische warmtepomp toe: Een warmtepomp wordt ingezet om op een efficiënte manier warmte te leveren. Dit kan zowel met een lucht/lucht, een lucht/water als een water warmtepomp. Een elektrische warmtepomp maakt het mogelijk om de benodigde elektriciteit duurzaam op te wekken. 3. Gebruik zonne-energiesystemen: Door middel van zonnecollectoren kan op een goedkope manier de energievraag voor warm tapwater én ruimteverwarming nog verder worden verlaagd. Een PV-systeem met fotovoltaïsche cellen is de enige geschikte methode om duurzame elektriciteit op te wekken en daarom onmisbaar in een energieneutrale woning om de gebouw- en gebruiksgebonden elektriciteitsbehoefte duurzaam op te wekken. Die drie stappen vormen als het ware een nieuwe trias energetica voor de ontwikkeling van een energieneutrale woning. Een energieneutrale woning heeft geen CO 2 -emissie dat wordt veroorzaakt door het gebruik van energie. Afstudeeronderzoek Sietse van Vonderen [studnr ] pagina 5 van 54

6 ENERGIENEUTRALE WONINGEN Voor de opdrachtgever betekent het dat hij een fors hogere investering moet doen om zijn woning energieneutraal te bouwen. Een investering die zich niet binnen 15 jaar zal terugbetalen, maar pas na een nog langere termijn. Daar staan de duurzame voordelen van een energieneutrale woning tegenover. Een opdrachtgever die een energieneutrale woning wil laten bouwen zal dus bereid moeten zijn om een klein bedrag te investering voor een hoge mate van duurzaamheid onder het motto: Duurzaamheid mag wat kosten Alternatieven Als de drempel om een energieneutrale woning te bouwen voor een opdrachtgever toch te hoog is zijn er twee uitstekende alternatieven die qua duurzaamheid weinig onder doen voor een energieneutrale woning. Het eerste alternatief voor een energieneutrale woning is de toepassing van een pelletboiler in combinatie met een passiefhuis, zonnecollectoren en PV-panelen. Dit alternatief is op de lange termijn het voordeligst. Gebruik van een pelletboiler veroorzaakt wel CO 2 uitstoot, maar die hoeveelheid is werkelijk te verwaarlozen. Een gewoon passiefhuis is in aanschaf veruit het goedkoopste alternatief, maar de jaarlijkse energiekosten zijn bij deze variant daarentegen ook het hoogst. Een passiefhuis is na 15 jaar voordeliger dan de referentiewoning, maar op basis van de jaarlijkse afschrijving zijn alle energieneutrale varianten goedkoper. Afstudeeronderzoek Sietse van Vonderen [studnr ] pagina 6 van 54

7 ENERGIENEUTRALE WONINGEN INHOUDSOPGAVE 1. INLEIDING: WAAROM ENERGIENEUTRAAL BOUWEN Waarom energieneutraal Definitie energieneutraal Trias Energetica Referentie onderzoek ENERGIEVERBRUK EN -TARIEVEN Gasverbruik Elektriciteitsverbruik (gebruiksgebonden) Koelen Energietarieven CO2-emisse Matrix BOUWKUNDIG Passiefhuis Trivselhus Groendak/groengevel Conclusie Bijlagen VERWARMING Voordelen lage temperatuurverwarming Nadelen LTV Warmtebron Luchtverwarming Vloerverwarming Houtverbranding Conclusies WARM TAPWATER Warmtebron Kosten Vergelijkingsmatrix Conclusie Bijlagen VENTILATIE Opties Kosten Vergelijkingsmatrix Conclusie Bijlagen KOELING Passiefhuis Duurzame koeling Kosten Vergelijkingsmatrix...30 Afstudeeronderzoek Sietse van Vonderen [studnr ] pagina 7 van 54

8 ENERGIENEUTRALE WONINGEN 7.5. Conclusie Bijlagen ELEKTRICITEIT Duurzame elektriciteitsbronnen Kosten Vergelijkingsmatrix Conclusie Bijlagen INSTALLATIECONCEPTEN Vergelijkingsmatrixen Totstandkoming van de schema s Referentiewoning Energieneutraal Energieneutraal Energieneutraal Pelletboiler Pelletkachel Passiefhuistoestel Passiefhuis MATRIX Resultaten Conclusies RESULTATEN ENERGIEPRESTATIECOËFFICIËNT Passiefhuis en EPN CONCLUSIE Is het mogelijk om een energieneutrale woning te bouwen? Wat is de beste manier om een energieneutrale woning te bouwen? Hoe groot is de investering van een energieneutrale woning? Is de investering van een energieneutrale woning terug te verdienen? Wat betekend dit voor de opdrachtgever? Alternatieven Energietarieven Warm tapwater BRONVERMELDING Literatuur: Internet:...53 BIJLAGEN Bijlage 1. REFERENTIE ONDERZOEK Bijlage 2. BOUWKUNDIG ENERGIE BESPAREN Bijlage 3. DUURZAME INSTALLATIES Bijlage 4. MATRIX Afstudeeronderzoek Sietse van Vonderen [studnr ] pagina 8 van 54

