Betekenis bouwmethode voor bouwers en bewoners.
Passiefbouw is ‘hip, hot en happening’. Woningen, scholen en kantoren worden steeds vaker als passiefgebouw uitgevoerd. Maar wat houdt die bouwmethode in, waarom is deze zo interessant en wat betekent ze voor bouwers én bewoners.
Een passiefgebouw is een gebouw waarin de thermische behaaglijkheid (comfort) alleen door het verwarmen of koelen van de verse lucht, die nodig is voor voldoende luchtkwaliteit (gezondheid), wordt gewaarborgd zonder daarvoor extra luchtcirculatie te gebruiken. ’ Aldus de definitie van een passiefgebouw. Onafhankelijk van het klimaat of andere gebouweigenschappen zijn comfort en gezondheid een must. Het passiefbouwen is een totaalconcept voor het bereiken van het hoogst mogelijke comfort. Een gezond binnenklimaat is daarbij een vaste onderliggende voorwaarde waaraan niet mag worden getornd. Waarmee wordt bedoeld dat een gezond gebouw ook oncomfortabel kan zijn, maar een comfortabel gebouw nooit ongezond mag zijn. Dit is op zich al het grootste voordeel van de PHPP(passief)-rekenmethode ten opzichte van de EPC-rekenmethode. Met de EPC-systematiek zijn namelijk ongezonde, oncomfortabele en onrendabele woningen te ontwerpen, die aan de berekening voldoen en waarvoor een vergunning verkrijgbaar is.
Passieve warmte
Uit eerder genoemde definitie volgt dat een passiefgebouw door middel van de ventilatielucht wordt verwarmd. Hiervoor moet de totale warmtevraag voor verwarming van het gebouw zo laag zijn, dat de benodigde warmte via de ventilatielucht in het gebouw is te brengen. Deze lage warmtevraag wordt bereikt door het gebouw zeer goed te isoleren, tocht en koudebruggen te voorkomen, warmte uit ventilatielucht terug te winnen en zoveel mogelijk zon-georiënteerd te bouwen. Het gebouw kan daarna grotendeels door interne warmtebronnen zoals lichaamswarmte, warmte van apparatuur en installaties of zonlicht worden verwarmd. Warmte die ontstaat zonder daarvoor actief iets te hoeven doen. Ofwel passieve warmte die ontstaat door het gebruik. Hieraan dankt een passiefgebouw zijn naam: zoveel mogelijk opwarmen via passieve warmte.
Waarom?
Voorzie je een gebouw van dikkere isolatie of driedubbel (triple) glas in plaats van dubbel glas, dan wordt het gebouw iets duurder. Tegelijkertijd nemen de stookkosten af. Hoe beter een gebouw wordt geïsoleerd, hoe minder aardgas nodig is. Elk huis heeft een verwarmingsinstallatie, ook een passiefhuis. De vraag is: wat voor een? Een gebouw met een isolatiewaarde van Rc = 5 m2⋅K/W heeft een traditionele verwarmingsinstallatie nodig met radiatoren of vloerverwarming. Geef je een gebouw een isolatiewaarde van circa Rc = 10 m2⋅K/W mee, dan is een traditionele verwarmingsinstallatie overbodig. Kleine verwarmingselementen, aangebracht in de ventilatietoevoerbuizen zijn voldoende. Deze kleine verwarmingselementen zijn zeer goedkoop en kunnen met elektriciteit of warm water worden gevoed. De besparingen zijn zichtbaar in de grafiek op afbeelding 2.
Daarom!
Beginnend rechts onder in de grafiek staat het getal 60. Ofwel: het huis heeft 60 kWh/m2⋅a aan energie nodig voor verwarming (a = jaar). Dit komt overeen met circa 6 m3 aardgas per m2 per jaar. Een gemiddelde twee-onder-een-kapwoning met 125 m2 gebruiksoppervlak verstookt dan op jaarbasis (6 m3/m2⋅a) × (125 m2) = 750 m3/a en komt uit op een EPC van circa 0,6. De blauwe lijn in de grafiek stelt het energiegebruik bij deze woning voor. De totale woonlasten zijn bouwkosten + energiegebruik = de groene lijn. Wordt het huis beter geïsoleerd, dan nemen de bouwkosten toe (rode lijn). Die stijgen naarmate de isolatie verbetert (naar links). De stookkosten verminderen echter (blauwe lijn).
Optimum
Bij 15 kWh/m2⋅a (op de scheiding gele en grijze vlak) gebeurt er iets bijzonders: de bouwkosten (rode lijn) stijgen tot aan 15 kWh/m2⋅a en zakken dan ineens naar beneden. Dit is waar het om draait. Bij voldoende isolatie wordt een traditionele verwarmingsinstallatie overbodig en is deze investering niet nodig. Het huis wordt dus een stuk goedkoper. Nog meer isoleren betekent vervolgens dat de bouwkosten snel stijgen zonder dat daar een grote energiebesparing tegenoverstaat. Bij te weinig isoleren, is een verwarmingsinstallatie noodzaak en wordt het huis te duur. Kortom, het optimum ligt rond de 15 kWh/m2⋅a.
Criterium
Om zo kostenefficiënt mogelijk te bouwen, moet je dus via de ventilatielucht kunnen verwarmen. Lukt dit, dan bespaar je de investering in een traditioneel verwarmingssysteem en kun je dit geld gebruiken om in isolatiemateriaal te investeren. Verwarmen via ventilatielucht lukt alleen als de lucht niet te veel hoeft te worden verwarmd. Lucht is te verwarmen tot maximaal 50 °C. Kom je daarboven, dan begint de lucht naar verbrand stof te ruiken. De temperatuur in de woning is 20 °C. De lucht is daarom maximaal 30 °C te verwarmen. Een mens heeft circa 30 m3/h nodig. Om 1 m3 lucht 1 °C te verwarmen, is 0,33 Wh energie nodig. In de bouwfysica wordt niet gesproken over graden Celsius, maar over Kelvin: bij temperatuurverschillen geldt 1 °C = 1 K. Via de ventilatielucht is daarom per persoon 300 W aan warmte aan te voeren, volgens onderstaande berekening: 30 K (50 °C - 20 °C) × 0,33 Wh/m3⋅K × 30 m3/h⋅persoon = 300 W/persoon. Heeft een persoon 30 m2 gebruiksoppervlak ter beschikking, dan kan per m2 gebruiksoppervlak (300 W/persoon) / (30 m2/persoon) = 10 W/m2 worden aangevoerd. Lukt 10 W/m2 niet en moet dit meer worden, dan ontstaan er problemen met het comfort. De lucht moet heter worden of er moet meer lucht worden rondgeblazen. Deze 10 W/m2 is daarom het belangrijkste criterium voor een passiefhuis. Een passiefhuis mag ook 16 of 17 kWh/m2⋅a aan warmte-energie nodig hebben, zolang het huis gezond en comfortabel via de ventilatielucht is te verwarmen en je de laagste woonlasten bereikt.
Ing. G. H. (Henk) Wegkamp
