Ga voor een gasloze woning met nul energie op de meter
Een woning van de toekomst is een nul-energie woning die géén energie van buiten meer nodig heeft. In de omgevingsvergunning worden eisen gesteld aan de energiezuinigheid, de zogenaamde BENG-eisen- De maximale energiebehoefte in kWh/m2 gebruiksoppervlak per jaar.
- Het maximale primair fossiel energiegebruik, eveneens in kWh per m2 gebruiksoppervlak per jaar.
- Het minimale aandeel hernieuwbare energie in procenten.
De energievoorziening is in hoge mate gevoelig voor internationale politiek en terroristische aanslagen. Het geeft een enorm gevoel van vrijheid als u voor het comfort in uw woning niet afhankelijk bent van de grillen van een buitenlandse dictator, een verre oliesjeik of van een ongrijpbare terrorist. Los daarvan leidt het verstoken van fossiele brandstoffen zoals hout, olie, kolen en gas, tot een te grote uitstoot van broeikasgassen zoals CO2 en daardoor tot klimaatverandering.
De fundering bepaalt voor een belangrijk deel de bouwkundige kwaliteit van het hele bouwwerk. Het energieverbruik van uw (toekomstige) woning wordt bepaald door de energetische kwaliteit van het ontwerp, omdat daarmee energiebehoefte kan worden voorkomen. Voor de denkrichting in alle stadia van het ontwerpproces is van groot belang het Drie Stappen Plan telkens voor ogen te houden:
1. Vermijdt de behoefte aan energie en voorkom overbodig energiegebruik (verspilling) door een goed ontwerp, zo dik mogelijke goede isolatie liefst aan de buitenkant van de bouwmassa en een goede kierdichting. Streef naar een volledig isolatiepakket met een R-waarde van minimaal 6 m2.K/W en pas (driedubbel) HR++glas toe met een U-waarde van maximaal 0,8 W/m2.K.
2. Maak zoveel mogelijk gebruik van gratis duurzame energie door gebruik te maken van warmte die er al is (in de bodem), de leefruimten van de woning en het schuine dak op de zon te oriënteren voor het gebruik van zonne-energie. Maak gebruik van de bodem voor het uitwisselen van warmte en koude. Voorkom te veel hitte in de zomer door een overstek van het dak aan de zonkant en win bruikbare warmte terug die verloren dreigt te gaan. Installeer voldoende zonnepanelen voor elektriciteit en eventueel een zonnecollector met zonneboiler voor warm water.
Aan de noord- en oostzijde dikke isolatie en zo min mogelijk glas want daar komt geen zon naar binnen en glas is een slechte isolator.
3. Als er ondanks al uw aandacht voor de punten 1 en 2 toch nog extra energie nodig is, dan is een installatie nodig om de warmte te verdelen. Voor een systeem van vloer- of wandverwarming is een laag-temperatuur-systeem nodig. Een kleine warmtepomp kan nodig zijn, maar wellicht kan worden volstaan met het oppompen van warmte of kou uit de bodem. Ontwerp niet groter dan nodig is, met een zo hoog mogelijk rendement.
Een hybride warmtepomp is bedoeld om een (bestaande) CV-ketel te ontlasten in de koudste perioden. In een goed geïsoleerde woning is een hybride warmtepomp niet nodig. Soms kan zelfs volstaan worden met een eenvoudige airco in het woongedeelte.
Door de schil van het gebouw gaat de meeste warmte verloren. Een slecht geïsoleerde gevel heeft aan de binnenkant een lage oppervlakte-temperatuur. Dit leidt tot een onbehagelijk binnenklimaat, omdat de warmte van je lichaam door het grote temperatuurverschil te snel afstraalt naar het koude oppervlak van de muur of het glas. Dikke, goed aaneengesloten (!) isolatie leidt tot een zeer comfortabel binnenklimaat. Doe het in twee dikke lagen en plaats de 2e laag isolatie over de naden van de 1e laag. Het is het verschil tussen de kwaliteit matig of uitstekend. Dat geldt voor zowel de vloer, de gevel als het dak.