9 ENERGIENEUTRALE WONINGEN 1. INLEIDING: WAAROM ENERGIENEUTRAAL BOUWEN Alvorens met het onderzoek te beginnen worden in dit hoofdstuk twee belangrijke vragen beantwoord: wat is energieneutraal bouwen en waarom is energieneutraal bouwen nodig Waarom energieneutraal Peakoil of Hubberts Peak is het moment waarop de olieproductie zal pieken ongeacht de technologische verbeteringen, terwijl de vraag alsmaar blijft toenemen. Sommige menen dat die piek al is geweest terwijl anderen stellen dat Peakoil plaatst vind tussen 2020 en 2030, of later. Hoe dan ook, een achterblijvende olieproductie in combinatie met een gelijktijdig toenemende vraag naar energie zal onvermijdelijk leiden tot een prijsstijging van olie, wat op zijn beurt kan leiden tot grote sociale en economische gevolgen. Er zijn voor en tegenstanders van de theorie, die praktisch op iedere fossiele brandstof waaronder aardgas van toepassing is, maar dat de fossiele brandstoffen vroeg of laat op zullen raken is onontkoombaar. Een ander probleem van fossiele brandstoffen is de enorme CO 2 -emisse die er mee gepaard gaat. Behalve aardgas wordt er ook veel elektriciteit gebruikt in en door woningen, en hoewel er landelijk steeds meer duurzame elektriciteit wordt opgewekt ligt het percentage in Nederland anno 2010 rond de 9%. Dat wil zeggen dat het overgrote deel van de elektriciteit door eindige brandstoffen die CO 2 uitstoten. Ter vergelijking, in Duitsland worden er per dag net zo veel nieuwe PV-panelen geplaatst als in Nederland in een heel jaar. Het is daarmee een feit dat Nederland ver achter loopt op Europa als het gaat om duurzame elektriciteitsopwekking. Om die redenen is het belangrijk dat duurzaam energie niet alleen vanuit de overheid komt, maar ook van grote bedrijven en particulieren. Het totale probleem is natuurlijk niet zomaar op te lossen, maar op zeer kleine schaal kan er wel degelijk wat aan gedaan worden, al is het maar met kleine stapjes. De daling van het huishoudelijk gasverbruik is jaren geleden al ingezet, toen men tijdens de oliecrisis ineens besefte dat er fors geld bespaard kon worden door het isoleren van woningen. Later is die trend met druk van de overheid door middel van het bouwbesluit en EPC normen verder ingezet. De volgende stap is om helemaal geen aardgas meer te verstoken en alle benodigde elektriciteit zelf op te wekken. Afstudeeronderzoek Sietse van Vonderen [studnr ] pagina 9 van 54

10 ENERGIENEUTRALE WONINGEN 1.2. Definitie energieneutraal Er bestaan verschillende termen en definities op het gebied van energiezuinige gebouwen zoals energieneutraal, CO 2 neutraal, emissie vrij etc. die ook nog verschillend kunnen worden geïnterpreteerd. Aangezien dit nogal voor verwarring kan zorgen moet eerst de juiste definitie worden vastgesteld. Er zijn zeven verschillende definities op dit gebied te onderscheiden: Definitie Omschrijving 1. Energieneutraal gebouw Een gebouw dat over een heel jaar gemeten net zo veel duurzame energie opwekt als het gebruikt aan gebouw- en gebruiksgebonden energie. 2. Energieplus woning Een gebouw dat over een heel jaar gemeten meer duurzame energie opwekt als het gebruikt aan gebouw- en gebruiksgebonden energie. 3. CO 2 Neutraal gebouw Een gebouw met een energiehuishouding dat over een heel jaar gemeten een CO 2 uitstoot heeft dat niet groter is dan CO 2 Emissie vrij gebouw Een gebouw dat tijdens de gehele gebruiksfase geen CO 2 uitstoot. Er is ook geen inkoop van (groene) stroom 5. Passiefhuis Een gebouw dat per jaar niet meer dan 15 kwh/m² energie nodig heeft voor verwarming en koeling van de woning. 6. Energienulwoning Een gebouw zonder aansluiting op het gas- en elektriciteitsnet. Alle energie (incl. de pieken en wind- en zonloze dagen) dient geheel zelf opgewekt te worden. 7. Autarkische woning Een gebouw zonder aansluiting op het gas- en elektriciteitsnet, dat volledig zelfvoorzienend is op het gebied van voedsel, energie, water en afvalverwerking. Van deze 7 definities is een energieneutraal gebouw waar dit onderzoek zich op richt en nog specifieker: een energieneutrale woning. Een woning dus die in een heel jaar minstens zo veel duurzame energie opwekt als het verbruikt. Het verschil in vraag en aanbod wordt opgevangen door een aansluiting met het elektriciteitsnet. Opgewekte energie kan worden verkocht aan het energienet en teruggekocht wanneer dat nodig is. Energieleveranciers zijn tot 3000 kwh/jaar verplicht om de geleverde energie 1 op 1 te verrekenen met de ingekochte energie, bovendien houden de meeste leveranciers een ondergrens aan van 5000 kwh/jaar. Daarentegen ontbreekt de aardgasaansluiting wel in een energieneutrale woning, omdat het fossiele gebruik van aardgas in tegenstelling tot elektriciteit niet door de woning zelf te compenseren is. Dat betekend dat de energieneutrale woning 'All Electric' wordt, waarbij duurzaam opgewekte elektriciteit, afgezien van warmte, de enige energiebron is. Als men wil spreken van een energieneutrale woning is het belangrijk dat de balans tussen opgewekte energie en gebruikte energie minder of gelijk is aan nul. De keuze om aangesloten te zijn op het elektriciteitsnet betekent dat de jaarlijkse vaste kosten daarvan betaald moeten worden. Een energieneutrale woning heeft daardoor dus nog wel een energierekening. Een variant op de energieneutrale woning is de energienulwoning, zonder aansluiting op het gas- en elektriciteitsnet en die benodigde energie ten alle tijde zelf moet opwekken. De duurzaamheid van een dergelijke opstelling valt echter te betwisten. De vraag van elektrische energie komt nooit overeen met het aanbod van duurzame elektriciteit. Om dit op te vangen zijn er accu's nodig om de energie op te slaan en, afhankelijk van het aantal accu's, een overcapaciteit om de pieken in de energievraag en wind- en zonloze dagen op te vangen. Door het ontbreken van een elektriciteitsaansluiting kunnen vaste jaarlijkse kosten Afstudeeronderzoek Sietse van Vonderen [studnr ] pagina 10 van 54

