Zomercomfort integreren in ontwerp

Tekst: Ing. E.J.A. Roijen, Cauberg-Huygen Raadgevende Ingenieurs BV Maastricht

De energieprestatiecoëfficiënt voor woningen en woongebouwen is op 1 januari 2006 aangescherpt naar 0,8. Tevens is een nieuwe versie van de norm NEN 5128 aangewezen als berekeningsmethode. In deze NEN 5128:2004 is de belangrijkste aanvulling dat er rekening wordt gehouden met de zomersituatie. De reden hiervan is dat recent gerealiseerde woningen met een goede thermische isolatie en een hoog aandeel passieve zonne-energie een goede energieprestatiecoëfficiënt hebben, maar dat het zomerklimaat door oververhitting te wensen overlaat. Uit de praktijk zijn voorbeelden bekend waarbij de binnentemperatuur tijdens een warme zomerperiode oploopt tot meer dan 50º C overdag en ’s-nachts nog altijd meer dan 30º C bedraagt.

Om te voorkomen dat deze trend zich doorzet is in de nieuwe berekeningsmethode de energiepost zomercomfort geïntroduceerd, die per bouwlaag wordt berekend. Dit vereist dat de gebouwinvoer voortaan per bouwlaag moet gebeuren. Een woning waarin in een groot gedeelte van de tijd te hoge binnentemperaturen optreden, heeft een hoge energiepost voor zomercomfort (Qzom,comf).

Deze energiepost wordt berekend door het warmteoverschot fictief te koelen met een koelinstallatie met een vrij ongunstig rendement (vergelijkbaar met mobiele air-conditioners). Indien de betreffende woning daadwerkelijk wordt voorzien van actieve koeling dan neemt de energiepost zomercomfort weliswaar af tot nul, maar speelt het werkelijke energieverbruik voor de mechanische koeling (‘airco’) een rol.

Daardoor is de EPC van een woning met mechanische koeling vrijwel gelijk aan die van een woning zonder koeling. Gunstiger voor de EPC zijn dus de energiezuinigere systemen van vrije koeling (koeling met koude uit bodemopslag) en een warmtepomp in zomerbedrijf. Voor beide systemen is echter een koude bron (bodemwarmtesysteem of warmte-koude opslag) noodzakelijk.

Welke bouwkundige maatregelen kunnen voor een acceptabel zomerklimaat in het gebouwontwerp worden opgenomen? Daarbij zijn vele factoren van invloed: de oriëntatie; de beglazing en afmetingen van de ramen; de buitenzonwering en bouwkundige belemmeringen; de gebouwmassa; de spuimogelijkheden; de isolatiegraad.

Zonwering
Een goed woningontwerp maakt optimaal gebruik van passieve zonne-energie door de laagstaande zon in het stookseizoen, maar weert in de zomer de hoogstaande zon (zie illustraties boven).

Uit variantberekeningen van een twee-onder-een-kap woning blijkt dat het toepassen van zonwerende beglazing niet leidt tot een lagere EPC en bij zeer lage ZTA-waarden (0,3) zelfs een iets hogere EPC oplevert. De reden hiervan is dat bij dalende ZTA-waarde de (fictieve) koelbehoefte weliswaar afneemt, maar dat de energiepost voor ruimteverwarming in het stookseizoen sneller toeneemt omdat er minder warmtewinst is door zontoetreding. (zie grafiek).

Het toepassen van een buitenzonwering op de zuidgevel levert een reductie van de EPC van gemiddeld 0,02 op. We zien in de praktijk echter dat deze in de winterperiode ook vaak gebruikt wordt om verblinding door de laagstaande zon te voorkomen. De vraag dient zich dan ook op of er dan in de praktijk nog enige warmtewinst te boeken is.

Een vaste zonwering in de vorm van een constant overstek op het zuiden of rondom het gebouw levert eveneens een EPC-reductie van 0,01 tot 0,02 op. Hierbij speelt hetzelfde zomer/winter-effect een rol als bij de zonwerende beglazing. Daarbij zijn uitkragingen en overstekken ook nog begrensd door de daglichteisen uit het Bouwbesluit.

Ventilatie
Verhoogde zomernachtventilatie (door gebruik te maken van spuivoorzieningen) wordt in de EPC-methodiek niet gehonoreerd, omdat dit naar oordeel van de normcommissie teveel bewonersafhankelijk is. Vanuit de praktijk kan het veelvuldig gebruik (moeten) maken van spuivoorzieningen voor temperatuurbeheersing voorts stuiten op bezwaren vanwege inbraakgevoeligheid en regeninslag.

Bij woningen voorzien van gebalanceerde ventilatie met warmteterugwinning levert het toepassen van een bypass een EPC-reductie van circa 0,02 op. Deze voorziening is overigens verplicht voor woningen die binnen de GIW-garantie vallen.

Gebouwschil
Is het nog zinvol om de gebouwschil extra te isoleren omdat dit kan bijdragen aan oververhitting in de zomerperiode? Dat blijkt zeker zinvol te zijn. Bij een verdubbeling van de Rc-waarde van 2,5 m2.K/W (wettelijk minimum) naar 5,0 m2.K/W neemt de EPC af met 0,10 (zie grafiek). De energiepost Qzom;comf neemt weliswaar enigszins toe bij stijgende gebouwisolatie (+ 400 MJ), maar dit weegt niet op tegen de verlaging van de energiebehoefte voor ruimteverwarming (- 7100 MJ)

De thermische capaciteit (warmtebufferend vermogen) van de woning is van duidelijke invloed op de EPC. Een volledig houtskeletbouw woning heeft een EPC die circa 0,05 hoger ligt dan een traditionele, zware bouwwijze.

Conclusie
Het realiseren van woningen met een EPC van 0,8 is niet zo maar kiezen voor betere installaties of alle EPC-onderdelen iets verbeteren. Er zal integraal naar bouwkundige en installatietechnische voorzieningen gekeken moeten worden, waarin het zomercomfort c.q de koeling uiteindelijk een marginale rol van circa 5 % van het totale energiegebruik speelt.

Een hulpmiddel hierbij is de Toolkit duurzame woningbouw (*) . Deze geeft voor verschillende woningtypen niet alleen maatregelenpakketten om een EPC van 0,8 te realiseren, maar geeft ook de financiële aspecten en het verwachte (zomer)comfort aan.

* Toolkit duurzame woningbouw voor ontwikkelaars, gemeenten en ontwerpers; Aneas; 2005

Het GIW geeft in haar garantiebepalingen (*1) aan dat maximaal 200 overschrijdingsuren boven 25°C zijn toegestaan. Het aantal overschrijdingsuren is daarbij bepaald volgens de ZTW-module in het EPN-programma. Als er volgens deze sneltoets sprake is van meer dan 200 overschrijdingsuren boven de 25°C, dient altijd een temperatuuroverschrijdingsberekening te worden gemaakt. Als norm wordt gesteld dat de maximale overschrijdingsuren niet meer dan 250 uur mag bedragen. Spuivoorzieningen worden hierbij niet als middel voor temperatuurbeheersing gezien.

Om aan het Certificaat Zonnewoning (*2) van het WNF, SenterNovem en SKW Certificatie te voldoen mag de temperatuuroverschrijding per verblijfsgebied boven 25°C maximaal 300 uren per jaar zijn. Dit wordt beoordeeld via de ZTW-module in NPR 5129. Dit is dus minder streng dan de GIW-bepaling.