Kijk hoe dik men in Skandinavie isoleert. Twintig centimeter isolatie en driedubbel glas is daar de norm. Daarmee wordt duidelijk hoe wij voor de toekomst moeten isoleren. De warmteweerstand van de bouwmaterialen (de R-waarde) moet zo groot mogelijk zijn. Voor vloer en dak is een waarde van Rc=8 een aardig streefgetal. Voor de muren moet een streefwaarde van Rc=6 geen grote problemen opleveren.
Elk materiaal heeft een lambda-waarde die de isolatiewaarde van het materiaal aangeeft. Hoe lager dit getal, hoe beter de isolatiekwaliteit. Deze lambda-waarde zegt nog niets over de eigenlijke isolatie, want het is een waarde per meter dikte. In een formule waarmee R bepaald kan worden moet dus de dikte nog worden ingebracht. De formule wordt dan: R = d / lambda. (d in meters!)
Alle R-waarden van de materialen waaruit de constructie is opgebouwd opgeteld geven de totale warmteweerstand van de constructie (R totaal). Door de twee overgangsweerstanden (binnen 0,17 en buiten 0,04) er bij op te tellen, ontstaat de warmteweerstand Rl (R lucht op lucht).
Er zijn constructies waarvan direct gerekend wordt met de warmtedoorgangswaarde, omdat het één geheel is, zoals glas. Ook van dubbel en triple glas wordt de kwaliteit met de U-waarde uitgedrukt.
De U-waarde is de warmtedoorgangswaarde van een bouwconstructie. Dat is de reciprokewaarde (het omgekeerde) van R-totaal (de weerstandswaarde). In formule: U = 1 / R totaal. Een zo laag mogelijke U-waarde wordt dus bereikt door een zo hoog mogelijke R totaal.
In gewoon Nederlands: minder warmteverlies (lagere U) ontstaat door meer warmteweerstand (hoger R-totaal). Logisch toch?
Een woning of gebouw wordt door dik te isoleren comfortabel. Zo dik mogelijk isoleren en dat zo veel mogelijk aan de buitenkant van de massa van de constructie. Daardoor wordt ook de constructie warm gehouden, ontstaat een gelijkmatige temperatuur in huis en wordt condens voorkomen. Ook ontstaat niet het onbehagelijke gevoel dat warmte van je lichaam afstraalt naar de koude wanden. Wat anderen koudestraling van een slecht geïsoleerde constructie noemen is in werkelijkheid warmtestraling van jou zelf die je afgeeft aan het koude oppervlak. Probeer het uit bij een ruit van enkel glas (bij iemand anders dus, want u heeft dat natuurlijk al lang niet meer . . .)
Door de bouwconstructie goed aan de buitenkant te isoleren wordt de oppervlakte-temperatuur aan de binnenkant hoger. Dat is comfortabeler en bovendien zal er daardoor minder snel condens ontstaan. Vochtproblemen worden met isolatie dus opgelost. Het duidelijkste voorbeeld ziet u als u enkel glas vervangt door geïsoleerd glas. Gebruik alleen het beste HR++ glas, met een zo laag mogelijke U-waarde.
Vloer, gevel en dak
Voor de vloer en het schuine dak is dik isoleren meestal niet moeilijk, omdat dit grote vlakken zijn met weinig openingen. Bij de gevel is het iets moeilijker bij de aansluitingen met kozijnen en het dak. Maar het is oplosbaar, dus laat u niet te snel weerhouden. Isolatiemateriaal moet het liefst aan de buitenkant van de constructie worden aangebracht. Daarmee wordt het bouwmateriaal van de constructie op een constant goede temperatuur gehouden. Dat is niet alleen behaaglijk, maar ook goed voor de constructie. Bovendien remt dit de mogelijkheid van condensvorming.
Om op uw gasrekening te besparen en behaaglijk te wonen moet u isoleren, isoleren en nog eens isoleren. Hierover staat veel goede informatie op internet. Isoleren, daar begint het mee!
