Warmtapwater in de herziene EPCbepaling: wat gaat er veranderen? 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 warmtapwater op hoofdlijnen beschreven. Tevens worden de belangrijkste wijzigingen in de bepalingsmethode voor warmtapwater toegelicht. >> Als het gaat om energie en klimaat
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 nu in afzonderlijke normen is vastgelegd. Binnenkort wordt de norm tevens 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 (verbetert) de EPC. In de komende maanden worden in een aantal artikelen de installatietechnische wijzigingen in de EPC bepaling toegelicht. Structuur van de bepalingswijze energiegebruik warmtapwater In een woning of gebouw kunnen één of meer warmtapwatersystemen worden toegepast. Volgens de norm zijn o.a. de volgende situaties mogelijk: één toestel of afleverset van de stadsverwarming met uittapleidingen in één woning of appartement (systeem 1,2 en 3 in figuur 1); twee toestellen (één in de keuken en één voor de badkamer) in één woning of appartement; een circulatiesysteem met direct of indirect gestookte voorraadvaten in een flat, appartementengebouw of utiliteitsgebouw, zoals een ziekenhuis of sportcentrum (systeem 4 in figuur 1); verschillende zelfstandige toestellen, bijvoorbeeld elektroboilers, met korte uittapleldingen in een kantoorgebouw. Figuur 1. Voorbeelden opbouw en indeling van warmtapwatersystemen in EPG. 2 Warmtapwater in de herziene EPC-bepaling: Wat gaat er veranderen?
Per warmtapwatersysteem bepalen de volgende factoren het primair energiegebruik: etto warmtebehoefte t.b.v. warm tapwater; warmteterugwinning uit douchewater (systeem 2 in figuur 1); afgifterendement; distributierendement; warmtelevering door zonneboiler (systeem 2 in figuur 1); opwekkingsrendement. Daarnaast wordt het hulpenergiegebruik voor warmtapwater bepaald. In de nieuwe norm wordt de berekening om formele redenen op maandbasis uitgevoerd en worden de resultaten pas op het laatst tot jaarcijfers verwerkt. Voor warmtapwater zijn vrijwel alle gegevens echter jaargemiddelden; daarom worden hieronder overal jaargegevens gebruikt. Warmtapwaterbehoefte De warmtapwaterbehoefte voor woningen is behoorlijk aangepast. In de oude norm NEN 5128 was de warmtapwaterbehoefte recht evenredig met de gebruiksoppervlakte (zie figuur 2). Dit was wel handig als bijvoorbeeld een flat als één geheel werd doorgerekend (100 afzonderlijke appartementen hebben dan samen dezelfde warmtapwaterbehoefte als de gehele flat). Voor kleine woningen was de warmtapwaterbehoefte echter te laag en voor grote woningen te hoog, vergeleken met de beschikbare verbruiksgegevens. Dit is in de nieuwe norm aangepast door de behoefte te kantelen rond een gebruiksoppervlakte van ca. 100 m 2. Daaronder ligt de behoefte nu hoger, daarboven juist lager. Wanneer flats als één geheel worden doorgerekend wordt de vraag per appartement afzonderlijk bepaald en daarna gesommeerd, zodat hier geen onderschatting optreedt. De verdeling van de warmtapwaterbehoefte over keuken en badkamer, van belang voor o.a. het afgifterendement, blijft gelijk: 80% in de badkamer, 20% in de keuken. Figuur 2. Warmtapwaterbehoefte voor woningen volgens oude (EPN) en nieuwe (EPG) norm. Warmtapwatervraag woning Tapvraag per jaar in MJ 20000 18000 16000 14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0 0 50 100 150 200 250 300 Gebruiksoppervlakte Ag in m2 EPN EPG De warmtapwaterbehoefte voor utiliteitsgebouwen is vrijwel onveranderd. De grootste verbruikers zijn ziekenhuizen, hotels en sportvoorzieningen (zie figuur 3). 3 Warmtapwater in de herziene EPC-bepaling: Wat gaat er veranderen?