11 ENERGIENEUTRALE WONINGEN worden vermeden, maar dat staat niet in verhouding met de extra investering van accu's en een overcapaciteit. Bovendien vormen accu's een zware belasting op het milieu en wanneer ze vol zijn kan, ongeacht welk duurzaam systeem, de opwekker van duurzame elektriciteit zijn opbrengst niet kwijt en gaat de duurzame energie dus direct weer verloren. In dat opzicht is een energienulwoning zonder elektriciteitsaansluiting dus duurder én minder duurzaam dan een energieneutrale woning met elektriciteitsaansluiting. In gebieden waar het elektriciteitsnet niet beschikbaar is kan een energienulwoning wel een oplossing zijn, maar die situatie zal in Nederland niet vaak voorkomen. Na een energieneutrale woning is de volgende stap een energieplus woning waarin men meer energie opwekt dan verbruikt Energiebehoefte Als energiebehoefte voor de woning wordt gerekend: het warm tapwater, ruimteverwarming/koeling, ventilatie en de elektriciteit (gebouw- en gebruiksgebonden). De schaalgrootte is vanaf 1 woning. Zie ook hoofdstuk 2. ENERGIEVERBRUIK- EN TARIEVEN 1.3. Trias Energetica De Trias energetica is in 1996 geïntroduceerd door Novem (later SenterNovem en tegenwoordig Agentschap NL) en is een methode om door middel van drie belangrijke stappen klimaatneutraal te worden. Oorspronkelijk waren de drie stappen gelijkwaardig aan elkaar, maar naar verloop van tijd zijn ze, terecht, geïnterpreteerd als een volgorde voor energiebesparing. De trias energetica is dan ook van toepassing voor het ontwikkelen van een energieneutrale woning. De stappen zijn als volgt: 1. Beperk het energieverbruik door beperking van de vraag. 2. Maak zoveel mogelijk gebruik van duurzame energiebronnen. 3. Gebruik voor de resterende energievraag fossiele energiebronnen zo efficiënt mogelijk. Het stappenplan maakt duidelijk dat energie besparen de eerste noodzakelijke stap is om energieneutraal te worden, daarna komt pas het toepassen van duurzame energiebronnen. De trias energetica is dan ook een leidraad voor de ontwikkeling van een energieneutrale woning waarbij, als het goed is, de laatste stap overbodig zal zijn Referentie onderzoek Tijdens mijn onderzoek naar Energieneutrale woningen ben ik veel vergelijkbare projecten tegen gekomen. Projecten in ontwikkeling en/of in aanbouw, maar ook genoeg projecten die reeds gerealiseerd zijn. Een enkeling dateert al van 16 jaar geleden. Om optimaal gebruik te maken van deze voorbeeldprojecten heb ik een referentierapport opgesteld. De belangrijkste conclusies: Afstudeeronderzoek Sietse van Vonderen [studnr ] pagina 11 van 54

12 ENERGIENEUTRALE WONINGEN Bewust of onbewust wordt bijna altijd het passiefhuisconcept als uitgangspunt gebruikt om tot een energieneutrale woning te komen. Met uitzondering van het energieneutrale huis in Amsterdam van Faro Architecten worden alle woningen uitsluitend met PV-panelen van elektriciteit voorzien. Zonnecollectoren worden bijna altijd toegepast voor warme tapwater en/of ruimteverwarming. In veel gevallen wordt de balansventilatie met WTW (passiefhuis) ondersteund door horizontale of verticale grondbuisventilatie. In de meeste referentiewoningen wordt een elektrische warmtepomp toegepast. Door hun efficiëntie beperken zij de energiebehoefte van de woning en doordat ze elektrisch zijn is het mogelijk om de gehele energievraag duurzaam op te wekken. Zie: bijlage 01. REFERENTIEONDERZOEK voor het uitgebreide rapport. Afstudeeronderzoek Sietse van Vonderen [studnr ] pagina 12 van 54

13 ENERGIENEUTRALE WONINGEN 2. ENERGIEVERBRUK EN -TARIEVEN Allereerst is het belangrijk om vast te stellen wat de energiestromen zijn in een woning, hoeveel energie daarvoor verbruikt wordt in een gemiddelde woning en wat daarvoor betaald moet worden. Voor het energieverbruik van normale woningen wordt uitgegaan van het rapport Cijfers en Tabellen 2007 opgesteld door SenterNovem in opdracht van het Ministerie van Volkshuisvesting, Ruimtelijke Ordening en Milieubeheer en de openbare databank van Agentschap NL (voormalig SenterNovem). Hieronder een overzicht van de conclusies Gasverbruik Gemiddeld gasverbruik voor verwarming, warm tapwater en koken: 1485 m³ (2004) De cijfers van SenterNovem laten zien dat het gemiddeld gasverbruik per woning door de jaren heen daalt. Dit komt omdat er steeds meer goed geïsoleerde en daardoor energiezuinige woningen bijkomen. Uit de cijfers blijkt ook dat een vrijstaand huis, het type waar dit onderzoek zich vooral op richt het hoogste gasverbruik heeft. Dit komt doordat de verhouding tussen inhoud en buitenschil erg nadelig is. Bij een vrijstaande woning valt dus de meeste winst te behalen op het gebied van gas- en energieverbruik en een goede thermische schil is dus onmisbaar! gasverbrui k (m³) Gemiddeld gasverbruik per huishouden bron: SenterNovem/Agentschap NL De online databank van Agentschap NL laat toont aan dat de daling van het aardgasverbruik in woningen ook na het jaar 2000 heeft doorgezet. In de matrix voor het berekenen van de energieneutrale varianten wordt 100kWh/m² aan ruimteverwarming ( ca. 11,3m³ aardgas per m²) voor de referentie woning aangehouden. De energievraag voor warm tapwater wordt berekend volgens de EPN methodiek: 68 MJ/ m² (ca. 1,7m³ aardgas per m²) Afstudeeronderzoek Sietse van Vonderen [studnr ] pagina 13 van 54