De isolatiekwaliteit van het dubbele glas is de laatste jaren sterk verbeterd. Toch is alleen het beste goed genoeg omdat ook het beste glas nog een slecht isolerend materiaal is. Daarom moeten de koude gevels zo weinig mogelijk glas bevatten. De kwaliteit van het glas komt tot uiting in de U-waarde. Dat is de warmte-doorgangscoëfficiënt en is het omgekeerde van de R-waarde. Deze methode wordt gebruikt omdat glas slechts een enkel bouwdeel is. Andere bouwconstructies bestaan uit een aantal lagen waarvan de R-waarden bij elkaar opgeteld kunnen worden.
Glas is allereerst bedoeld om daglicht binnen te laten en om naar buiten te kunnen kijken. Het meeste daglicht komt van boven, dus hoge smalle ramen hebben een voordeel ten opzichte van lage brede ramen. Ramen tot op de vloer hebben alleen maar nadelen. Je schopt ze gemakkelijk stuk, bij regen komen er modderspetters tegenaan, je ogen zitten niet op die hoogte dus je ziet er weinig bijzonders door, het is er koud, je mist een vensterbank, je kunt er geen meubelstuk voor zetten, een cv-radiator voor zo’n slecht geïsoleerde constructie is energieverspilling en er komt vrijwel geen licht door naar binnen.
Als het zonlicht door glas naar binnen schijnt worden daardoor beschenen materialen opgewarmd. In de winter kan hierdoor gratis een behaaglijke warmte ontstaan. In de zomer kan dit in een goed geïsoleerde woning tot problemen leiden als er geen maatregelen worden getroffen. Er is een manier van zonwering nodig. Het liefst een bouwkundig overstek, omdat dit onafhankelijk van mensen in de zomer de hoge zonnestralen weert en in de winter de welkome laagstaande zonnewarmte toelaat.
Serre
Een eigen broeikaseffect kan worden gemaakt met een serre. Dit is het voor- en najaar een zeer aangename verblijfplaats, maar het is zeer belangrijk om voorzieningen te treffen tegen oververhitting in de zomer. Een goede serre heeft een zonwerend dak en glazen wanden die voor een groot deel open gezet kunnen worden. Verwarming van een serre, van welk systeem ook, is faliekant verkeerd. Die zou in de winter nodig zijn om zichzelf te beschermen tegen bevriezingsgevaar!
Mensen produceren voortdurend vocht bij allerlei woonomstandigheden, zoals: ademen, afwassen, planten water geven, het houden van vissen in een aquarium, douchen, koken e.d. Lucht neemt net zo lang vocht op tot het verzadigd is. Zo ver kun je het beter niet laten komen. Condens kan ontstaan op koude binnenoppervlakken, zoals vroeger op enkel glas. Dubbel glas loste dit probleem deels op maar blijft behelpen. HR+ glas of beter is nodig. Isolatie voorkomt dus vochtproblemen. Vocht gaat niet door een muur en kan alleen door ventilatie het huis verlaten. (zie de paragraaf ventilatie)
Ventilatie moet vochtige en bedorven lucht afvoeren om te worden vervangen door drogere lucht. Hoe raar het ook klinkt, het is buiten vrijwel altijd droger dan binnen. Dat komt omdat warmere lucht meer vocht kan bevatten dan koude lucht. Koudere buitenlucht die binnen wordt opgewarmd neemt dus vocht op.
Omdat de natuur altijd op zoek is naar evenwicht, vindt er vochttransport plaats van binnen naar buiten. Dat vocht moet niet in de constructie komen, want dan kunnen er allerlei problemen ontstaan. Om vochtproblemen in een constructie te voorkomen moet gezorgd worden dat vocht niet of moeilijk in een constructie kan doordringen. En als het er dan toch nog ingekomen is moet het er aan de buitenkant makkelijk uit vandaan kunnen. Een schuin dak met dakpannen is een goed voorbeeld van een constructie waar het vocht makkelijk uit kan. Dakpannen zijn waterdicht maar damp-open.
