energieneutraal en gedrag

, om een woning aan de toekomst aan te passen. We willen namelijk geen enkele concessie doen aan het comfort: alles moet hetzelfde blijven, maar nu met hernieuwbare bronnen. Die zijn helaas niet continu beschikbaar, de leveringszekerheid is laag, dus er zijn allerlei capriolen nodig om dat geregeld te krijgen, straks mogelijk zelfs met een waterstof netwerk. Het zal niet verbazen dat de impact van de realisatie zelf, de energie gestoken in materialen en installaties sterk oploopt, en soms zelfs al meer is als operationele energie, over de levensduur gerekend. [1]
Maar dat is niet het grootste probleem: de energie, en daarmee gepaard gaande CO2 emissies, zijn voor de aanpassingen en installaties al direct bij voorbaat uitgestoten, en niet over de levensduur gespreid (al wordt in de meeste instrumenten wel gedaan alsof dat het geval is). Terwijl we juist nu drastisch terug moeten in emissies, niet over 50 of 75 jaar. Ieder nieuwbouw die niet klimaatneutraal is voor 2030, snoept enorm aan dat CO2 budget, en beperkt dus de restant budget voor renovaties. [2] Het CO2 budget dat nog maximaal uitgestoten mag worden om rond de 1,5 graad in opwarming te blijven, en dan ook het afgeleide Nederlands deel voor de bouwsector, is in 2026 op, zo rekenden partijen onlangs uit. Dat vergt dus een drastische aanpak. [3]

Constructief zijn we aardig op weg met een omslag, biobased bouwen krijgt eindelijk vaste grond onder de voeten. Bouwen met gegroeide of geërodeerde grondstoffen is enorm gunstig in productie en maak-energie (embodied energie). Dat kan tot wel 50% schelen voor vergelijkbare woningen.
Maar dan dus de uitrusting van de woning, de installaties. Dat is lastiger, die zijn niet te maken van biobased materialen, en veelal van allerlei soorten metalen, met een hoge intrinsiek milieu-impact*, in winning en productie. En overigens ook met een dreigende schaarste, metaalertsen zijn steeds minder verzadigd, er moet dus steeds meer energie in om dezelfde hoeveelheid zuiver metaal te verkrijgen. De rijke ‘ertsen’ hebben we al gebruikt. Dat bijt zichzelf in de staart.[4]
Kan dat niet anders, zijn er geen alternatieven te bedenken waarbij het mes van meerdere kanten snijdt? En dat vinden we in Oostenrijk, aanleiding om dat ook voor hier eens et onderzoeken.

0. Oostenrijks concept 2226
   Al weer meer dan 10 jaar geleden opende het architectenbureau Baumschleger-Eberle nabij Bregenz zijn eigen nieuw kantoor. Op zich niets bijzonders behalve dat dit kantoor geen verwarming nodig had. Er zat zelfs geen verwarmingsinstallatie in. Toen ik het later bezocht bleek het prima te werken, en hadden de medewerkers geen klachten. Het principe is dat de detaillering, isolatie, massa, interne warmte en zoninstraling zo waren uitgekiend dat over het hele jaar een comfortabele binnentemperatuur van tussen de 22 en 26 graden gehandhaafd werd. (zie oa de grafieken hier [5]) En dat in Oostenrijk, waar het ook redelijk koud kan worden. Ventilatie was ingecalculeerd, via door CO2 gestuurde te openen ramen. Uiteraard was er iets meer materiaal cq massa geïnvesteerd, maar enorm bespaard op installaties. En dat zijn over het algemeen materialen met een hoge impact. Een eerdere analyse daarover is hier te vinden: [6].
   Het concept sloeg in het begin totaal niet aan onder potentiële opdrachtgevers. Die durfden het niet aan, een gebouw zonder verwarming. Maar na aantal jaren verschenen er toch vervolgprojecten, eerst nog kantoren, maar een jaar of 5 geleden ook een woningcomplex in het dorpje Graf. [7] Ook daar langs geweest, en na drie jaar bewoning bleken de bewoners prima tevreden. Ze hadden wel een infraroodpaneel, voor lichte bijverwarming in het geval van een extreem koude periode, maar die hadden ze nog geen enkele keer gebruikt.
   Vooral de aanpak van ventilatie is uniek: in de eerste plaats is gekozen voor piekventilatie, dat wil zeggen, niet een constante ventilatie stroom aanhouden, maar sturen op luchtkwaliteit: De CO2 waarden lopen langzaam op, en pas op het van te voren vastgestelde kritieke punt gaan de ramen open, tot de kwaliteit weer onder een vastgesteld niveau is gedaald. Dat bleek een energie efficiëntere manier van ventileren. Op de tweede plaats bleek uit onderzoek dat CO2 zich concentreert aan de boven en onderkant van de ruimte, en in het middendeel lager blijft. Door daar op te sturen kan de ventilatie hoeveelheid ook lager blijven. [8] Het CO2 schakel moment ligt op 1200 ppm.
   Recent verscheen er een studie , of dat concept ook in andere klimaatzones bruikbaar zou zijn, en wat bleek, dat moest mogelijk zijn. [9]

