Energiezuinig bouwen in vijf stappen

Werkelijk duurzaam bouwen doe je door twee dingen: je bouwt duurzame hernieuwbare materialen en je bouwt energiezuinig.  Met deze maatregelen kunnen we er samen voor zorgen dat de enorme CO2- en energievoetprint van de gebouwde omgeving wordt verlaagd.

Als uitbreiding van de bekende Trias Energetica hebben wij de Energiecascade als methodiek voor onze projecten ontwikkeld. In het kort is de energiecascade een stappenplan om de energiezuinigheid van het project te ontwikkelen in samenhang met het ontwerp. 

De energiecascade bestaat uit de volgende stappen:

Stap 1: Maak een efficiënt ontwerp.

Een groot deel van de energiezuinigheid van een gebouw wordt al tijdens het ontwerp bepaald. Het verwarmd gebouwvolume is hierin van groot belang. Hoe minder gebouwvolume, des te minder verwarmingsbehoefte. Om zo energiezuinig mogelijk te bouwen maak je daarom het gebouw niet groter dan nodig. Daarnaast voorkomt een eenvoudige vorm zonder veel lastige aansluitingen zogenaamde koudebruggen en luchtlekken. Een goede oriëntatie van de woning houdt rekening met de dominante windrichting en de baan van de zon gedurende de seizoenen.

Mits voorzien van actieve zonwering bouw je met ramen gericht op het zuiden een stuk energiezuiniger. Ramen op het noorden zijn goed voor de verlichting van de binnenruimte en dragen in de zomer weinig bij aan teveel opwarming. Omdat er weinig zon op valt, is de noordgevel ook de koudste gevel van de woning. Het is dan ook de eerste gevel waarnaar gekeken moet worden om de isolatie te verhogen.

Bij de zongerichte schuurwoning is een groot deel van het glas aan de zuidkant gepositioneerd, wat in het voor- en naseizoen voor veel gratis warmte zorgt. De minimalistische schuurwoning in Westerbork heeft daklichten op het noorden, die zorgen voor constant natuurlijk daglicht midden in de woning.

Stap 2. Minimaliseer de warmteverliezen.

Energiezuinig bouwen begint bij goede isolatie. Dit helpt niet alleen tegen het afkoelen in de winter, maar ook tegen het opwarmen in de zomer. In de BENG-norm (Bijna Energie Neutraal Gebouw) die op 1 januari 2021 is ingegaan, zijn eisen opgenomen voor de temperatuuroverschrijding in de zomer. Investeren in goede isolatie is belangrijker dan investeren in energiezuinige installaties en levert op de lange termijn een hoger rendement op. In onze projecten gaan wij daarom uit van een Rc-waarde van minimaal 6 en bij voorkeur 8 in plaats van de lagere waarde die het Bouwbesluit voorschrijft (3,5 voor de begane grondvloer, 4,5 voor gevel en 6 voor dak).

Een belangrijke stap bij energiezuinig bouwen en het minimaliseren van warmteverliezen is het verbeteren van de luchtdichtheid. Aansluitingen tussen kozijnen en wanden of tussen het dak en de wanden moeten goed afgedicht worden. Hiermee voorkom je ongewenste ventilatie met koude buitenlucht.

Het niveau van luchtdichtheid wordt beïnvloed door de manier waarop de details zijn uitgewerkt door de architect en de nauwkeurigheid van bouwen. Het duurzame strandhuis bleek na de blower-door test een gemiddelde Qv10-waarde te hebben van 0,165 dm3/s/m2. Dit is supergoed: twee keer zo luchtdicht als de eis gesteld in het ontwerp en gelijk aan het niveau voor passiefhuizen.

Natuurlijk is goede ventilatie belangrijk voor een prettig binnenmilieu. Een wtw-installatie is hierin de beste keuze: via een centraal punt gaat de lucht de woning in en uit, met het voordeel dat de wtw-installatie de warmte uit de binnenlucht haalt voordat het naar buiten gaat. Dit scheelt veel energie ten opzichte van een ventilatiesysteem met alleen mechanische afzuiging en roosters boven de ramen.

Stap 3. Zorg voor een efficiënte warmteopwekking en warmteafgifte.