Een plat dak met bitumen is dus altijd een problematische constructie, omdat de damp-rem daar aan de verkeerde kant zit. Datzelfde geldt voor een dichte stalen constructie, zoals een boot. Dergelijke constructies moeten aan de binnenkant van een heel goede damprem worden voorzien, die zeer zorgvuldig moet worden aangebracht. Een lek in de damprem leidt tot vochttransport in de constructie en maakt dat alle moeite vergeefs is geweest. Een damprem kan gemaakt worden door een niet te dunne polyethyleenfolie (pe-folie) op het regelwerk aan te brengen vóórdat de afwerking daarop wordt aangebracht. Let op aangebrachte of aan te brengen elektradozen. De damprem moet daar zorgvuldig omheen worden vastgeplakt!
Vocht in de woning kan alleen door ventilatie worden afgevoerd. Het vochttransport door muren is verwaarloosbaar. Het eventuele vocht dat een constructie in gaat moet er zo snel mogelijk weer uit, want dat zou tot vochtproblemen leiden. Isolatiemateriaal dat nat wordt isoleert veel minder. Dampremmende lagen moeten daarom aan de binnenzijde van een constructie worden aangebracht. Aan de buitenkant moet een constructie damp-open zijn, maar uiteraard wel waterdicht. Een dakpan is een goed voorbeeld van een dergelijke constructie. Het is hiermee ook onmiddellijk duidelijk dat een bitumineuze dakbedekking een moeilijke constructie is. Daarbij zit de damprem namelijk aan de (verkeerde) buitenkant.
Isolatie leidt tot een hogere oppervlaktetemperatuur aan de binnenzijde van de bouwconstructie. Hierdoor treedt minder condensatie op, omdat condensatie het eerst op de koudste plek optreedt. Het duidelijkste voorbeeld is het verschil tussen enkel en goed dubbel glas. Ook op dubbel glas kan condens optreden, maar dan moet er meer vocht in de lucht aanwezig zijn, of de ruimtetemperatuur moet zo laag zijn dat ook de oppervlaktetemperatuur van het glas te laag wordt.
Een hoge grondwaterstand kan de oorzaak zijn dat er een groot deel van het jaar water onder de vloer staat. Op zich hoeft dit geen probleem te zijn, als de vloer maar goed dicht is en de muren het vocht niet laten optrekken. Aan die twee voorwaarden wordt lang niet altijd voldaan. Een vloer vertoont vaak allerlei gaten doordat er leidingen doorheen gaan en er kruipluiken of meter-putten in zitten die niet goed zijn afgedicht. Als er dan mechanische afzuiging plaats vindt terwijl alle ventilatie-openingen zijn gedicht en ramen en deuren angstvallig gesloten worden gehouden, wordt er voortdurend vochtige lucht vanuit de kruipruimte de woning in gezogen. Dit kan overigens ook plaats vinden doordat de wind zorgt voor onderdruk aan de leizijde van de woning en overdruk aan de kant waarop de wind staat. Die overdruk kan ramen juist dicht drukken, terwijl de onderdruk aan de andere kant de ramen open zuigt. Gevolg: onderdruk in de woning waardoor lucht uit de vochtige kruipruimte wordt aangezogen. Ook al lijkt de bodem van de kruipruimte droog, door de capillaire werking van de grond trekt het vocht gemakkelijk omhoog en verdampt het in de kruipruimte waardoor daar een hoge relatieve vochtigheid ontstaat.
Met de huidige gecontroleerde verwarming met warmtepompen of gesloten HR-ketels is tocht uit den boze. De luchtkwaliteit in huis moet niet door de windsnelheid worden bepaald maar met een controleerbaar ventilatie-systeem dat de hoeveelheid verse lucht regelt naar gelang de behoefte.
