Verwarming in de herziene EPC-bepaling: wat gaat er veranderen? >> Als het gaat om energie en klimaat
Vanaf 1 juli wordt de EPC voor woningen en utiliteit bepaald volgens de nieuwe norm NEN 7120. Hieronder wordt de bepalingsmethode voor het energiegebruik voor verwarming op hoofdlijnen beschreven. Tevens worden de belangrijkste wijzigingen in de bepalingsmethode voor verwarming toegelicht. Na een jaar of 15 is de bepaling van de Energie Prestatie Coëfficiënt (EPC) toe aan groot onderhoud. De nieuwe norm NEN 7120 - Energieprestatie van gebouwen (EPG) geeft de bepalingswijze voor de EPC voor zowel woningen als utiliteit, waar dat in het verleden in afzonderlijke normen was vastgelegd. Het ligt in de bedoeling dat deze norm op termijn tevens wordt toegepast voor de bepaling van het energielabel. De EPC is de maat voor het gebouwgebonden primaire energiegebruik voor de volgende functies: verwarming, warmtapwater, koeling, ventilatie, verlichting, ontvochtiging en bevochtiging, inclusief de vereiste hulpenergie. Zelf-opgewekte energie (PV, WKK) verlaagt de EPC. Dit is het laatste in een serie artikelen waarin de wijzigingen in de EPC bepaling zijn toegelicht. Structuur van de bepalingswijze In een woning of gebouw kunnen één of meer verwarmingssystemen worden toegepast. Per verwarmingssysteem wordt de warmtebehoefte per maand bepaald. Per verwarmingssysteem bepalen de volgende factoren het primair energiegebruik: afgifterendement; distributierendement; opwekkingsrendement. Daarnaast wordt het hulpenergiegebruik voor verwarming bepaald. Warmtebehoefte Een gebouw wordt in één of meer rekenzones verdeeld, waarna de warmtebehoefte per rekenzone wordt bepaald. Per maand wordt per rekenzone het warmteverlies bepaald door het transmissie- en ventilatieverlies op basis van de maandgemiddelde binnen- en buitentemperatuur. In de oude normen werd een gemiddelde binnentemperatuur aangehouden, waarin nacht- en weekendverlaging reeds waren verwerkt. In de nieuwe norm wordt de gemiddelde binnentemperatuur bepaald door een setpointtemperatuur, die gecorrigeerd wordt voor nacht- en weekendverlaging. Voor verwarming wordt voor utiliteitsgebouwen een setpointtemperatuur van 20 ⁰C aangehouden, met uitzondering van sportfuncties (13 ⁰C) en gezondheidszorgfuncties met bedgebied (22 ⁰C). Voor woningen wordt een setpointtemperatuur van 20 ⁰C aangehouden, met een reductiefactor voor het niet verwarmen van slaapkamers. In nieuwe woningen levert dit ca. 1 K verlaging op; in slecht geïsoleerde woningen is dit effect groter. Tevens wordt een reductiefactor voor nachtverlaging en/of weekendonderbreking toegepast. In de oude norm was de gemiddelde temperatuur 18 ⁰C. Voor nieuwbouw levert de nieuwe norm geen grote verschillen de met de oude norm. De warmtewinst wordt per maand en per rekenzone bepaald door de interne warmtelast (personen, verlichting, apparatuur) en de zoninstraling. Als de warmtewinst kleiner is dan het warmteverlies is er warmtevraag (zie figuur 1). Binnen één maand is de netto warmtebehoefte niet simpelweg het verschil tussen warmteverlies en -winst, omdat er in de maand ook dagen zijn waarin de warmtewinst groter is dan het warmteverlies. Daarom wordt de warmtewinst vermenigvuldigd met een benuttingsfactor en wordt de resulterende effectieve warmtewinst gebruikt om de warmtebehoefte te berekenen. 2 Verwarming in de herziene EPC-bepaling: wat gaat er veranderen?