Figuur 3. Warmtapwaterbehoefte voor verschillende typen utiliteitsbouw. Warmteterugwinning uit douchewater De warmteopbrengst van douchewater warmteterugwinning (DWTW) wordt in mindering gebracht op de netto warmtapwaterbehoefte. De bepalingsmethode voor de opbrengst van een DWTW is in principe gelijk aan de methode die in de oude norm NEN 5128 in 2008 is opgenomen. De methode is nu ook toepasbaar gemaakt voor utiliteit. De opbrengst van de DWTW wordt o.a. bepaald door: Het gemeten rendement van de DWTW; de norm geeft hiervoor een bepalingsmethode; de forfaitaire waardebedraagt 40%. Het douchewatergebruik; voor woningen is dit verhoogd van 60 naar 80% van de totale netto tapvraag, waardoor een DWTW meer effect heeft dan in de oude norm. Voor utiliteit met een hoog tapverbruik is dit percentage afhankelijk van de functie: ziekenhuizen 40%, hotels 60%, sport 80% en cel 40%. De correctiefactor voor het thermisch rendement van de DWTW-unit voor de wijze van aansluiten. Voor individuele installaties ligt deze tussen 75 en 100%, afhankelijk van de wijze van aansluiten. Voor DWTW-units in collectieve opstelling bedraagt deze 75%. Afgifterendement Het afgifterendement wordt bepaald door de warmteverliezen aan het tappunt, zolang de watertemperatuur lager is dan de nuttigetaptemperatuur, en de warmteverliezen t.g.v. opwarming en afkoeling van alle uittapleidingen. Voor woningen zijn hierin geen wijzigingen aangebracht ten opzichte van de oude norm NEN 5128. Zoals uit Figuur 4 blijkt zijn met een opstellingsplaats in of bij de keuken EPC-punten te verdienen door de kortere wachttijd. Als geen gegevens bekend zijn bedraagt het forfaitair afgifterendement voor keuken en badkamer gecombineerd 0,74. Figuur 4. Afgifte rendement warmtapwater voor woningen 4 Warmtapwater in de herziene EPC-bepaling: Wat gaat er veranderen?
Voor utiliteit is het afgifterendement nauwelijks veranderd. Deze bedraagt 100% als de gemiddelde lengte van de uittapleidingen van het warmtapwatersysteem maximaal 3 m bedraagt. Bij een grotere lengte bedraagt het rendement 80%. Distributierendement Het distributierendement wordt bepaald door de verliezen van drie verschillende onderdelen (indien aanwerzig): circulatiesysteem voor warm tapwater; individuele afleverset voor warmtedistributie; circulatiesysteem van de warmtedistributie binnen de perceelgrens (voor zover het verlies hiervan niet is meegenomen bij het verwarmingssysteem). De belangrijkste verandering in de nieuwe norm is dat nu een gedetailleerde berekening van de warmteverliezen van een circulatiesysteem mogelijk is. Hiervoor zijn in het bijzonder gegevens van de lengte en het specifieke warmteverlies van alle leidingdelen van het circulatiesysteem vereist. Voor het specifieke warmteverlies worden forfaitaire waarden gegeven, overeenkomstig waterwerkblad 4.4.A. Voor de overige gegevens, zoals de watertemperatuur en omgevingstemperatuur, mogen ontwerpgegevens worden gebruikt maar zijn ook forfaitaire waarden beschikbaar. Door deze nieuwe werkwijze is het mogelijk