Dat vereist een tochtvrije woning waarin ook de aansluitingen van verschillende bouwdelen aandacht vereisen. PUR-schuim is hiervoor een eenvoudig middel, maar een slechte kierdichter omdat het niet luchtdicht is en na enige tijd los gescheurd kan raken van de bouwdelen die door droging zijn gaan krimpen. Dicht schuimband, cellenband of compriband is de beste oplossing bij alle aansluitingen en overgangen van verschillende bouwdelen en constructies. Dit moet bovendien zorgvuldig worden aangebracht en zo mogelijk worden afgeplakt om toch geen luchtlekken te laten ontstaan.
Warmte-terugwinning
Omdat voortdurend verse lucht vereist is voor een gezond binnenklimaat moet verbruikte lucht voortdurend worden afgevoerd. Die bedorven lucht heeft veel kostbare warmte in zich. Het is niet moeilijk om die warmte terug te winnen en te gebruiken om de vers aan te voeren lucht voor te verwarmen. Dat gebeurt met een warmtewisselaar waar zowel de af te voeren lucht als de verse lucht doorheen worden geleid. Het gebruiksrendement van dit systeem is belangrijk, want dat bepaalt de temperatuur van de aangevoerde verse lucht.
Met een ventilatiesysteem wordt gebruikte en vochtige lucht afgezogen uit de badkamer, toiletruimte en keuken. Meestal wordt de af te voeren lucht uit de woonkamer via de keuken en de gang afgevoerd en de lucht uit de slaapkamer via de badkamer. Tegelijk wordt verse voorverwarmde lucht naar die leefruimten gevoerd. In een groot huis kan dit systeem worden gesplitst zodat incidenteel gebruikte ruimten minder worden ververst dan de veelgebruikte woongedeelten.
De kanalen moeten rond en niet te klein worden gemaakt. In kanalen met een grote diameter hoeft de lucht minder snel te stromen waardoor tochtverschijnselen worden voorkomen en met een lager motorvermogen geruisloos en met een lager energiegebruik kan worden geventileerd. Bovendien kunnen grote kanalen makkelijker worden schoongemaakt. Dat is na enige tijd nodig. De toevoerkanalen moeten schoon zijn om schone lucht in huis te krijgen. De afvoerkanalen vervuilen het snelst en kunnen broedplaatsen worden van ongewenste organismen.
Een geringe continue luchtverversing van alle ruimten is nodig om gassen en vocht die uit de bouwmaterialen en verf verdampen af te voeren. Dit geldt in sterke mate voor een nieuwe woning. De ventilatie moet dus regelbaar zijn. De hoeveelheid te transporteren lucht kan door het toerental of het vermogen te variëren geregeld worden. Dit kan door de luchtkwaliteit te meten of door met een CO2-sensor de aanwezigheid van mensen te signaleren.
Luchten
Bij en na bouwwerkzaamheden, na veel visite, bij schoonmaakwerk e.d. is het nodig de ruimten kort maar flink te luchten door even de ramen tegen elkaar open te zetten. Naar behoefte kan dit vaker gebeuren. Kort en flink luchten ververst de lucht snel en leidt zo tot een gezonde atmosfeer zonder de bouwconstructie af te koelen. Zet wel eerst de thermostaat omlaag! Na het sluiten van de ramen is de ruimte snel weer behaaglijk.
In een moderne goed geïsoleerde woning is vaak meer energie nodig voor de verwarming van water dan voor de ruimteverwarming. Dan loont het de moeite om aandacht aan te besteden aan de warmwatervoorziening. Met een zonneboiler kan ongeveer de helft van de jaarlijks benodigde warmte voor warm water door de zon geleverd worden. Dat is in de zomer natuurlijk meer dan in de winter. Omdat gedurende het jaar ook perioden voorkomen met te weinig zon en we toch graag warm water willen hebben is altijd een na-verwarmer nodig. Dat is vaak een installatie met een voorraadboiler die eens per week op een temperatuur boven 60 gr.C wordt gebracht (tegen legionella-bacterie) en in de onmiddellijke warmwaterbehoefte kan voorzien. Een nieuwe ontwikkeling is het PVT zonnepaneel annex zonnecollector. Daarmee wordt het rendement van de opwekking zowel thermisch als fotovoltaïsch benut.