Figuur 1: De warmtebehoefte is het verschil tussen het warmteverlies en de effectieve warmtewinst. De warmtewinst wordt gecorrigeerd voor de mate waarin deze benut kan worden. In de oude normen werd voor de temperatuur van de ventilatielucht uitgegaan van de buitenlucht, eventueel verhoogd door toepassing van warmteterugwinning (WTW) of recirculatie. In NEN 7120 is nu een luchtbehandelingskast (LBK) opgenomen, waarin de ventilatielucht kan worden voorverwarmd of voorgekoeld, bevochtigd of ontvochtigd. Tevens is hierin de WTW of recirculatie opgenomen, waardoor de inblaastemperatuur hoger is dan de buitentemperatuur. Als in de LBK voorverwarming wordt toegepast, wordt een ingestelde ondergrens voor de inblaastemperatuur aangenomen van 20 ºC in de zeven wintermaanden, afnemend tot 16 ºC in de zomermaanden. Als de WTW of recirculatie niet voldoende is om deze minimale inblaastemperatuur te bereiken, wordt de lucht in de LBK voorverwarmd en wordt de vereiste warmtebehoefte van de LBK bepaald. Hierdoor wordt in de rekenzone het warmteverlies door ventilatie bepaald met de inblaastemperatuur in plaats van met de buitentemperatuur, waardoor dit verlies lager uitvalt dan in de oude norm. Door deze verandering in de berekening wordt een deel van de warmtevraag overgeheveld van de rekenzone naar de LBK. Hierdoor wordt de realiteit beter benaderd, in het bijzonder het verschijnsel dat verwarming (in de LBK) en koeling (in de rekenzone) soms op dezelfde dag optreden. In de oude norm werd dit met een factor voor energievernietiging in het distributierendement benaderd; die factor is, wat dit onderdeel betreft, in de nieuwe norm overbodig en dus vervallen. De warmtebehoefte bestaat dus uit twee onderdelen: warmtebehoefte als resultaat van de warmtebalans in de rekenzone (met voorverwarmde ventilatielucht uit de LBK); de voorverwarming van ventilatielucht in de LBK (voelbaar). De belangrijkste overige wijzigingen ten opzichte van de bepalingswijze in de oude normen (NEN 2916 en NEN 5128) zijn: Nieuw klimaatjaar NEN 5060. In het nieuwe klimaatjaar ligt de buitentemperatuur ca. 1 K hoger en is de zonstraling groter. Hierdoor zal de warmtebehoefte afnemen ten opzichte van de oude norm. Verschil in ventilatie- en infiltratiehoeveelheid. Dit is uitgewerkt in de nieuwe ventilatienorm NEN 8088-1. Voor utiliteit is dit op hoofdlijnen vergelijkbaar met de oude norm. Voor woningen kunnen hier soms grote verschillen optreden met de oude norm afhankelijk van het gekozen ventilatiesysteem. In NEN 8088 zijn systemen met CO 2 sturing, tijdsturing en winddruk gestuurde toevoer opgenomen, die in de oude norm niet opgenomen waren. Warmteterugwinning. Op het rendement van warmteterugwinning wordt een correctiefactor van 80% toegepast wegens onbalans en lucht- of warmtelekken. Onder een kwaliteitsborgingsprocedure (BRL 8010) kan een hogere correctiefactor worden gebruikt. Interne warmtelast. Deze is voor utiliteit globaal gelijk gebleven maar is voor de meeste woningen sterk verlaagd. Een lagere interne warmtelast levert een 3 Verwarming in de herziene EPC-bepaling: wat gaat er veranderen?
hogere warmtebehoefte op. Zoninstraling en koude hemel. Bij het transmissieverlies wordt nu het effect van de zonnewarmte op de buitenkant van gevels en daken meegenomen, evenals de warmtestraling naar de (koude) hemel. Voor utiliteit wordt het primair energiegebruik voor bevochtiging afzonderlijk bepaald, op basis van o.a. de ventilatiehoeveelheid en het opwekkingsrendement voor verwarming. In woningen wordt geen bevochtiging toegepast. Afgifterendement Voor woningen en utiliteit is voor het afgifterendement de werkwijze van NEN 5128 verder uitgewerkt. Nieuwe elementen die het afgifterendement bepalen zijn: de hoogte van de ruimte (met 8 meter als grens tussen lage en hoge ruimten); gemiddelde ontwerptemperatuur van het afgiftesysteem (lage temperatuur - LT of hoge temperatuur - HT); Rc-waarde van de buitenwand of vloer; Plaatsing van radiator of convector voor buitenraam. De forfaitaire waarden zijn hieronder weergegeven. Figuur 1. Afgifterendement volgens NEN 7120. Tem;avg is de gemiddelde ontwerptemperatuur van het afgiftesysteem. Distributierendement Het distributierendement is opgesplitst in een intern en extern deel. Voor woningen is de bepalingswijze van het intern distributierendement meer gedetailleerd dan in NEN 5128. Nieuwe elementen die tot een 4 Verwarming in de herziene EPC-bepaling: wat gaat er veranderen?