14 ENERGIENEUTRALE WONINGEN 2.2. Elektriciteitsverbruik (gebruiksgebonden) Gemiddeld elektriciteitsverbruik in de Nederlandse woning: 3346 kwh/jaar (2004) Doorgaans wordt er gerekend met 3500kWh/jaar voor het elektriciteitsverbruik van een eengezinswoning van 4 personen incl. verlichting. Gebouwgebonden elektriciteit voor diverse installaties komt daar nog bij. Gemiddeld elektriciteitsverbruik per huishouden el ektri citei tsverbrui k (kwh) bron: SenterNovem/Agentschap NL Uit de grafiek van de online databank van Agentschap NL valt op te maken dat het elektriciteitsverbruik in woningen relatief stabiel is. De afgelopen 10 jaar was een lichte stijging van slechts 0,6% per jaar. Om de gebruiksgebonden elektriciteitsbehoefte afhankelijk te maken van de gebruikersoppervlakte wordt in de matrix een basisbehoefte van 3200 kwh/jaar aangehouden met een toeslag per 10 m² van 20 kwh/jaar. Een woning van 125m² komt daarbij op 3500 kwh uit Koelen In een doorsnee nieuwbouwwoning worden geen systemen toegepast om te koelen. De EPC berekening gaat er echter van uit dat indien oververhitting in een woning plaats vindt de bewoners vroeg of laat toch een koelsysteem aanschaffen. De EPN methodiek speelt daarop in door een koelsysteem toch mee te nemen in de berekening, ook als er geen is ingevoerd. Voor dit onderzoek wordt er voor de referentiewoning daarom ook rekening gehouden met een koellast. Als waarde daarvoor wordt een norm van 400 uur aangehouden Energietarieven Een energieneutrale woning is terug te verdienen door de maandlasten die voor energie betaald worden terug te brengen tot nul. Daarvoor is niet alleen het energieverbruik belangrijk, maar ook de tarieven van aardgas en elektriciteit, nu en in de toekomst. Juist deze tarieven zijn uiterst lastig te bepalen, maar tegelijkertijd cruciaal. Over het algemeen worden de prijzen in januari en omstreeks juli aangepast. De prijzen voor energie stijgen relatief sterker dan de prijzen van andere goederen en diensten. De consumentenprijsindex nam tussen 2000 en januari 2008 toe met 17 procent, de energieprijzen met 75 procent. CBS (feb. 08) Afstudeeronderzoek Sietse van Vonderen [studnr ] pagina 14 van 54

15 ENERGIENEUTRALE WONINGEN Die enorme stijging van de energieprijzen heeft zich, zoals te zien op onderstaande grafiek, doorgezet tot begin Met name de prijs van aardgas is met gemiddeld 11% per jaar flink gestegen. De elektriciteitsprijs is iets stabieler geweest en kende een gemiddelde stijging van 3% per jaar. Na 2009 zijn de energieprijzen, voornamelijk door de economische crisis en de koppeling van de aardgasprijs en de olieprijs, flink gedaald. Inmiddels is bekend dat de energieprijzen in juni 2010 weer zullen gaan stijgen. Er wordt uitgegaan van een stijging van 5 tot 10%. Dat geldt voor zowel gas als elektra. 1,00 Stijging energieprijzen bron: SenterNovem/Agentschap NL 0,80 pri js per m³/kwh ( ) 0,60 0,40 0,20 0, jan juli 2010 Aardgas per m³ (incl. btw) Elektriciteit per kwh (incl. btw) Vaste kosten bron: SenterNovem/Agentschap NL Aardgas Elektriciteit De gemiddelde prijsstijging per jaar over de afgelopen 10 jaar wordt gebruikt om de jaarlijkse prijsstijging van de komende 15 jaar te bepalen. Er van uitgaan dat de enorme jaarlijkse prijsstijging van aardgas de komende 15 jaar doorzet is echter wel erg optimistisch en kan leiden tot te positieve resultaten die niet reëel zijn. In plaats van de jaarlijkse stijging van de aardgasprijs van 9,6% wordt daarom gerekend met een realistischere 5 % per jaar. Het gemiddelde tarief over 15 jaar komt daarmee op 0,98/m³. De jaarlijkse stijging van de elektriciteitsprijs met 3,0% per jaar wordt wel aangehouden, wat resulteert in een gemiddeld tarief van 0,25/kWh. Behalve de kosten per kwh en m³ zijn er andere bijkomende kosten zoals het vastrecht en transportkosten. Deze vaste kosten zijn de afgelopen 10 jaar enorm gestegen. Op basis daarvan wordt voor het gemiddelde tarief van de komende 15 jaar een stijging aangenomen van 5% per jaar. Daarmee liggen de vaste kosten van aardgas en elektra respectievelijk op ca. 220,- en 285,- per jaar. Afstudeeronderzoek Sietse van Vonderen [studnr ] pagina 15 van 54