om van een goed ontwerp op normatieve wijze het hoge distributierendement te waarderen in de EPC. Als slechts weinig gegevens beschikbaar zijn kan voor het circulatierendement worden teruggevallen op de forfaitaire waarden, zoals gegeven in Tabel 1. In de oude EPN voor utiliteit gold een forfaitair rendement van 60%. Tabel 1. Forfaitair rendement circulatiesysteem warmtapwater. Typering circulatiesysteem woningen utiliteit Ongeïsoleerde leidingen 0,40 0,25 Leidingen met minimaal 10 mm isolatie 0,60 0,40 Leidingen met minimaal 20 mm isolatie 0,70 0,50 Bij toepassing van een circulatiesysteem van de blokverwarming of warmtelevering op afstand, waarbij met een afleverset warm water wordt bereid in of bij de woning, wordt globaal dezelfde bepalingswijze gevolgd. In zo n systeem circuleert cv-water gedurende het gehele jaar. De verliezen tijdens het verwarmingsseizoen zijnreeds opgenomen in het distributierendement van de verwarming. De verliezen buiten hetverwarmingsseizoen moeten worden toegerekend aan de warmtapwaterlevering. Voor het conversierendement van een afleverset worden dezelfde rekenwaarden toegepast als in de oude norm NEN 5128: 75% voor een warmtenet op hoge temperatuur en 85% voor een net op lage temperatuur. Zonneboiler De warmteopbrengst van een zonneboiler wordt in mindering gebracht op de bruto warmtapwaterbehoefte, oftewel de netto warmtapwaterbehoefte inclusief het effect van afgifte- en distributierendement. De berekeningswijze voor de opbrengst van een zonneboiler is geheel vernieuwd, waarbij aangesloten wordt op diverse Europese normen en methoden. Er zijn nu twee methode beschikbaar: Zonneboiler tot 10 m 2. Deze methode is gebaseerd op productgegevens, zoals de gemeten jaarlijkse zonbijdrage van de zonneboiler aan warm tapwater, overeenkomstig NEN-EN 12976-2. De zonbijdrage wordt in de EPC-bepaling gecorrigeerd voor beschaduwing, hellingshoek en oriëntatie van de zonnecollector en voor het warmteverlies van een geïntegreerde naverwarming, indien van toepassing. De methode is uitgebreid met rekenwaarden voor PVTsystemen, waarmee zonne-energie in zowel elektriciteit (PV-photo-voltaisch) als warmte (T thermisch) wordt omgezet. Indien geen meetresultaten beschikbaar zijn, kunnen forfaitaire waarden, zonder en met zonnekeur, worden gebruikt. De forfaitaire waarden zonder zonnekeur komen globaal overeen met de forfaitaire waarden uit de oude norm NEN 5128. Zonneboiler groter dan 6 m 2. De oude NEN 2916 bevatte een eenvoudige methode, met als belangrijkste uitgangspunten een rendement van 50% en een maximale bijdrage in de bruto warmtapwaterbehoeftevan 50%. In de nieuwe methode voor grote zonneboilersystemen wordt gebruikgemaakt van de zogenoemde F-chartmethode zoals die is beschreven in NEN-EN 15316-4-3, methode B. Hieraan is in de EPG een correctie toegevoegd voor de warmteverliezen van de warmte-opslagtank. Indien geen meetresultaten beschikbaar zijn, kunnen forfaitaire waarden worden gebruikt. 5 Warmtapwater in de herziene EPC-bepaling: Wat gaat er veranderen?