Een zonneboiler is een simpele uitontwikkelde techniek die standaard kan worden toegepast. De installatie bestaat uit een zonnecollector (een soort radiator) op het dak en een boiler waarin de zonnewarmte wordt opgeslagen. In de collector wordt water rondgepompt dat de warmte van de zon opvangt en naar het voorraadvat transporteert. De zonneboiler moet gezien worden als voorverwarmer van het koude water dat naar het warmtetoestel gaat. Is het water door de zon opgewarmd dan hoeft de installatie weinig of niets meer te doen. Op deze manier is een goede warmwatervoorziening gegarandeerd.
Hot-fill
Een standaard wasmachine en/of vaatwasser warmt een behoorlijke hoeveelheid water op met behulp van elektriciteit. Verwarmen met niet duurzame elektriciteit is energetisch niet de beste manier, omdat in een centrale die elektriciteit juist met warmte is opgewekt en er bij elk omzettingsproces verliezen optreden. Ook bij het transport van de stroom treden verliezen op. Het is dus veel efficiënter om warmte zelf direct op te wekken, zoals met de zonneboiler. Trek dus de warme waterleidingbuis door naar de wasmachine en de vaatwasser, ook al heeft u nu nog geen hot-fill machine. Die zijn al wel te koop. Let er dus op dat uw nieuwe machine hiervoor geschikt is. Jaren geleden heb ik al de All-weather van Miele aangeschaft, die zelf bepaalt of hij warm of koud water inneemt en ook op regenwater kan werken.
Er is een niet al te ingewikkeld systeem leverbaar waarmee het mogelijk is de warmte uit het afvalwater van de douche te onttrekken en aan het koude douchewater ten goede te laten komen. Voor het hoogste rendement moet de teruggewonnen warmte aan de koude toevoerleiding worden aangesloten, want daar is het verschil van temperaturen en dus de warmteoverdracht het grootst. Het heeft niet zoveel zin om iets dergelijks ook aan de badwaterafvoer te koppelen, omdat het systeem alleen iets oplevert als de warmte onmiddellijk weer gebruikt wordt. Dat is bij een bad niet het geval.
Een warmtepomp is een installatie waarmee warmte uit een medium (buitenlucht, grond of water) met een lage temperatuur kan worden onttrokken. Deze warmte kan vervolgens tot een hogere temperatuur worden opgevijzeld en gebruikt. De overeenkomst met een koelkast is dat in een koelkast warmte wordt onttrokken aan het voedsel en met een hogere temperatuur wordt afgegeven aan het rekje aan de achterkant van de koelkast (en dus aan de ruimte waarin de koelkast staat). De warmtepomp werkt dus precies andersom. Die onttrekt warmte aan de omgeving en voert het naar het gewenste punt.
Er zijn verschillende systemen. De verschillen zitten in de bron en aan de gebruikskant. Het hoogste rendement wordt gehaald als de bron een constante redelijke temperatuur heeft en aan de gebruikskant een niet al te hoge temperatuur gewenst is. Bodemwarmte in combinatie met een systeem van lage temperatuur ruimteverwarming (vloer en/of wandverwarming) levert een hoog rendement (COP) op.
De warmtepomp gebruikt voor zijn warmte in het algemeen een gratis warmtebron. In het systeem zitten echter een aantal pompen voor het transport van het water en een compressor (om m.b.v. druk de temperatuur te verhogen) die elektriciteit gebruiken. Het moet natuurlijk niet zo zijn dat er meer energie nodig is voor de installatie dan er verzameld kan worden uit de warmtebron.
Op internet staan diverse sites over energiebesparing en energiezuinig wonen. De laatste jaren is in de bouw een ontwikkeling gaande die begon met passief bouwen, maar uitgroeide tot fabrieksmatig prefab bouwen van gebouwelementen tot volledige woningen. Door het optimaal gebruik van ecologisch verantwoorde materialen en circulair gebruik daarvan is bouwen weer interessant geworden.
Wordt ongetwijfeld vervolgd . . .
(laatste wijziging 19 jan 2025)