Na het energie-efficiënte ontwerp en de optimale isolatie, is het tijd om te kijken naar de verwarmingsinstallaties. De verwarming van de woning bestaat uit drie onderdelen. Het afgiftesysteem (radiatoren, vloerverwarming), het verwarmingselement (CV ketel, warmtepomp) en de warmtebron (gas, elektra, buitenlucht, de bodem). Voor nieuwbouw is een warmtepomp inmiddels de standaard. Hierbij hoort een lage temperatuur afgiftesysteem zoals vloerverwarming, luchtverwarming of radiatoren met ventilator. Dit is een efficiënt systeem waarbij geen gas meer nodig is. Wel verbruikt de warmtepomp een stuk meer elektriciteit dan de overige elektrische apparaten in huis. Je hebt ongeveer 10 PV panelen nodig om het jaarlijkse elektriciteitsverbruik van de warmtepomp te compenseren.

Stap 4. Zorg voor lokale opslag van overproductie.

Opslag van energie is op het moment nog volop in ontwikkeling. Wel is dit met het overbelaste electriciteitsnetwerk wel steeds belangrijker.

Er zijn twee typen energieopslag. Als eerste de seizoensopslag. Hierbij sla je de warmte van de zomer maandenlang op om het in de winter te gebruiken. Een voorbeeld hiervan is bodemwarmte. De warmtepomp onttrekt in de zomer warmte uit de woning en stopt dit op een diepte van 60 – 120 meter in de grond. De grond behoudt deze warmte tot in de winter, waarna de warmtepomp het weer uit de grond onttrekt. Dit systeem is bijvoorbeeld toegepast bij de circulaire villa in Ter Aar.

Met de elektriciteit opgewekt door PV-panelen is de seizoensopslag lastiger. Voor de opslag van al het overschot aan electriciteit in de zomer tot aan de winter zijn enorm veel accu’s nodig. Zelfs een goed geïsoleerde woning met warmtepomp verbruikt alleen voor verwarming in de winter zeker 1000 kWh aan elektriciteit. Dat zijn minimaal 10 Tesla’s of 75 Powerwalls aan opslag. Voor elektriciteit is daarom dagopslag een betere optie. De overproductie van de zon overdag wordt opgeslagen voor als de zon onder is gegaan. Dan hoeft alleen het verbruik van één dag te worden opgeslagen. Dat gaat slechts om 7 kWh.

Met warmteopslag in de bodem is inmiddels veel ervaring. Op dit moment zijn echter de thuisbatterijen of thuisaccu’s, ook op de kleine schaal, nog erg duur en is de technologie nog niet standaard. Verder wordt geëxperimenteerd met opslag van energie in de vorm van waterstof. Nu PV-panelen op het huis de standaard worden, is de lokale opslag van energie noodzakelijk om de volgende stap te zetten in de verduurzaming van de woningen.

Stap 5: Ga bewust om met je energieverbruik

Tot slot kan met een verstandig gebruik van de woning veel energie bespaard worden. Door de verwarming een graad lager te zetten ‘s nachts en goed te ventileren wordt veel bespaard.

Een van de maatregelen die wij treffen in onze woningen is het mogelijk maken van nachtventilatie. Door enkele ramen zo te maken dat deze inbraakveilig open kunnen blijven staan, kan de woning de hele nacht door sterk geventileerd worden. Hiermee kan de woning op een passieve manier en zonder gebruik van airco worden teruggekoeld.

Dit systeem werkt het beste met een woning die snel reageert op temperatuurverschillen. Een zware stenen woning is traag door de vele massa die in de constructie zit. Deze zal hierdoor niet zo snel opwarmen maar als de warmte erin zit ook niet gemakkelijk weer afkoelen. Een houten woning daarentegen is wat sneller opgewarmd maar ook weer sneller afgekoeld. Naast de CO2-voetprint van de bouwmaterialen is dit een argument om voor een houten woning te kiezen: de binnentemperatuur kan veel sneller aangepast worden. Het is dan bijvoorbeeld mogelijk de temperatuur overdag als iedereen druk bezig is wat lager te houden en pas ‘s avonds weer hoger te zetten. Onnodig verbruik wordt hiermee vermeden.