distributierendement < 1 leiden zijn: een ongeïsoleerde verdeler/verzamelaar in een HT cv-systeem; individuele luchtverwarmingssystemen met inblaas aan de gevels en (on)geïsoleerde kanalen door de kruipruimte; individuele waterverwarmingssystemen met (on)geïsoleerde leidingen in onverwarmde ruimten en/of door kruipruimte; collectieve verwarming met (on)geïsoleerde leidingen in onverwarmde ruimten. Voor utiliteit is voor het intern distributierendement de methode uit NEN 2916 overgenomen en meer gedetailleerd. In deze methode zijn aanpassingen gemaakt, waarvan de belangrijkste is dat de vernietigingsfactor voor gelijktijdig koelen en verwarmen is vervallen. De hogere warmtebehoefte door gelijktijdig koelen en verwarmen wordt nu door de wisselwerking tussen luchtbehandelingskast en rekenzones meegenomen, zoals beschreven in het hoofdstuk warmtebehoefte. Voor de meeste systemen wordt hierdoor het intern distributierendement hoger dan in de oude norm. Het extern distributierendement is van toepassing voor verwarmingssystemen met distributieleidingen buiten het gebouw maar op het perceel. Het rendement wordt bepaald door leidinglengten, Rc-waarden en bedrijfstemperaturen; de forfaitaire waarde bedraagt 0,75. Opwekkingsrendement De norm geeft forfaitaire waarden voor het opwekkingsrendement van ketels, warmtepompen en WKK, waarbij de waarden van NEN 5128 en NEN 2916 zijn overgenomen. Tevens zijn de volgende aanvullingen gedaan: 2,5% lager rendement voor HR-ketels bij toepassing als bijstook bij warmtepomp of WKK; de COP voor warmtepompen is nu gegeven met een interval van 5 K in plaats van 10 K voor de ontwerpaanvoertemperatuur; nieuwe, iets hogere waarden voor warmte-kracht-koppeling (WKK) met een bouwjaar na 2006, aangevuld met een 2 procentpunt hogere thermische opbrengst bij toepassing in een LT systeem; forfaitaire waarden en een bepalingsmethode voor micro-wkk; externe warmtelevering met een warmtenet wordt nu (getrapt) gewaardeerd volgens NVN 7125 (zie het afzonderlijke artikel hierover in VV+). Figuur 2. Voor het rendement van micro-wkk is een bepalingsmethode in NEN 7120 opgenomen. Voor installaties met verschillende warmteopwekkers moet het aandeel in de warmtelevering (energiefractie) voor de verschillende warmteopwekkers worden bepaald. De hiervoor gebruikte methode is in principe gelijk gebleven en maakt gebruik van de verhouding (b)tussen het vermogen van de preferente opwekker en het maximum vermogen. De norm geeft de energiefractie als functie van b. Op basis van praktijkgegevens zijn de getalswaarden voor woningen behoorlijk aangepast, zoals wordt geïllustreerd in figuur 3. Voor utiliteit zijn de verschillen tussen oude en nieuwe norm gering. In NEN 2916 werden voor de toepassing van WKK lagere waarden voor de energiefractie gegeven dan voor andere warmteopwekkers. In NEN 7120 zijn deze waarden gelijkgetrokken. Figuur 3. Energiefractie preferente warmteopwekker voor woningen volgens NEN 5128 (EPN) en NEN 7120 (EPG) 5 Verwarming in de herziene EPC-bepaling: wat gaat er veranderen?
