Maak je bovenwoning energieneutraal!

22 juni om 00:00 door BouwTotaal

In 1976 kreeg Niek van Vliet tijdens een liftvakantie door de UK een lift in Wales. De bestuurder had een bespreking bij een ‘alternatief’ energiepark genaamd CAT en betaalde het entreekaartje. Hier ontstond een interesse die Van Vliet nooit meer heeft kunnen loslaten. Inmiddels is hij al enkele jaren bezig om zijn binnenstedelijke Engelse Art Nouveau bovenwoning uit 1917 in de Rotterdamse binnenstad energieneutraal en milieuverantwoord te maken, met aandacht voor een gezond binnenklimaat.

Tekst: Niek van Vliet en ing. Frank de Groot

Niek van Vliet is bouw-ecoloog, architect en projectleider duurzaam (ver)bouwen bij de gemeente Den Haag. Een onderdeel van zijn werk is het geven van duurzame adviezen aan de bewoners en bedrijven van Den Haag, waaronder besparingsmaatregelen of het aanleggen van groene daken. Daarnaast is hij handig als zelfbouwer en woont hij sinds 1995 in een bovenwoning in de Rotterdamse binnenstad. Hij is sinds 2010 bezig de bovenwoning van twee etages duurzaam te renoveren. ‘Ik heb een aantal doelen gesteld voor deze duurzame renovatie’, legt hij uit. ‘Er moet sprake zijn van een gezond binnenmilieu, een goede ventilatie en ik wil alleen natuurproducten gebruiken. Daarnaast moet er tijdens de verbouwing zo min mogelijk sloopafval ontstaan. Als je verder veel waarde hecht aan bestaande karakter van de buitengevels is van buiten naar binnen isoleren geen optie. De bestaande kozijnen en het glas wilde ik dan ook behouden. Bij verlaging van de footprint speelt tevens hergebruik en recycling een belangrijke rol. Sloopafval, zoals houtafval, is eenvoudig her te gebruiken. Tenslotte streef ik naar onafhankelijkheid: dus geen stroomafname meer en de gasmeter de deur uit. Met de huidige technieken is dit goed mogelijk.’

Van Vliet wil ook met natuurlijke biologische materialen werken die dampopen, recycleerbaar en bovendien prettig te verwerken zijn. En wat te denken van het toepassen van binnenbeglazing met passieve opwarming van ventilatielucht en eenvoudige en simpel te bedienen installaties in elke ruimte. Tot slot wil hij volgens de regels van trias energetica door een hoge isolatiewaarde de hoogst mogelijke efficiëntie behalen in verwarming en mogelijke koeling.

Ook al is hij bouwecoloog en architect, ook voor hem was het een zoektocht op internet, bezoeken van beurzen, bellen met fabrikanten en leveranciers en verwerkers: ‘Belangrijkste uitgangspunt was dat ik zelf alle materialen wilde kunnen verwerken, met kwaliteitsgarantie van de fabrikanten. Door de besparing op de arbeidskosten kon ik wat meer geld uitgeven aan kwalitatief betere bouwmaterialen.’

Aanleiding

‘In 2002 heb ik een nieuwe badkamer gemaakt met een vloerverwarming. Ik merkte dat dit heel veel comfort gaf en eigenlijk was dit de lekkerste ruimte in de woning. Vijf jaar later heb ik eenzelfde Lage Temperatuurs Verwarming (LTV) van slangen in de keuken en een stuk van de gang gemaakt. Deze keer niet als vloerverwarming, maar als wandverwarming verwerkt in een 3 cm dikke leemstuc. Opnieuw was er sprake van een aangename beleving van stralingswarmte.’

‘De aanleiding stevig te gaan isoleren was de verdere vernieuwing van de keuken. Het idee om een keukenblok tegen de noordoostelijke buitengevel te plaatsen ontstond eind 2008. Van buiten uit isoleren was voor mij geen optie. Dus moest ik aan de binnenzijde isoleren, maar dat had wel gevolgen voor de afmetingen van het keukenblok. Vandaar dat ik ter plaatse eerst de binnengevel heb geïsoleerd en daar is het keukenblok tegenaan geplaatst. Eind 2009 was de keuken klaar.’

In 2010 ging hij verder met het isoleren van de binnengevel en de aanleg van nog meer nieuwe LTV tegen de koude noordoostelijke buitengevel. Alleen al door deze eerste fase heeft hij in 2011 een energiebesparing van 40% kunnen behalen ten opzichte van het jaar ervoor. In 2012 begon hij met de tweede fase: de binnenisolatie van de gevel aan de zuidwestzijde en aanleg van 23 m2 LTV. De oplevering daarvan was in oktober 2012. De derde en laatste fase loopt van 2013 tot 2015 en betreft de kleine installaties.

