TECHNIEK Bijna 41 % van de totale energievraag in Europa komt van residentiële en tertiaire gebouwen. Denk maar aan de verwarming van lokalen, de productie van warm water, verlichting en klimaatregeling... ze zijn zowat de voornaamste oorzaken van de overconsumptie van energie en van de uitstoot van broeikasgassen. Tegenwoordig concentreert de bouw van individuele woningen zich op het verbeteren van de energieprestaties en het aanbod breidt zich nu ook uit naar energiezuinige woningen gericht op energieautonomie. 1 Anders bouwen : het energiezuinige huis 1. Een origineel concept is dit cirkelvormige passiefhuis huis dat volledig in zijn omgeving is geïntegreerd. Voor de afwerking van de gevel koos men hout en voor het dak een groendak. De CO 2 uitstoot van deze woning is tot nul herleid. Architectuurbureau: DI Hermann Kaufman, und Lang Consulting. Doc. IG- Passivhaus-Osterreich 2 & 3. Deze energiezuinige woning in houtskeletbouw is volledig afgestemd op de behoefte van de eigenaars. Het werd een praktische, goed geïsoleerde woning met een compacte structuur. Realisatie: Arkana. 34 2 3
Passiefarchitectuur, zonnehuizen, laagenergiewoningen, gebouwen met positieve energie of hoge energieprestaties... allemaal benamingen die te maken hebben met de concept- en bouwmethodes die men toepast om een energiezuinig en milieuvriendelijk gebouw te creëren. Maar al deze benaderingen zijn dan wel gericht op verschillende logische redeneringen en criteria. Jarenlang heeft men een «energiezuinig-ecologisch huis» iets voor marginalen genoemd, maar vandaag de dag stelt men dat dergelijke huizen weldra de norm zullen zijn. Deze mentaliteitsverandering komt er in een moeilijke context die alles te maken heeft met de klimaatsverandering en de stijging van de energieprijzen. De algemene bewustwording en de betrokkenheid van de Europese Staten in de strijd tegen de opwarming van de aarde met als resultaat de invoering van een Europese Energieprestatierichtlijn voor Gebouwen hebben eveneens 5 4 tot 6. Met deze uitbouw op de verdieping van 50 m 2 streefde men naast het uitbreiden van het woonvolume van de bestaande stadswoning ook naar het verkleinen van de ecologische voetafdruk. Dit is perfect gelukt dankzij het gebruik van zonnecollectoren, de recuperatie van regenwater, een gewelfde dakbekleding voor een optimale verhouding tussen een maximaal bewoonbaar volume en een minimale oppervlakte voor thermische wisselwerkingen, en het gebruik van hout. Op termijn komt dit neer op fikse energie- en waterbesparingen! Patrice CROS Architect 4 6 bijgedragen tot de ontwikkeling van deze concepten van passiefhuizen en laagenergiewoningen. De Europese Energieprestatierichtlijn voor Gebouwen (EPBD) De doelstellingen van het protocol van Kyoto gericht op het drastisch verminderen van de broeikasgassen, hebben de Europese Unie ertoe aangezet om een bijzondere richtlijn (EPBD) in te voeren die het verbeteren van de energieprestaties van gebouwen moet bevorderen. Zodra deze richtlijn van kracht werd, heeft ze de regeringen van de Lidstaten ertoe verplicht om dus hun eigen wetgeving over de bouwsector grondig te herzien. De nieuwe reglementering over de Energieprestaties van Gebouwen is van kracht geworden op 1 september 2008. Deze wetgeving geldt voor alle gebouwen (behalve uitzonderingen die expliciet door het decreet worden vermeld) en voor alle werken voor nieuwbouw, verbouwingen en renovaties waarvoor een stedenbouwkundige vergunning moet worden aangevraagd. Dit betekent dat alle nieuw opgetrokken gebouwen met hun warmte-isolatie en hun energieprestatie een bepaald niveau moeten bereiken. De score die een huis dan bereikt, wordt uitgedrukt met twee cijfers : de K- waarde en het E-peil. De K-waarde verwijst naar het globale isolatieniveau (de muren, het dak, de vloeren, de vensters) en ze mag niet hoger zijn dan 45. Hoe lager deze waarde, des te beter is 35 het huis geïsoleerd. Het E-peil geeft een idee van de totale energieconsumptiegraad van het gebouw. De wettelijke norm bedraagt 100 (80 in Brussel) : hoe lager het E-peil, des te beter voor het gebouw. Het E-peil wordt berekend op basis van verschillende criteria : isolatie, luchtdichtheid, bevoorrading van warm water, verwarming, zomercomfort, hernieuwbare energiebronnen, compactheid, gebruik van zonne-energie, ventilatie. Tegen 2011 zal het peil vastgelegd zijn op E 80. Het energiezuinige huis : verschillende benamingen Laagenergiewoning, passiefhuis, huis met positieve energie... Al deze alternatieven voor traditionele woningen hebben alvast dit begrip gemeen : ze willen allemaal energie behouden om te streven naar duurzame ontwikkeling. Daarbij bieden ze een kans om gebouwen minder energieafhankelijk te maken en om de uitstoot van broeikasgassen te verminderen. Wij overlopen hier de 3 meest verspreide begrippen, volgens hun energieverbruik in dalende volgorde! Laagenergiegebouw (LEG) of energiezuinig gebouw Net zoals in de andere Europese landen, spreekt men in België van een laagenergiewoning wanneer het energieverbruik voor de verwarming niet hoger is dan 60 kwu/m 2 van het vloeroppervlak/jaar (volgens de vzw Plate-forme Maison Passive),