Hulpenergie De bepalingsmethode voor hulpenergie is geheel aangepast. In de oorspronkelijke versie van NEN 5128 werd voor woningen uitgegaan van forfaitaire waarden voor de bijdrage van pomp, ventilator en stand-by verbruik van een toestel, recht evenredig met de gebruiksoppervlakte van het gebouw. Voor utiliteit was in NEN 2916 het hulpenergiegebruik voor pompen recht evenredig met de gebruiksoppervlakte van het gebouw; andere posten ontbraken. De wijzigingen in NEN 7120 zijn: Voor individuele ketels is een normatieve methode opgenomen voor het bepalen van het hulpenergiegebruik op basis van gemeten toestelprestaties. Deze methode is reeds sinds 2008 opgenomen in NEN 5128, in aanvulling op de forfaitaire methode. In NEN 7120 is een aanpassing in de bepaling van de gemiddelde aantijd van de ketel aangebracht. Voor de circulatiepompen wordt uitgegaan van een hoofdpomp en eventuele aanvullende pompen, zoals bijvoorbeeld in HT-systemen met vloerverwarming. De norm geeft forfaitaire waarden voor het pompvermogen en een bepalingswijze voor de aantijd. Voor iedere warmteopwekker wordt stand-by verbruik en het eventueel verbruik van een ventilator en gasklep bepaald. De norm geeft forfaitaire waarden voor de vermogens en een bepalingswijze voor de aantijd. Impact op EPC Door de vele en grote wijzigingen in de bepalingsmethode is geen algemene uitspraak te doen over de verandering in de warmtebehoefte, vergeleken met de oude normen. Voor voorbeelden wordt verwezen naar een artikel in VV+ van december 2011. Voor woninginstallaties met een individuele cv-ketel en een radiatorsysteem zijn de rendementen onveranderd. Omdat sinds 2008 de normatieve methode voor hulpenergie massaal is toegepast, is hierin ook nauwelijks iets veranderd. De belangrijkste veranderingen voor de installaties zijn: Voor utiliteit is het afgifterendement in deze vorm nieuw. Het afgifterendement gaat omlaag bij buitenwanden of -vloeren met een R C < 2,5 m 2.K/W of als radiatoren voor een raam geplaatst zijn. Dit zal vooral in bestaande bouw optreden. Voor woningen gaat het distributierendement omlaag bij een ongeïsoleerde verdeler/verzamelaar in een HT cv-systeem, bij (on)geïsoleerde leidingen in onverwarmde ruimten en/of door kruipruimte en bij individuele luchtverwarmingssystemen met inblaas aan de gevels en (on)geïsoleerde kanalen door de kruipruimte. Dit kan ook bij nieuwbouw optreden. Bij verschillende warmteopwekkers in een woning, zoals een warmtepomp met elektrische bijstook, gaat de energiefractie (het aandeel in de warmtelevering) met waarden tot 0,25 omhoog, waardoor het gezamenlijk rendement zal stijgen. 6 Verwarming in de herziene EPC-bepaling: wat gaat er veranderen?
Bij toepassing van WKK in een gebouw gaat de energiefractie, het aandeel in de warmtelevering door de WKK omhoog, waardoor het totale rendement van de warmteopwekking zal stijgen. Het hulpenergiegebruik stijgt voor installaties met aanvullende circulatiepompen. Voor utiliteit is het hulpenergiegebruik van de warmteopwekkers toegevoegd. 7 Verwarming in de herziene EPC-bepaling: wat gaat er veranderen?
Dit artikel is tot stand gekomen in samenwerking met Agentschap NL en TNO, J. (Hans) van Wolferen. Dit is een uitgave van: Agentschap NL Postbus 17 6130 AA Sittard T +31 (0) 88 602 92 00 E energie-go@agentschapnl.nl Agentschap NL november 2012 Hoewel deze publicatie met de grootst mogelijke zorg is samengesteld kan Agentschap NL geen enkele aansprakelijkheid aanvaarden voor eventuele fouten. Agentschap NL is een agentschap van het ministerie van Economische Zaken. Agentschap NL voert beleid uit voor diverse ministeries als het gaat om duurzaamheid, innovatie en internationaal. Agentschap NL is het aanspreekpunt voor bedrijven, kennisinstellingen en overheden. Voor informatie en advies, financiering, netwerken en wet- en regelgeving. De divisie NL Energie en Klimaat versterkt de samenleving door te werken aan de energie- en klimaatoplossingen van de toekomst. Divisie NL Energie en Klimaat voert in opdracht van het ministerie van Binnenlandse Zaken en Koninkrijksrelaties het programma Energie & Gebouwde Omgeving uit. Wij bieden professionele marktpartijen en overheden ondersteuning bij energiebesparing, duurzame energie en CO₂-reductie van de gebouwde omgeving. 8 Verwarming in de herziene EPC-bepaling: wat gaat er veranderen?