16 ENERGIENEUTRALE WONINGEN Aardgas per m³ Aardgas vaste kosten Elektriciteit per kwh Elektriciteit vaste kosten Stijging van 2000 tot ,5% 223,4% 53,3% 358,1% Gemiddelde stijging per jaar 9,6% 14,1% 3,0% 20,3% Prijs per juni 2010 (incl. BTW) 0,68 152,00 0,19 197,00 Verwacht gem. over 15 jaar 0,98 220,00 0,25 285, CO 2 -emisse Er zijn vaste waarden voor de CO 2 -emisse van aardgas en elektriciteit. Die waarden worden in de matrix gebruikt om de besparing op de CO 2 -emissie te bepalen. Hieronder een tabel met de standaard waarden. Energievorm CO2-emisse Aardgas 1,78 kg/m³ Elektriciteit 0,25 kg/kwh Houtpellets* 0,20 kg/kg * zie hoofdstuk 4. VERWARMING en bijlage 03.DUURZAME INSTALLATIES Matrix Deze gegevens worden gebruikt in de matrix om de verschillende installatieconcepten uit te rekenen en te vergelijken. De uitkomst van die matrix is sterk afhankelijk van de (toekomstige) energiekosten en hoewel die energiekosten en de stijging ervan, zoals hiervoor uiteengezet, is gebaseerd op de afgelopen 10 jaar en zo realistisch mogelijk is aangenomen blijven ze uiterst onvoorspelbaar. Omdat de energiekosten zo cruciaal zijn voor de uitkomst van die matrix is het mogelijk om zowel de huidige energieprijzen als de te verwachte jaarlijkse stijging in de matrix eenvoudig naar eigen of nieuwe inzichten te veranderen. (Zie ook hoofdstuk 10. MATRIX en bijlage 4. MATRIX) Afstudeeronderzoek Sietse van Vonderen [studnr ] pagina 16 van 54

17 ENERGIENEUTRALE WONINGEN 3. BOUWKUNDIG Zoals de Trias Energetica aangeeft is beperken van het energieverbruik de eerste stap naar een energieneutrale woning. Daar kan met bouwkundige ingrepen heel veel aan gedaan worden. Het was dan ook de bedoeling om gedurende dit onderzoek de verschillende manieren waarmee op een bouwkundige manier energie bespaard kan worden op te sommen en uiteen te zetten. Er is echter al een methode waarbij alle vormen van bouwkundig energiebesparen gecombineerd worden en dat is het Passiefhuis Passiefhuis Het passiefhuisprincipe is uitgebreid onderzocht, zie bijlage 4. BOUWKUNDIG ENERGIE BESPAREN voor een uitgebreid rapport daarvan. De belangrijkste conclusie is dat het passiefhuis uitermate geschikt is om als basis van een energieneutrale woning te fungeren. De uitgangspunten om een passiefhuis te bouwen zijn: goed uitgekiend compact ontwerp; oriëntatie op de zon; zeer goede isolatie; uitstekende kierdichting (luchtdichting); koudebrugvrije detailering; goed geplaatste zonwering; nachtventilatie. Andere kernpunten van een passiefhuis zijn: De maximale verwarmingsbehoefte van een passiefhuis is 15 kwh/m²/jaar; De Rc-waarde van wanden, vloeren en daken is 6,5 tot 10 m² K/W; U-waarde van kozijnen incl. glas is kleiner dan 0,80 W/m² K (Dat betekent dat er vrijwel altijd 3-voudig glas toegepast moet worden). De meerkosten van een passiefhuis worden op 8 % geschat Ontwerp richtlijnen Bij het ontwerp van een energieneutrale woning zijn een aantal richtlijnen die in acht moeten worden genomen om tot een goed functionerende energieneutrale woning te komen. De belangrijkste daarvan is optimaal gebruik te maken van passieve zonne-energie. Door de zuidgevel, de gevel waar de meeste zonnestraling op valt, zo transparant mogelijk te houden wordt de woning in de winter door de laagstaande zon op een natuurlijke manier opgewarmd. Andere richtlijnen zijn: Laat de warmte in de woning niet ontsnappen: Zeer goed geïsoleerde schil; Warmteterugwinning op ventilatielucht. Maak gebruik van passieve zonne-energie: Oriëntatie op zuiden; Veel glas op zuidgevel. Vermijdt opwarming door zoninstraling in de zomer: Buiten zonwering; Overstekken; Afstudeeronderzoek Sietse van Vonderen [studnr ] pagina 17 van 54

18 ENERGIENEUTRALE WONINGEN Luiken; Bomen (bos) aan zuidkant woning Trivselhus Trivselhus is een fabrikant van goed geïsoleerde prefab houtskeletbouw woningen. De woningen worden geïmporteerd door GBS Zweedse Kwaliteitsbouw die samenwerkt met een aantal vaste partijen waaronder Bongers Architecten bv als architect. Het systeem van Trivselhus leent zich perfect voor het ontwikkelen van een energieneutrale woning. Als men wil voldoen aan het PassiefBouwen Keur is er nog aandacht nodig voor de luchtdichtheid en de hoeveelheid benodigde energie voor ruimteverwarming, maar het verkrijgen van dat keurmerk is niet de belangrijkste doelstelling bij een energieneutrale woning Groendak/groengevel Groendaken en -gevels hebben op het gebied van duurzaamheid veel voordelen. Op het gebied van energienbesparing blijft alleen het voordeel van de koeling en isolatie over. De toegevoegde isolatiewaarde van een groendak is echter te verwaarlozen (R= 0,25 bij 150mm groen dak)terwijl de passieve koeling vooral bij utiliteitsbouw door de hoge koelbehoefte erg waardevol voor de energiebesparing kan zijn. Bij een passiefhuis is vooral de passieve opwarming van de woning van belang. Bovendien kan het dakoppervlak veel beter op een actieve manier benut worden door middel van PV-panelen en/of zonnecollectoren, dan op een passieve manier. Daarom passen groendaken en -gevels niet bij een energieneutrale woning Conclusie De basis voor een energieneutrale woning zal bouwkundig gezien vrijwel altijd het passiefhuis principe moeten zijn. Dat wil dus zeggen: een extreem goed geïsoleerde woning (R-waarden van 6,5 tot 10 m 2 k/w) met 3-laags beglazing en een goede luchtdichting. Warmteterugwinning met balans ventilatie, regelbare zonwering en een zuidelijke oriëntatie om de warmte van de zon de woning binnen te halen behoort daar ook bij. De invloed van passiefhuismaatregelen op de EPC is weliswaar gering, ze leveren wel degelijk een aanzienlijke energiebesparing op. Bovendien zijn installatietechnische maatregelen voor de korte termijn (levensduur vaak 10 tot 15 jaar) en geldt voor een passiefhuis de levensduur van de woning zelf: 50, 80 of wel 100 jaar. De investering van een passiefhuis is daardoor altijd terug te verdienen. Om die reden is het passiefhuis de basis van elk bedacht installatieconcept. Passiefhuismaatregelen moeten er toe leiden dat de woning, zoals bij het passiefhuis principe, voor ruimteverwarming niet meer dan 15kWh/m 2 energie voor ruimteverwarming nodig heeft. Let wel, het ontwerpen en ontwikkelen van een passiefhuis is niet eenvoudig, er moet veel zorg worden besteed aan een zo optimaal mogelijke uitwerking van alle passiefhuismaatregelen. Het vraagt een totaal nieuwe ontwerpdiscipline. Afhankelijk van de situatie kan er een afweging worden gemaakt om een balans te vinden tussen het beperken van de warmtevraag en duurzame opwekking Bijlagen Voor een uitgebreid rapport van het passiefhuis principe, het systeem van Trivselhus en groendaken en groengevels kan bijlage 4. BOUWKUNDIG ENERGIE BESPAREN worden geraadpleegd. Afstudeeronderzoek Sietse van Vonderen [studnr ] pagina 18 van 54