en zelfs 50 kwu/m 2 van het vloeroppervlak/jaar (brochure van het Centrum Duurzaam Bouwen). Het E-peil van een laagenergiehuis schommelt rond de 60, terwijl de K- waarde ervan ongeveer 30 bedraagt. Met andere woorden, het peil van een laagenergiehuis is 50 tot 60 % lager dan het peil van een klassiek huis ; het verbruikt dus 50 tot 60 % minder energie. In Frankrijk bestaan er «Hoge Energieprestatie» en «Heel Hoge Energieprestatie» labels die wijzen op een energieverbruik dat lager is (10 tot 20 %) dan wat er geldt volgens de thermische reglementering. Nog een stap verder gaat het label «Bâtiment basse consommation Effinergie», wat betekent dat het gebouw niet meer dan ongeveer 50 kwu/m 2 /jaar mag verbruiken voor verwarming, afkoeling, ventilatie, productie van warm water en verlichting. Dit verbruik is gemoduleerd volgens de geografische vestigingszone (Frankrijk is verdeeld in 3 klimaatzones). Kortom, in een dergelijke woning neemt men alle maatregelen om ervoor te zorgen dat het energieverbruik zo laag mogelijk blijft : dikke isolatie, verwarming en ventilatie die weinig energie verbruiken... Dit label is geïnspireerd op de Zwitserse Minergie modellen (een prestatievereiste van 42 kwu/m 2 / jaar bij nieuwbouw en 80 kwu/m 2 / jaar bij renovatie, waarbij ook de investeringsbedragen binnen de perken worden gehouden. De berekening stemt overeen met de prestatie van een energiezuinig gebouw) en het Duitse Passiv Haus (dat we hierna zullen analyseren). Als we vooral rekening houden met nieuwbouw, dan is renoveren om te streven naar lage consumptiepeilen van 50 of 80 kwu/m 2 /jaar een absoluut haalbare doelstelling bij een globale renovatie. Het passiefhuis, een officiële norm Een passiefhuis gaat in feite nog verder dan de norm van laagenergiehuizen. Het gebruik van het woord «passief» geraakt ondertussen goed ingeburgerd in het jargon van energiezuinige woningen. Toch moet een «passiefhuis» vanuit wettelijk Een schoolvoorbeeld van een enrgiezuinige woning: een bioklimatische architectuur, goed geïntegreerd in de omgeving, zorgt voor het optimaal benutten van de 36 passieve zonnewarmte dankzij grote glaspartijen met superisolerende driedubbele beglazing gericht op het oosten en het zuiden, een groendak en een oogpunt wel aan heel nauwkeurige voorwaarden voldoen. Zo mag men een supergeïsoleerd huis op zich geen «passief» huis noemen. Een passiefhuis is een norm die in Duitsland onder impuls van Dr. Wolfgang Feist door het PassivHaus Institut van Darmstadt is gedefinieerd. Dankzij het succes en de verspreiding ervan in tal van Europese landen (het concept kent een enorme groei in Duitsland, Zwitserland en Oostenrijk), lijkt het er sterk op dat deze norm stilaan een Europese norm gaat worden. Het belangrijkste pluspunt van een passiefhuis is dat men totaal geen gebruik meer maakt van een verwarmingsysteem en klimaatregeling, terwijl er toch in de winter en in de zomer een comfortabel leefklimaat wordt gegarandeerd. In België bestaat er nog geen kwaliteitslabel, ook al is ook daar het aantal passiefhuizen duidelijk aan het toenemen. Het E-peil van dergelijke huizen is 30 terwijl de K-waarde schommelt tussen 10 en 20. Om te bouwen volgens de passiefnorm moet men aan meerdere criteria voldoen : Een behoefte aan verwarming die minder is dan 15 kwu/m 2 /jaar, namelijk bijna 10 maal minder dan een klassieke nieuwe woning die zonwering tegen oververhitting. Maar ook actieve zonnewarmte wordt benut met behulp van wentelbare fotovoltaïsche zonnepanelen. Kronos Architectuur conform is aan de geldende thermische reglementering. In de praktijk komt dit neer op een zo kleine behoefte aan verwarming dat alleen al de aanwezigheid van de bewoners en de energie verspreid door de verlichting en de huishoudtoestellen volstaan om de woning te verwarmen. Meestal is er voor de heel koude dagen een aanvullende verwarming voorzien. Het naleven van deze vereiste impliceert dat de luchtdichtheid extra verzorgd moet zijn en dat het bouwen zelf uiterst nauwkeurig moet gebeuren. Om het certificaat te ontvangen, moet de woning slagen voor een luchtdichtheidstest.