Opwekkingsrendement Er worden drie typen warmteopwekkingsinstallatie onderscheiden, die hieronder worden uitgewerkt. Individuele complete toestellen. Deze methode is bedoeld voor bijvoorbeeld individuele combi-ketels, geisers, gasboilers en combi-warmtepompen met geïntegreerde elektrische bijstook, voor toepassing in individuele woningen of kleine utiliteit. Uitgangspunt is het gemeten opwekkingsrendement van één compleet toestel, zoals bepaald bij één of meer tappatronen. Hiervoor wordt gebruik gemaakt van de bestaande methode, zoals ontwikkeld voor Gaskeur. Hierbij is het hulpenergiegebruik verwerkt in het opwekkingsrendement.het hoogste forfaitaire opwekkingsrendement bedraagt 67,5%. Momenteel zijn voor vele toestellen kwaliteitsverklaringen beschikbaar met een rendement rond 80%. Deze methode is identiek aan de methode in de oude normen. Individuele samengestelde opwekinstallaties. Dit omvat bivalente toestellen zonder geïntegreerde naverwarming, zoals elektrische warmtepompen met combiketel, en bij- en/of naverwarmers voor zonne-energiesystemen. Hiervoor is een nieuwe bepalingsmethode ontwikkeld, omdat de oude normen hierin niet voorzien. Het opwekkingsrendement is opgebouwd uit de bijdrage van de afzonderlijke delen.hierbij wordt voor de warmtepompen gebruikgemaakt van de gemeten prestaties volgens de bestaande methode, zoals ontwikkeld voor Gaskeur, waarbij tevens de energiefractie (aandeel in de warmtelevering) van de warmtepomp wordt bepaald.voor zowel warmtepompen als zonneboilers geeft de norm forfaiatire waarden voor het opwekkingsrendement van de bijstook. Deze methode is voor warmtepompen geheel nieuw en voor zonneboilers deels aangepast ten opzichte van de methode in de oude normen. Collectieve warmteopwekking. In de oude normen NEN 5128 en NEN 2916 worden voor collectieve systemen forfaitaire waarden gegeven, zonder verdere bepalingsmethoden. In de nieuwe norm, NEN 7120, zijn afzonderlijke methoden beschikbaar voor systemenvoor directe en indirecte warmtapwaterbereiding. Voor beide systemen zijn forfaitaire waarden beschikbaar, vergelijkbaar met NEN 5128 en NEN 2916. Voor directe systemen, zoals grote gasboilers, is nog geen normatieve bepalingsmethode beschikbaar. Het forfaitaire opwekkingsrendement bedraagt 50%. Er zijn toestellen met gelijkwaardigheidsverklaring op de markt met een rendement rond 90%.Voor de systemenvoor indirecte warmtapwaterbereiding (voorraadvaten met interne warmtewisselaar of oplaadcircuit, met warmtelevering door zelfstandige warmteopwekkers) is een gedetailleerde bepalingsmethode ontwikkeld, met de volgende drie bestanddelen: Het rendement ten gevolge van de verliezen van de warmwatervoorraad, het leidingwerk en de eventuele externe warmtewisselaar. Voor installaties met minimaal 20 mm isolatie bedraagt het rendement 90%; voor 10 mm isolatie en zonder isolatie bedraagt dit rendement 80% resp. 50%. Het opwekkingsrendement voor de warmteopwekker(s). De forfaitaire waarden voor ketels zijn gebaseerd op het vollastrendement bij bedrijfstemperaturen van 60 C /80 C. Ook voor WKK zijn forfaitaire waarden beschikbaar. De energiefractie voor de warmteopwekkers(aandeel in de warmtelevering). Indien verschillende warmteopwekkersworden toegepast is het uitgangspunt dat de preferente warmteopwekker maximaal ¾ van de beschikbare tijd warmte levert voor warmtapwater. De andere warmteopwekkers voorzien in de resterende warmtevraag. Het opwekkingsrendement bij externe warmtelevering (stadsverwarming e.d.) kan worden bepaald met een nieuwe norm: NVN 7125. Dit wordt in een afzonderlijk artikel toegelicht. Hulpenergie In de oude normen werd geen hulpenergie voor warmtapwater bepaald. In de nieuwe norm zijn de volgende posten opgenomen. Tabel 2. Hulpenergie warm tapwater in de EPG. Distributie- en afgifte Uitsluitend uittapleidingen Circulatieleidingen Warmteopwekking Individuele toestellen Collectieve warmteopwekking Geen hulpenergie Hulpenergiegebruik van circulatiepompen op basis van het opgegeven pompvermogen Hulpenergiegebruik is opgenomen in het opwekkingsrendement Hulpenergiegebruik van elektronica, pompen en ventilatoren; hiervoor zijn forfaitaire waarden beschikbaar 6 Warmtapwater in de herziene EPC-bepaling: Wat gaat er veranderen?