Wandverwarming

De wandverwarming bestaat uit capillaire buismatten van BioClina. Deze zijn aan de binnenzijde van de geïsoleerde gevel en gedeeltelijk in de woningscheidende wanden verwerkt. De buismatten liggen vlak onder de oppervlakte in leemstuc. Van Vliet: ‘De wandverwarming bestaat uit drie stuclagen. Met de eerste dunne laag worden de buismatten gefixeerd aan de houtvezel-isolatie wand. Met de tweede laag wordt de wand uitgevlakt met bruinleem. De laatste laag is de afwerklaag in de gewenste leemkleur. De totale dikte is dan minimaal 10 en maximaal 15 mm. Leem is een keramisch product. Zo’n warmtewand is dan ook een heerlijke keramische stralingswand.’

De hele woning is nu voorzien van 44 m2 capillaire matten. ‘Door de dunne stuclaag van 10 mm wordt de ruimte binnen vijftien minuten verwarmd. Een wateraanvoertemperatuur van 27 graden is voldoende. Verder is het systeem geruisloos en dat past binnen mijn streven naar een stille woning’, aldus de ecologische architect. Overigens kan het systeem ook verkoeling brengen in de zomer door relatief ‘koud’ water van 20 graden rond te pompen.

De verwarmingsslangen die van Vliet gebruikte in de vloer van z’n badkamer en in de wand van keuken en gang warmen de woning trager op door de aanwezige massa. ‘De combinatie van een traag en snel systeem – met de BioClina buismatten – zorgt ervoor dat ik het binnenklimaat efficiënt kan aansturen’, merkt Van Vliet op. ‘Uiteindelijk wil ik kijken wat de resterende warmte- en elektriciteitsbehoefte is en die kan ik dan aanvullen met zonnecollectoren en zonnepanelen op het dak. Afgelopen twee jaar noteerde ik om de twee weken de meterstanden van het gas en licht. Uitgangspunt daarbij is wel: hoe minder vierkante meters panelen en collectoren nodig zijn, hoe beter.’ Van Vliet volgt daarbij de principes van de ‘Trias Energetica’. De nadruk ligt daarbij op de volgorde van opeenvolgende stappen:

· Stap 1. Beperk de energievraag (zorg voor een goede bouwkundige schil met hoge isolatiewaarden).

· Stap 2. Gebruik duurzame energiebronnen (zonne-energie).

· Stap 3. Gebruik eindige energiebronnen efficiënt: aangesloten blijven op het elektriciteitsnet puur als buffer.

Thermische isolatie

‘Met een stapeltje schetsdetails heb ik in 2009 op de ‘Passive House’ beurs in Brussel overleg gehad met Pavatex Nederland. Voor mij was het een eye-opener dat je juist zonder spouw moet isoleren op een steensbuitenmuur, mits je de muur uitvlakt met een vochtregulerende leemlaag. Pavatex Nederland geeft anders geen garantie op hun product’, vertelt Van Vliet.

Met de inzichten die zij gaven ging hij aan de slag. Daarna is het isolatiepakket nog meer verfijnd met het ervaren inzicht van de dealer van Pavatex, HiroNatuurlijkWonen. De bouwecoloog: ‘Tegelijkertijd heb ik aan het leemstucbedrijf Schuurink gevraagd op welk type houtvezel isolatieplaat het beste gestuct kon worden aan de binnenzijde. Dankzij deze mooie integrale samenwerking ontstond een isolatiepakket dat dampopen is en daarbij ook nog schimmeldodend is! Tezamen met het ventilatieverhaal en LTV ontstaat een zeer gezond binnenmilieu.’

Ventileren met passieve zonne-energie

In de woning wordt uitsluitend natuurlijk geventileerd. Enige uitzondering is de badkamer, die mechanische afzuiging heeft. De natuurlijk ventilatie gebeurt op bijzondere wijze, namelijk door middel van passieve zonne-energie. Door het isoleren van de wanden aan de binnenzijde zijn de neggen bij de raamopeningen groter geworden. Dat bood een goede mogelijkheid om voorzetramen aan de binnenzijde te plaatsen. Daarbij is HR++ binnen-beglazing gebruikt en FSC raamhout.