19 ENERGIENEUTRALE WONINGEN 4. VERWARMING De zuinigste en efficiëntste manier van verwarming is door middel van lage temperatuur verwarming (LTV) en is in een energieneutrale woning dan ook een vereiste. Men spreekt van lage temperatuur verwarming als de aanvoer temperatuur niet hoger is dan 55 o C en de retourtemperatuur maximaal 45 o C is. Veel LTV systemen gaan zelfs al lager dan 35 0 C. Traditionele, hoge temperatuur verwarmingssystemen hebben een aanvoertemperatuur op 90 o C. Er zijn verschillende vormen van LTV waarvan vloerverwarming en luchtverwarming voor de moderne woningbouw de meest interessantste zijn. Behalve lage temperatuur verwarming is het mogelijk om de woning te verwarmen met moderne technieken van houtverbranding Voordelen lage temperatuurverwarming energiebesparing bij de afgifte; energiebesparing bij de opwekking; minder last van leidingverliezen; hoger thermisch comfort; verbetering woonkwaliteit; homogenere temperatuurverdeling; aangenamer luchttemperaturen; minder tocht Nadelen LTV hoge investering; traag systeem (alleen vloerverwarming) Warmtebron Bij de keuze tussen vloerverwarming en luchtverwarming is de bron waar de systemen hun warmte vandaan halen en de bijbehorende kosten daarvan het meest van belang. Uit het volgende schema blijkt welke mogelijkheden er zijn: lucht/lucht warmtepomp luchtverwarming grondbuisventilatie zonnecollectoren lage temperatuurverwarming passiefhuistoestel lucht/water wamtepomp vloerverwarming water/water warmtepomp zonnecollectoren passiefhuistoestel Afstudeeronderzoek Sietse van Vonderen [studnr ] pagina 19 van 54

20 ENERGIENEUTRALE WONINGEN 4.4. Luchtverwarming Bij lage temperatuur luchtverwarming wordt de woning verwarmt met warme lucht. Om die warme lucht te kunnen verspreiden is een ventilatiesysteem nodig met mechanische toevoer: balansventilatie. Bij toepassing van balansventilatie hoort ook een wtw-unit, die de warmte uit de afgevoerde ventilatielucht opneemt en afgeeft aan de aangevoerde ventilatielucht. Er wordt dus geventileerd met verse voorverwarmde ventilatielucht Voordelen: één systeem voor verwarming en ventilatie-eenheid; laag energieverbruik door wtw-unit en grondbuisventilatie; elektriciteit voor naverwarmer kan duurzaam worden opgewekt Grondbuisventilatie Aan de balansventilatie kan een grondbuisventilatie systeem worden toegevoegd, waarbij de verse buitenlucht via een verticale of horizontale grondbuis naar de WTW-unit geleid wordt. De koude buitenlucht wordt daardoor opgewarmd door de constante grondtemperatuur. De afgeleverde temperatuur van de grondbuis is niet voldoende voor primaire verwarming, maar verkleint samen met de WTW-unit het temperatuursverschil tussen de aan- en afgevoerde ventilatielucht, waardoor er dus minder verwarmingsenergie nodig is. In de zomer kan grondbuisventilatie overigens een aanzienlijke koeling bewerkstelligen Warmtebron Om echt te kunnen verwarmen is er, ook bij toepassing van grondbuisventilatie, nog een elektrisch of gasgestookte naverwarmer nodig. In verband met het vermijden van aardgas heeft elektrisch naverwarmen de voorkeur. Het grote nadeel van elektrisch naverwarmen is het lage rendement Lucht warmtepomp De benodigde warmte kan ook worden opgewekt door een lucht/lucht warmtepomp. Deze haalt de warmte uit de buitenlucht en/of de afgevoerde ventilatielucht en gebruikt die om de aan te voeren ventilatie lucht te verwarmen. De COP van een lucht warmtepomp was oorspronkelijk veel lager dan die van een water warmtepomp met bodemwarmtewisselaar, maar door ontwikkeling en nieuwe technieken komt de COP van de huidige lucht warmtepompen al boven de 4,0 uit. Doordat de warmtevraag van een energieneutrale woning al verlaagd is door het passiefhuisconcept en de investering van een lucht warmtepomp zo hoog is, is een dergelijk systeem binnen de levensduur van een warmtepomp moeilijk terug te verdienen. Afstudeeronderzoek Sietse van Vonderen [studnr ] pagina 20 van 54