Rekenvoorbeelden Hieronder is voor twee woningen voor 10 systeemvarianten de EPC-bijdrage voor warmtapwater gegeven. De EPC is bepaald volgens zowel de oude en nieuwe norm (EPN resp EPG) als voor een kleine en grote woning (88,9 resp 124,3 m2 gebruiksoppervlakte). Hierbij is de hulpenergie voor de collectieve systemen nog niet meegenomen. De gegevens voor de verschillende configuraties en de resultaten zijn gegeven in tabel 3. De resultaten zijn tevens weergegeven in figuur 5. De belangrijkste verschillen tussen oude en nieuwe norm zijn (zie ook figuur 5): Voor de kleine woning is de EPC volgens de nieuwe norm gelijk aan de oude norm of 0,01 lager. Voor de grote woning is de EPC volgens de nieuwe norm 0,02 0,04 lager dan volgens de oude norm. Hier is duidelijk het effect te zien van de lagere tapvraag voor grotere woningen. Bij toepassing van een DWTW is de EPC volgens de nieuwe norm 0,01 0,02 lager dan volgens de oude norm los van bovengenoemde effecten. Dit wordt veroorzaakt door het hogere douche-aandeel in de nieuwe norm. Tabel 3. Gegevens en EPC effect voor 10 systeemvarianten warmtapwater. Systeemvariant Afgifte- en distributierendement Opwekkings-rendement HR 107 conventioneel met HRww Forfaitair: 74% 67,5% bij comfortklasse 4 HRtop(referentie) Forfaitair: 74% 80% (kwaliteitsverklaring) EPC is 0,07 0,09 lager dan HR 107 conventioneel EPC effect volgens EPG Referentie voor alle volgende maatregelen. HRtopvoor badkamer Keukenboiler in de keuken 86% voor badkamer; 100% voor keukenboiler. Elektrische keukenboiler met 10W verlies levert elektrisch rendement 80 83% (gelijkwaardigheid). Circulatie systeem forfaitair Afgifte: 93% Distributie: 70% (forfaitair) Circulatie systeem top Afgifte: 100% Distributie: 80% (in praktijk haalbaar) HRtop - aparte waterleiding keuken 10/8 Rendement voorraadvat e.d. 90%. Rendement HR 107 in buitenopstelling 85% 0,01 0,02 hoger 0,04 hoger 0,01 lager 79% 80% 0,01 lager HRtop - DWTW (50%) Forfaitair: 74% 80% 0,06 lager HRtop zonneboiler - deze levert ca. de helft van de bruto tapvraag HRtop - zonneboiler DWTW (50%) Forfaitair: 74% 80% 0,11 0,13 lager Forfaitair: 74% 80% 0,13 0,16 lager Het mag duidelijk zijn dat met een goede systeemkeuze voor warmtapwater een grote verlaging in brandstofverbruik en EPC te bereiken valt. 7 Warmtapwater in de herziene EPC-bepaling: Wat gaat er veranderen?
Figuur 5. Voorbeeld EPC-bijdrage warmtapwater voor twee woningen en de oude (EPN) en nieuwe (EPG) norm. 8 Warmtapwater in de herziene EPC-bepaling: Wat gaat er veranderen?
Dit artikel is tot stand gekomen in samenwerking met Agentschap NL en TNO, E.C.M. (Linda) van Oeffelen en 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 april 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, Landbouw en Innovatie. 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. 9 Warmtapwater in de herziene EPC-bepaling: Wat gaat er veranderen?