Een totale energievraag die lager is dan 42 kwu/m 2 /jaar en die niet alleen de behoeften van de verwarming, maar ook de behoeften aan sanitair warm water en huishoudelijke elektriciteit (installaties) dekt : hetzij 4 maal minder dan de energie die in een standaard huis wordt verbruikt! Een primaire energiebehoefte die minder is dan 120 kwu/m 2 /jaar, wat noodzakelijkerwijze betekent dat men alternatieve energieën moet gebruiken zoals thermische zonne-energie om sanitair warm water te produceren gedurende het grootste deel van het jaar, gecombineerd met een systeem voor bijverwarming (micro-warmtepomp of mini-verwarmingsketel op hout, aangesloten op het ventilatiesysteem...). Omdat het gebouw niet meer actief wordt verwarmd, kunnen we dus terecht spreken van een «passief huis». In elk geval blijkt uit ervaringen met realisaties (in Vlaanderen en in het buitenland) dat deze oplossing «zonder verwarming» wel degelijk mogelijk en haalbaar is. Zoals we zien, verwijst deze nauwkeurige benaming naar bouwnormen die veel verder gaan dan deze van «laagenergiewoningen». Energie besparen is voornamelijk het resultaat van de toepassing van passieve strategieën die bestaande elementen optimaliseren en verliezen zo miniem mogelijk maken (ze beletten dat de bestaande warmte kan ontsnappen), vooraleer men de winsten maximaal maakt. Dit komt vooral neer op een drastische vermindering van alle warmteverliezen (dankzij een hoge luchtdichtheid gecombineerd met een mechanisch dubbel flux ventilatiesysteem met een hoogrendement warmterecuperatie). Zo wordt het huis in essentie verwarmd door een passieve toevoer van buitenwarmte dankzij zonnestralen die door correct uitgemeten vensters binnendringen en dankzij energie, waarbij alle kleine warmtebronnen in huis (geproduceerd door installaties, de bewoners en hun activiteiten) toelaten om voortdurend een stabiele en aangename temperatuur in de woning te behouden. Op het eerste gezicht lijkt de investering zwaar (driedubbele beglazing met speciaal schrijnwerk, een uitstekende luchtdichtheid, een geperfectioneerde ventilatie...), maar op lange termijn is deze aanpak zeker rendabel. Men heeft berekend dat de totale kostprijs van een passiefgebouw (inclusief investeringen, concept, installaties en exploitatiekosten gedurende 30 jaar) lager is dan de prijs die men moet betalen voor een gemiddelde nieuwbouw (bron Cepheus- Cost efficient passive houses as european standards). Het «zero energy» huis en het huis met positieve energie Onder invloed van deze opkomende nieuwe energiezuinige huizen zijn er nog andere benamingen ontstaan. Zo drijft men het concept nog verder door om tot een «nulenergie» huis te komen. Dit is een huis dat op energiegebied volledig autonoom kan bestaan, dit wil zeggen, dat het zelf in de eigen verwarmings- en elektriciteitsbehoeften kan voorzien. Dit betekent dat het naast het maximaal beperken van de comfortconsumptie ook nodig is om hernieuwbare en gratis energie te integreren en dat er ook een energieproductie, bijvoorbeeld met fotovoltaïsche panelen of zelfs windenergie, moet worden geïntegreerd. Maar een huis kan een «nulenergie» huis zijn wanneer men de jaarbalans opmaakt, terwijl dit in de praktijk toch niet de hele 37
tijd volledig autonoom kan zijn. In de winter kan het meer verbruiken dan wat het produceert, en in de zomer kan het een elektriciteitsoverschot produceren (bijv. met zonnepanelen) dat het doorgeeft aan de elektriciteitsnetten (verkoop aan Electrabel, EDF...). Dan spreken we van positieve huizen omdat ze meer produceren dan consumeren. De andere benamingen Ten slotte vermelden we nog de ecologische en de bio-ecologische huizen, termen die eveneens vaak worden gebruikt, maar die doelen op een enigszins andere aanpak en niet moeten beantwoorden aan specifieke prestatievereisten. Zo zijn de huizen die we eerder hebben vermeld, allemaal bioecologische huizen omdat ze zich vanaf hun concept baseren