21 ENERGIENEUTRALE WONINGEN Kosten Balansventilatie + WTW : 3.000,- tot 4.000,- Losse WTW-unit 1.600,- tot 2400,- Lucht/lucht warmtepomp ,- Grondbuisventilatie: 8.000,- tot 9.000,- (aanschaf + montage) Passiefhuistoestel: ,- tot ,- (incl. balansventilatie en zonnecollectoren) Vergelijkingsmatrix Systeem/installatie Categorie D K J Grondbuisventilatie Duurzame opwekking + + Lucht/lucht warmtepomp Beperk verbruik + + Passiefhuistoestel Beperk verbruik +/ +-- +/ HR-ketel Traditioneel ++ NB: D = Duurzaamheid, K = Investeringskosten, J = jaarlijkse energiekosten Bijlagen luchtverwarming Bijlage 03. DUURZAME INSTALLATIES: hoofdstuk 01. WARMTEPOMP hoofdstuk 02. GRONDBUISVENTILATIE hoofdstuk 11. PASSIEFHUISTOESTEL 4.5. Vloerverwarming Bij slecht geïsoleerde woningen kan vloerverwarming vanwege de lage capaciteit en reactiesnelheid enkel als additioneel apparaat worden gebruikt, samen met bijvoorbeeld radiatoren. Bij goed geïsoleerde woningen is dit geen enkel probleem meer. De warmtevraag is veel lager waardoor vloerverwarming alleen voldoende is voor de gehele warmtevraag. In een normale situatie wordt het water van het vloerverwarmingssysteem verwarmd met een traditionele, gasgestookte, cv-ketel. In een energieneutrale woning is het de bedoeling om de benodigde warmte uit een duurzame bron te halen. Dit is mogelijk met zonnecollectoren of een bodemwarmtewisselaar Zonnecollectoren Zonnecollectoren vangen de warmte op van de zon om het warme tapwater te verwarmen. Als toevoeging daarop kunnen ze ook gebruikt worden als bron voor de vloerverwarming. Het grote nadeel van een dergelijk systeem is dat de zonnecollectoren een minimale opbrengst hebben op het moment dat de warmtevraag het hoogst is. Seizoensopslag, het overschot aan warmte in de zomer opslaan om in de winter in te zetten, is vooralsnog niet haalbaar. Om zoveel energie op te kunnen slaan zou een boiler van 50 tot 100m³ nodig zijn en opslaan van warmte in de bodem is pas bij grote utiliteitsbouw een optie. Ook hiervoor zijn nieuwe systemen voor in ontwikkeling, zoals thermochemische opslag waarbij de installatie nog ca. 5m³ in beslag neemt, maar de eerste commerciële toepassingen daarvan worden pas verwacht tussen 2015 en Afstudeeronderzoek Sietse van Vonderen [studnr ] pagina 21 van 54

22 ENERGIENEUTRALE WONINGEN Lucht/water warmtepomp Bij lucht/water warmtepompen wordt de energie uit de lucht gehaald en opgepompt tot een hogere temperatuur. Hierbij wordt de warmte afgegeven aan water. Bij vloerverwarming mag slechts tot 38 C opgewarmd te worden, waardoor een hoog rendement (COP) bereikt kan worden. Het is ook mogelijk om met sommige lucht/water warmtepompen te koelen. Nadeel van dit systeem is dat de warmtepomp afhankelijk is van de buitenlucht als aanvoerbron. De buitenlucht is echter koud als er verwarmt moet worden, en warm als er gekoeld moet worden. Het rendement van lucht/water warmtepompen wordt door de ontwikkeling steeds verbeterd Bodemwarmtewisselaar met geothermische warmtepomp Een geothermische warmtepomp (water/water warmtepomp) is een elektrisch aangedreven pomp die aardwarmte gebruikt om te verwarmen of te koelen. Een geothermische warmtepomp kan voor woningbouw worden toegepast in combinatie met een verticale bodemwarmtewisselaar met een bron tot 150m diep Het grote nadeel van een verticale bodemwarmtewisselaar zijn de hoge aanschafkosten. Die kosten zijn in een gewone nieuwbouwwoning zeker terug te verdienen door de lagere energiekosten. In een energieneutrale woning zijn de energiekosten door het passiefhuisconcept ook zonder bodemwarmtewisselaar al erg laag, waardoor de hoge investering door middel van energiebesparing niet meer terug te verdienen is binnen de levensduur van de warmtepomp. Een gevaarlijk verschijnsel bij een bodemwarmtewisselaar is het uitputten van de bron, waardoor het rendement van de bodemwarmtewisselaar steeds kleiner wordt tot men op den duur één op één elektrisch aan het verwarmen is. Wanneer dit optreedt in de energieneutrale woning en de capaciteit van de duurzame elektriciteitsopwekking niet toereikend is voor de verhoogde elektriciteitsvraag zal de elektra rekening flink oplopen en de woning op den duur niet energieneutraal meer zijn Passiefhuistoestel Het passiefhuistoestel van Brink Climate Systems combineert de ventilatievoorziening met wtw-unit en naverwarmer met een CV-ketel en boiler. Het water voor de vloerverwarming wordt verwarmd door de gasgestookte CV-ketel. Toepassing van een passiefhuistoestel is volgens de visie van dit onderzoek dus niet energieneutraal, maar wel interessant door de integratie van alle systemen in één toestel Kosten Vloerverwarming: 1.000,- tot 1.600,- Standaard zonneboiler: 2.400,- tot 5.000,- Losse zonnecollectoren: 690,- (4,4 GJ vacuümbuis collector) Losse zonneboiler: 1690 (2200 l) Lucht/water warmtepomp: ,- Bodemwarmtewisselaar: ,- (incl. geothermische warmtepomp) Passiefhuistoestel: ,- tot ,- (incl. balansventilatie en zonnecollectoren) Afstudeeronderzoek Sietse van Vonderen [studnr ] pagina 22 van 54