0.1 overwegingen
Dat zet dus aan het denken: kan dat nou niet anders? En zou het ook in Nederland mogelijk zijn om zonder ( verwarmings-) installaties te bouwen? Immers, echt koude winters kennen we hier amper meer, ze worden zelfs warmer. En is het nou nodig om alles tot op de graad te kunnen regelen? Ongeacht omstandigheden? Er wordt door overheden en bedrijven vooral gestuurd op technische oplossingen, om maar niets te hoeven aanpassen, en om de bedrijvigheid in stand te houden. Maar dat is vreemd natuurlijk, als alles er op wijst dat we gigantische problemen tegemoet gaan, die nog worden versterkt door meer consumptie, ook in installaties, en het niet meer dan logisch zou zijn dat de mens zichzelf ook enigszins zou aanpassen aan de omstandigheden. Vergelijk het met voedsel: iedereen weet dat je in principe seizoensgroenten moet eten, en geen aardbeien in de winter. Hetzelfde met klimaat en energie: als er minder energie is, zoals met hernieuwbare bronnen in de winter, dan moet je ook minder energie gebruiken, ipv alles met systemen uit te rusten om in de meeste beroerde omstandigheden nog naakt door de kamer te kunnen dansen (bij wijze van spreken, toch?).

Kan het dus niet anders, desnoods met wat aanpassingen, in bouw, uitrusting en/of gedrag?
Het is immers bekend van bijvoorbeeld passief huizen of aardehuizen, dat verwarming amper nodig is, zeker in zachte winters, en dat wanneer een iets lagere lucht temperatuur wordt geaccepteerd, de verwarming veelal uit kan blijven. Daar staat dan wel een wat hogere investering in materialen tegenover (isolatie, en/of massa-leem), maar wanneer verwarmingsinstallaties achterwege kunnen blijven, is er een enorm voordeel te halen.
Uiteraard in operationeel energiegebruik, en evt gerelateerde CO2 emissies, maar vooral ook in materiaalgebruik, zowel in het achterwege laten van installaties, met veelal een hoge embodied energie, meer als extra meer isolatie bijvoorbeeld, maar daarentegen ook reductie in de niet benodigde infrastructuur van het energienet.

Verwarminsgloos, het concept van 2226, heeft dan twee voordelen: de embodied energie wordt voor het geheel lager, en de operationele gebouwgebonden energie valt weg. Het streven is dus te onderzoeken hoe ver we in ‘installatie arm’ kunnen gaan, evt zelfs ‘installatie loos’.
De focus in deze verkenning is in eerste instantie gericht op nieuwbouw, en dan met name op appartementen gebouwen van max. 4 lagen. (anders loopt energie en materiaalgebruik weer snel op door pompen en liften bijvoorbeeld) [10]. Appartementen hebben natuurlijk als voordeel dat ze voor een groot deel omsloten zijn door belendende woningen, wat vele voordelen oplevert mbt warmteverliezen. Om een indruk te krijgen van de mogelijkheden hebben we een bepaalde case genomen, en een aantal variabelen benoemd. De case is een appartement van 70 m2 10 breed en 7 diep, op het westen en rug aan rug met een appartement op het oosten.

0.2 Variabelen
We beschouwen hier het gebouwgebonden energiegebruik, dus verwarming en ventilatie. Daarbij staat niets van te voren vast, dat wil zeggen alle parameters kunnen aangepast worden om na te gaan in hoeverre we de situatie qua binnentemperatuur beheersbaar kunnen houden. Als uitgangstemperatuur is 20 graden lucht temperatuur aangenomen (overeenkomstig NTA8800) , en niet 22 zoals in Oostenrijk. 22 Graden is aan de hoge kant, zeker bij goed geïsoleerde woningen zal de stralingstemperatuur hoger zijn en kan de luchttemperatuur wat lager. Hier zijn we in de basis situatie uitgegaan van 20 graden. Maar ook daarmee kan gespeeld worden, het hoeft juist niet onwrikbaar constant te zijn! Uiteraard zijn er dan vele andere parameters die kunnen variëren: Bouwkundige: zoals glasoppervlak en R-waarde, isolatieniveau, massa, alsmede compartimentering in temperatuur. Ook aan de niet-bouwkundige kant zijn er variabelen die soms per dag variabel kunnen zijn , zoals interne warmtelast, toekomstig klimaat profiel, en gedragsaanpassingen. Koken is elektrisch aangenomen, om CO2 niveaus binnen laag te houden.

We zijn als eerste uitgegaan van de standaard berekening volgens de BENG methode: wat levert dat voor resultaat? Dan wordt duidelijk waar de mogelijkheden en obstakels zitten. Daarna zijn we die een voor een nagelopen, en gekeken wat er gebeurt als we bepaalde aanpassingen doen of gedragscomponenten aanpassen. Zo ontstaat langzaam een beeld van de mogelijkheden.