op het bio-ecologische principe (zie artikel over de bio-ecologische architectuur) om hun energiebehoeften zo klein mogelijk te maken. Het ecologische huis, een algemene benaming die aan geen enkele strikte definitie beantwoordt, baseert zijn concept op duurzame ontwikkeling en respect voor het leefmilieu. Het streeft naar harmonie tussen comfort en ecologie. Om zijn ecologische voetafdruk te verkleinen, gebruikt het materialen waarvan de fabricage een minimale impact heeft, materialen die recycleerbaar en natuurlijk zijn, van lokale productie afkomstig zijn om energieverbruik voor hun transport te vermijden, enz. (wat men «grijze energie» noemt). Het gebruik van deze materialen zorgt voor meer comfort, toch wat de kwaliteit van de binnenlucht betreft (minder vervuilers binnenshuis). 1. Een doorgedreven isolatie van dak, wanden en vloer dragen zeker bij tot het lage energieverbruik van deze woning eventuele herstellingswerken, renovaties, verbouwingen voor een andere toepassing van het huis. En ten slotte moet men bij de afbraak of de ontmanteling ervan waken over een goed beheer van het afval en mogelijke recyclages. Volgens de energieprestaties (deze kunnen van HQE-huis tot HQE-huis sterk verschillen) kan een dergelijk huis nog diverse andere labels krijgen (Hoge energieprestatie, Laag verbruik...). De algemene principes die in deze woningen worden toegepast Of het nu gaat om een passiefhuis of om een laagenergiewoning, steevast moet men aan een reeks in houtskeletbouw. Een zonneboiler verwarmt in de zomer het zwembad, en in de winter volstaat ze voor de binnenverwarming. voorwaarden voldoen volgens vereisten die eigen zijn aan elke woning. De criteria die we hieronder opsommen, gaan allemaal in de richting van energieautonomie van de woning en ze worden in verschillende mate toegepast in energiezuinige huizen : 1 Het concept volgens de bioecologische architectuur: een dergelijk ontwerp zal naar optimaal comfort streven door de gevels en de openingen te richten volgens de standen van de zon, de overheersende winden, de vegetatie, de lawaaihinder. Kortom, hier is de oriëntatie van het gebouw van primordiaal belang. Het moet zodanig gezet en gericht (naar het zuiden) zijn dat het maximaal kan Permanente ventilatie met warmterecuperatiesysteem. Realisatie: Arkana 1 profiteren van natuurlijk licht en zeker van de zonnestralen (aanvoer van passieve warmte). De openingen moeten zodanig voorzien zijn dat de zon maximaal naar binnen kan terwijl desondanks in de zomer verschijnselen zoals het broeikaseffect in de woning worden vermeden (verre uitsteek van dakranden). Naast het integreren van het huis in het reliëf, moet men er ook op letten dat het gebouwvolume zo compact mogelijk is en moet men binnenshuis ook bufferruimten creëren. De vorm zal dus simpel zijn, met zo weinig mogelijk architecturale fantasieën (meervoudige hoeken, onderbrekingen, openingen in het dak, enz.) die tot energieverliezen leiden. Volgens dezelfde principes (ecobouw, ecobeheer, comfort en gezondheid) en in dezelfde lijn heeft Frankrijk een vrijwillig (dus niet verplicht) «haute qualité environnementale» label, of HQE label, gecreëerd dat eveneens streeft naar het integreren van duurzame ontwikkelingsprincipes in de bouw. Een HQE-huis moet onmiddellijk, globaal en op de beste manier het milieu respecteren, en dat in elke fase van zijn bestaan : op het moment van de planning, het concept, de realisatie, het gebruik, ook bij 38 2