23 ENERGIENEUTRALE WONINGEN Vergelijkingsmatrix Systeem/installatie Categorie D K J Bodemwarmtewisselaar Duurzame opwekking ++ + Lucht/water warmtepomp Beperk verbruik + + Zonnecollectoren Duurzame opwekking + + PVT collectoren Duurzame opwekking + +/ Micro-wkk Duurzame opwekking + +/ Passiefhuistoestel Beperk verbruik +/ +/- +/ HR-ketel Traditioneel ++ NB: D = Duurzaamheid, K = Investeringskosten, J = jaarlijkse energiekosten Bijlagen vloerverwarming Bijlage 03 DUURZAME INSTALLATIES: hoofdstuk 01. WARMTEPOMP hoofdstuk 04. ZONNEBOILER hoofdstuk 06. PVT-COLLECTOREN hoofdstuk 08. MICRO-WKK hoofdstuk 11. PASSIEFHUISTOESTEL 4.6. Houtverbranding Behalve lucht- en vloerverwarming kan de woning ook door houtverbranding verwarmd worden. Verwarmen met houtkachels is een duurzame, schone en door de moderne technieken steeds efficiëntere optie maar vergt nog steeds veel aanpassing van de bewoner. Een houtkachel is daarom geen optie als de opdrachtgever daar van te voren al niet voor open staat. Een interessante variant op houtverbranding is het verbranden van houtpellets, een gerecyclede brandstof gemaakt van fijn zaagsel afkomstig van de houtverwerkingsindustrie, in een pelletkachel of pelletboiler. Het verbranden van houtpellets kan gecontroleerd worden met een thermostaat en is schoner en efficiënter dan verbranding van stukshout. Pelletverbranding is niet energieneutraal maar wel CO 2 -neutraal en een zeer efficiënte, goedkope en duurzame manier van verwarmen Pelletkachel Een pelletkachel verwarmt in een 'stand alone' opstelling enkel de woonkamer maar kan ook fungeren in een opstelling waarbij de warme lucht, door kanalen wordt geleid om de gehele woning te verwarmen. Vergeleken met andere duurzame oplossingen is een pelletkachel relatief goedkoop terwijl de brandstof dat ook is, een zeldzame combinatie Pelletboiler Een pelletboiler combineert de voordelen van pelletverbranding en een zonneboiler systeem. In een pelletboiler wordt water dat door een zonnecollector is verwarmd door het verbranden van pellets op temperatuur gehouden. Dat warme water kan niet alleen worden gebruikt voor vloerverwarming maar ook voor warm tapwater Biokompakt Biokompakt heeft een systeem ontwikkelt dat vergelijkbaar is met een pelletboiler alleen kan deze ketel niet Afstudeeronderzoek Sietse van Vonderen [studnr ] pagina 23 van 54

24 ENERGIENEUTRALE WONINGEN alleen houtpellets verbranden maar ook een groot aantal andere biologische verwarmings-materialen. Het bijzondere aan het systeem is dat de verbrandingskamer zo is ontwikkeld dat de verbranding van al die verschillende brandstoffen op een zeer efficiënte en schone manier plaats vindt. De prijs van het systeem is erg hoog o.a. doordat de techniek zo vooruitstrevend is. Voor een energieneutrale woning zal dit systeem dan ook niet erg interessant zijn Kosten Houtpellets: 200,- per 1000 kg (afhankelijk van de afname) Pelletkachel: ,- tot ,- (incl. montage en kanalen) Pelletboiler: ,- tot ,- (incl. montage/excl. zonnecollectoren) Losse zonnecollectoren: 690,- (4,4 GJ vacuümbuis collector) Vloerverwarming: 1.000,- tot 1.600,- Biokompakt: ,- (incl. montage/excl. zonnecollectoren) Vergelijkingsmatrix Systeem/installatie Categorie D K J Pelletkachel Beperk verbruik/duurzame opwekking Pelletboiler Beperk verbruik/duurzame opwekking ++ +/- + Biokompakt Beperk verbruik/duurzame opwekking NB: D = Duurzaamheid, K = Investeringskosten, J = jaarlijkse energiekosten Bijlagen pelletkachel/pelletboiler Bijlage 03. DUURZAME INSTALLATIES: hoofdstuk 09. HOUTKACHELS hoofdstuk 10. HOUTPELLETS 4.7. Conclusies Om echt energieneutraal te zijn is een elektrische warmtepomp benodigd. Door hun efficiëntie beperken zij de energiebehoefte van de woning en doordat ze elektrisch zijn is het mogelijk om de gehele energievraag op te vangen door duurzame opwekking van elektriciteit. De keuze tussen de verschillende soorten warmtepompen wordt pas behandeld bij de complete installatieconcepten. In een energieneutrale variant zijn zonnecollectoren praktisch onmisbaar om de energievraag voor ruimteverwarming zo laag mogelijk te houden. Grondbuisventilatie kan noodzakelijk zijn om de bovengrens van ruimteverwarming voor een passiefhuis te halen, maar lijkt niet meer rendabel als die al wel gehaald is. De pelletboiler is een uiterst duurzaam alternatief terwijl het passiefhuistoestel vooral een tussenoplossing indien de investeringskosten van een warmtepomp te duur zijn. Afstudeeronderzoek Sietse van Vonderen [studnr ] pagina 24 van 54