Duurzaamheid > Milieusparende voorzieningen
Milieusparende voorzieningen
De woningen van Vriendenerf zijn ontworpen op het criterium Energie-neutraal of “nul-op-de-meter” (NOM). Deze termen zijn niet geheel identiek. De term “nul-op-de-meter” is het meest eenvoudige: Het totale gebruik zoals afgelezen op de elektriciteitsmeter is over een jaar gelijk aan nul kWh.
In bovenstaande tabel is te zien hoeveel de PV-panelen opleveren en hoeveel de installatie voor verwarming, koelen, ventilatie en warm water per jaar gebruikt. Het verschil is beschikbaar voor de overige huishoudelijke toepassingen zoals verlichting, koken (inductie), computers, televisie en radio.
Dit betekent ook, dat een woning nooit als “nul-op-de-meter” verkocht kan worden. De aannemer en installateur kunnen immers wel voor bepaalde voorzieningen kiezen, maar het gedrag van de bewoners heeft ook een heel sterke invloed. De prestatiegarantie van het verwarmingssysteem is bijvoorbeeld gebaseerd op een gemiddelde thermostaat-instelling van 20 ˚C en op het éénmaal per etmaal opwarmen van de warmwatervoorraadvat (150 liter). Als je de thermostaat op een temperatuur van 24 ˚C zet en de hele dag onder de douche staat, komt het jaarlijkse elektriciteitsverbruik heel wat hoger uit dan de gegarandeerde waarde.
Als je een duurzaam huis wilt bouwen moet je er eerst voor zorgen dat de warmtevraag zo klein mogelijk is. De eenvoudige gedachte hierachter is, dat je alle warmte die je niet verliest ook niet hoeft op te wekken. Bij Vriendenerf zijn de begane grondvloeren, de buitenwanden en dakplaten zeer goed geïsoleerd. Dat wordt uitgedrukt in de waarde van de warmteweerstand. Bij ons is dat 5 tot 6 m2 .K/Watt. In het algemeen verkrijg je dat bij een dikte van 20-25 cm van de isolatielaag. Ook de ramen zijn van een hoge kwaliteit: HR++
Een groot deel van het warmteverlies wordt veroorzaakt door ventilatie. Bij conventionele systemen wordt alleen lucht uit de woning afgezogen (via keuken, badkamer en wc). Deze lucht verlaat de woning warm, terwijl er koude buitenlucht voor in de plaats komt, die dus weer moet worden opgewarmd. Die vervanging van warme lucht door koude lucht vertegenwoordigt een groot verlies.
In Vriendenerf is een systeem van “gebalanceerde ventilatie met warmteterugwinning (WTW)” toegepast. De afzuiging van lucht is identiek aan die in de conventionele situatie, maar er wordt nu in een tweede kanalensysteem precies dezelfde hoeveelheid lucht aan de woning toegevoerd (“gebalanceerd”). Dit gebeurt in alle “verblijfsruimtes” (bijvoorbeeld woonkamer, slaapkamer, etc.). In een warmtewisselaar wisselen deze stromen warmte uit.
Dus de afgezogen warme lucht wordt tot bijna de buitentemperatuur afgekoeld en met die warmte wordt de binnenkomende buitenlucht voorverwarmd. Daarmee verdwijnt het eerdergenoemde warmteverlies. Bovendien wordt de verse buitenlucht warm ingeblazen: ook tochtklachten behoren tot de verleden tijd.
Nadat de warmtevraag van de woning sterk is gereduceerd door isolatie en WTW (zie boven) is aandacht besteed aan het rendement van de warmteopwekking. Daartoe is in iedere woning een warmtepomp geplaatst. Deze is aan de ene kant (warmtebron) verbonden met een ‘bodemwarmtewisselaar’ en aan de andere kant (warmteafgifte) met een vloerverwarmingssysteem en een buffervat voor warm water.
De bodemwarmtewisselaar bestaat uit 3 tot 5 U-vormige buizen van 50 meter diep in de bodem onder de woningen waardoor water circuleert.
Door de vloerverwarming stroomt in de winter warm water voor verwarming en in de zomer koud water voor koeling.
Voor het rendement van de warmtepomp is het heel belangrijk dat het temperatuurverschil tussen bron en afgifte systeem zo klein mogelijk is. Daarom is de bodem met zijn over het jaar gemiddelde temperatuur van ongeveer 10 ˚C heel geschikt. Ook vloerverwarming, met een watertemperatuur van maximaal 35 ˚C, voldoet heel goed. Zij leiden tot een rendement van 600%, dat wil zeggen, dat de warmtepomp 6 kWh warmte levert voor elke kWh elektriciteitsgebruik. Daarmee is het rendement, teruggerekend naar primaire energie (aardgas) ongeveer 3 maal beter dan een HR-ketel.
In de winter wordt via de bodemwarmtewisselaar warmte onttrokken aan de bodem. Door de warmtepomp wordt deze warmte naar een hoger temperatuurniveau “gepompt”. Het rendement van de warmtepomp is zo hoog, omdat warmte niet hoeft te worden opgewekt (zoals in een ketel) maar in temperatuur wordt opgewaardeerd. Dat vraagt relatief weinig “aandrijfenergie”.
In de winter maakt de warmtepomp twee nuttige dingen: om te beginnen de warmte die direct in de woning wordt gevraagd. Daarnaast wordt de bodem via de warmtewisselaar afgekoeld. Die koude wordt opgeslagen en in de zomer gebruikt voor koeling van de woning.
In de zomer wordt het circuit van de bodemwarmtewisselaar via een warmtewisselaar gekoppeld aan het circuit van de vloerverwarming. Daarmee wordt overtollige warmte uit de woning teruggebracht in de bodem, die daardoor weer opwarmt. Deze regeneratie van de bodem is noodzakelijk. Als we de bodem alleen in de winter zouden gebruiken voor warmteonttrekking, zou zij steeds verder afkoelen. Daardoor zou het rendement van de warmtepomp in de loop der jaren voortdurend afnemen. Dit regenereren, wat dus in de zomer gratis koeling van de woning oplevert, is dus een “noodzakelijk goed”.
Zowel in zomer als in de winter is warm water nodig. Dit wordt ook met de warmtepomp verzorgd. De afgiftekant van de warmtepomp geeft nu zijn warmte af aan het warmwatervoorraadvat. Omdat de (eind)temperatuur daarvan hoog is (59 ˚C) is in vergelijking met de vloerverwarming, is het rendement lager dan bij ruimteverwarming namelijk ongeveer 300%, nog steeds ruim 1,5 beter dan bij een HR-ketel.
Nu we met isolatie en WTW de warmtevraag minimaal hebben gemaakt, en met de warmtepomp de nog resterende warmtevraag met een zo hoog mogelijk rendement hebben geproduceerd, rest alleen nog het zo duurzaam mogelijk opwekken van de benodigde elektriciteit. Daarvoor zijn de woningen van Vriendenerf uitgerust met PV-panelen.
De woningen van Vriendenerf hebben geen aardgasaansluiting, er wordt alleen elektriciteit gebruikt (“all electric”). Wij koken op inductiekookplaten.