2 Een versterkte warmte-isolatie: Ze is essentieel in dergelijke huistypes, want ze moet warmteverliezen beperken, koudebruggen elimineren en zorgen voor een aanzienlijke warmte-inertie. De gebruikelijke isolatiematerialen met een dikte van 10 tot 12 cm moeten plaats ruimen voor diktes van 20 of 30 cm, of zelfs voor een dubbele isolatie : aan de buitenzijde (sterk aanbevolen) en aan de binnenzijde. De mix van gebruikelijke isolatiematerialen en dunne isolaties kan op die manier nog worden toegepast. Voor de glasoppervlakken kiest men driedubbele beglazingen. En het schrijnwerk bestaat uit zeer sterk isolerende profielen. 3 Een optimale luchtdichtheid van het gebouw: Het omhulsel van het huis moet perfect luchtdicht worden gerealiseerd, want dit is onontbeerlijk voor het beperken van warmteverliezen (via spleten en kieren). 4 Perfect beheerste ventilatie : Bij het principe van de luchtdichtheid en de superisolatie hoort uiteraard een kwaliteitsvolle ventilatie waarmee men de lucht in huis kan verversen zonder warmteverlies. De luchtkwaliteit wordt gegarandeerd door een mechanisch en gecentraliseerd bekrachtigd ventilatiesysteem (VMC dubbele flux) met hoogrendement warmterecuperatie. Via een hoogpresterende warmtewisselaar wordt de warmte van de uitgaande lucht doorgegeven aan de binnenkomende lucht, zonder dat de luchtstromen onderling worden vermengd. Nog een extra technologisch snufje om een betere prestatie te leveren vooral bij een nieuwbouw is dat men het systeem koppelt aan een Canadese put (zie artikel over dit onderwerp). Hiermee kan men er bovenop ook nog in de winter calorieën uit de bodem halen (in de zomer doet deze put ook dienst als gratis «klimaatregeling» omdat hij dan de koelte uit de bodem in huis brengt). Het elektriciteitsverbruik van het ventilatiesysteem mag niet hoger zijn dan 0,4 kwu/m 2 getransporteerde lucht. 5 Diversifiëren van de verwarming door middel van gedecentraliseerde bijverwarmingen die bij voorkeur werken op hernieuwbare energie : meerdere hernieuwbare energiebronnen inzetten om te beantwoorden aan de (kleine) vraag naar aanvullende energie. Waterboilers op zonne-energie ; fotovoltaïsche zonnepanelen, geothermie... al deze methodes helpen om de energiebehoeften nog meer te beperken. In elk geval moet men in de eerste plaats streven naar het gebruik van hernieuwbare energieën. En als men een fossiele energie zoals gas gebruikt, dan mag dit bijvoorbeeld enkel in de winter gebeuren als aanvulling bij de productie van thermische zonnepanelen. Meer nog, fotovoltaïsche zonnepanelen (die licht rechtstreeks omzetten in elektriciteit) moeten het «fossiele aandeel» compenseren indien men naar een nulbalans en een nulobjectief streeft! Goed om weten, is dat er premies worden toegekend voor de plaatsing van zonnepanelen (of andere vormen van hernieuwbare energieën). Er is ook belastingvermindering mogelijk. 6 Een energiezuinige houding en intelligente installaties : om de energievraag te verminderen, kunt u ook kiezen voor het gebruik van installaties met een optimaal rendement, elektrische huishoudtoestellen met een laag energieverbruik (categorie A), spaarlampen... En dat alles zonder aan comfort in te boeten! Het afschaffen van elektronische waaklampen en het inzetten van 3 domotica zijn eveneens parameters die wel degelijk effect hebben. Bronnen en nuttige links www.maisonpassive.be www.passiefhuisplatform.be Toch even vermelden dat het Passiefhuis-Platform (PHP) en het Plateforme Maison Passive (PMP) door België worden gesubsidieerd om bepaalde diensten aan te bieden zoals certificeringen (dit zijn partnerorganismen van de gewesten die certificaten uitreiken, en een certificaat is noodzakelijk om premies te kunnen ontvangen). www.www.passeursdenergie.be www.passiv.de www.positieve-economie.be www.basseenergie.be 2. Dit Eco concepthuis van Durabrik kan op maat, volgens de wensen van elke bouwheer worden afgestemd. Het huis is energiezuinig (K34 en E69) en milieuvriendelijk: stevige isolatie voor de muren, de vloer en het dak, zonnecolectoren voor de waterverwarming, isolerende ramen en beglazing, een ventilatiesysteem met warmterecuperatie, een recuperatiesysteem voor regenwater en waterbesparende kranen. 3 & 4. Men kan een dak helemaal bedekken met fotovoltaïsche zonnepanelen en deze zelfs combineren met dakramen van hetzelfde formaat, geïntegreerd in het dak. Premium panelen van Schüco 4 39