Door de plaatsing van voorzetramen zijn aan de zonnige voorgevel luchtspouwen gecreëerd met een diepte van 15 centimeter, een breedte van anderhalve meter en een hoogte van 2,3 meter. Onder het buitenraam is een ventilatieopening gemaakt, waardoor de buitenlucht in de spouw komt en wordt opgewarmd door de zon. De warme lucht stijgt op en kan via een handmatig te bedienen rooster aan de bovenzijde van het raam in de winter naar binnen stromen. Aan de onderzijde van het raam zit er ook een rooster. Die gaat in de zomer open voor koele buitenlucht in de vroege ochtend.

In de puien aan de achterzijde bevindt zich ook een spouw, maar die is gesloten en fungeert als isolatie. Om condensvorming tegen te gaan zijn twee gaatjes van 10 mm geboord door het buitenkozijn, waardoor de bredere luchtspouw het vocht kwijt kan. Boven de glazen puien zitten ventilatieklepjes die handmatig te bedienen zijn. ‘De entree naar het platte dak is in deze woning het hoogste punt. Door een mechanisch te openen Velux tuimel- of valdakraam te plaatsen als te openen entree, ontstaat er tevens een natuurlijke schoorsteentrek waar geen mechanische ventilatie tegenop kan! Bovendien is dit systeem geluidloos en het kost alleen maar de stroom voor de bedieningsunit van het raam’, aldus Van Vliet.

Duurzame renovatie in cijfers

Thermische isolatie

Voor wanden van bestaande bouw geldt een minimaal vereiste isolatiewaarde Rc ≥ 1,3 m2K/W (Bouwbesluit 2012). Deze woning heeft een Rc van 5,6 m2K/W. De bestaande lichtvensters aan de noordoost-gevel hebben isolerend glas van voor 1994. In combinatie met het voorzetraam daalt de U-waarde naar 0,71 W/m2K. Andere lichtvensters hebben een U-waarde van 0,91 W/m2K. In dit geval is tegen enkel glas een HR++ binnenraam geplaatst. Door toepassing van isolerende binnenbeglazing is het ook een stuk stiller in de woning.

Installaties

Door de hoogwaardige isolatie van zowel glas als wanden is de woning geluidstil. Huishoudelijke apparaten en installaties kunnen dit verstoren. Daarom is gekozen voor geluidloze installaties, zoals LTV. Dankzij de hoge isolatiewaarde kan er flink worden bespaard op het aantal m2 wandverwarming, drielaagse stuclaag en de aanschafkosten van de LTV installatie. De slangen en capillaire buismatten in de stuclagen en vloerafwerking gaan zeker net zo lang mee als de isolatie: circa 75 jaar.

Sommige onderdelen van een installatie zullen na vijftien jaar al versleten zijn. Dat geldt ook voor zonne-combiboilers. Hoe kleiner ze kunnen zijn, hoe lager de aanschafkosten. Bovendien ontstaat er meer gebruiksruimte op het platte dak. In 2013 zal een nieuwe generatie collectoren op de markt komen die nóg efficiënter is. Zelfs bij bewolkt weer kan deze generatie collectoren een warmte afgeven van meer dan 60°C. En ze zijn qua oppervlakte de helft kleiner dan de huidige generatie.

Warmteverliesberekening

Om te bepalen hoeveel vierkante meter wand- en vloerverwarming het huis nodig heeft is het noodzakelijk om een warmteverliesberekening te maken. De veiligheidsmarges die genomen worden binnen zo’n berekening zijn begrijpelijk, wanneer men isolatiewaardes toepast die onder de Rc-waarde van 5 m2K/W liggen en bij toepassing van dubbel glas. Juist bij een warmteweerstand boven de 5 m2K/W koelt de woning in een nacht bij strenge vorst en uitgeschakelde verwarming af tot minimaal 17 graden. Hierdoor is de veiligheidsmarge ineens minder noodzakelijk. Ook de veiligheidsmarge bij ventilatie voor het bepalen van het aantal vierkante meters verwarming heeft Van Vliet drastisch naar beneden gebracht. Warmtewanden verwarmen namelijk objecten (stralingswarmte) en niet de lucht. Er kan daardoor worden geventileerd zonder veel verlies aan warmte. Nog steeds is de woning zeer behaaglijk, mede door het feit dat er gekozen is voor warmteopslag binnen de woning door middel van centraal gelegen massa.

Voor (2000)

Na (2012 )

Energielabel

Elektriciteit (kWh p.j.)

3926

1495

Gas (m3 p.j.)

1696

577

Water (m3 p.j.)

Woonoppervlakte (m2)

160