Bouwen volgens de BEN-principes wordt in Vlaanderen vanaf 2021 de standaard voor nieuwe gebouwen. Voor publieke gebouwen ligt de deadline al in 2019. Maar wat bij renovatie? Hoe begin je daaraan? Welke keuzes moet je maken? Welke criteria spelen daarbij een rol? Welke zijn de specifieke aandachtspunten?

Naar aanleiding van de IWT-oproep voor de proeftuin ‘Woningrenovatie: innovatie bij energiezuinig verbouwen’ bundelden de stad Kortrijk, de intercommunale Leiedal, Bostoen, Renson, Isover, CTC, Bond Beter Leefmilieu en de universiteit Gent de krachten. Samen dienden zij het project RenBEN: Renoveren tot BEN (Bijna Energie Neutraal) in. Voor de uitvoering deden zij een beroep op de expertise van architect Christophe Debrabander.

 

Wij volgen een voorbeeldverbouwing, die plaatsvond in 2015, op de voet vanuit het perspectief van de architect. Bij gebrek aan een definitie van een BEN-renovatie werd de woning in kwestie gerenoveerd op basis van de BEN definitie voor nieuwbouw.

 

1. Het uitgangspunt

(januari 2015)

 

De woning dateert uit de jaren ’60, met alle typische kenmerken van dien. Denk onder meer aan enkel glas, de afwezigheid van thermische isolatie, een EPC-attest dat bloedrood kleurt, een stokoude keukenventilator, een hopeloos gedateerde technische installatie, geen onderdak of rubberdichting in het houten schrijnwerk, een luchtdichtheid die de waarde bij ontstentenis (12 m³/h.m²) ver overstijgt.

Het EPC-certificaat geeft een berekende energiescore van 875 kWh/m²jaar. In een bijlage schetst de verslaggever hoe de woning zonder ingrijpende verbouwingswerken in vier stappen 80% energiezuiniger kan worden gemaakt tot 157 kWh/m²jaar. Zijn voorstellen kort samengevat:

  • Vervang de individuele verwarmingstoestellen door een verwarmingsinstallatie in opbouw met een condensatieketel op aardgas;
  • Plaats 10 cm isolatie op de zoldervloer;
  • Plaats 5 cm isolatie in de luchtspouw;
  • Plaats 6 cm isolatie tegen het plafonds van de kelder en de garage en vervang het enkel glas door dubbel glas.

 

Een dergelijk advies is zeker positief, alleen rijmt de volgorde niet met de trias energetica. Die stelt immers dat je als eerste stap het energieverbruik moet beperken. Eerst isoleren dus en dan pas de benodigde verwarmingsinstallatie becijferen, anders is die laatste te ruim bemeten. Een tweede hiaat: toen we achteraf een schuifraam plaatsten in de achtergevel, bleek dat de luchtspouw rond het buitenschrijnwerk was dichtgemetseld tot aan de gevelsteen. Het advies om die luchtspouw op te vullen met 5 cm isolatie (een besparing van 135 kWh/m² volgens de EPC-verslaggever) zou dus geleid hebben tot koudebruggen alom.

 

De woning heeft ook goede kwaliteiten. Positief is het compacte, bijna vierkante volume met zadeldak na de sloop van een aantal koterijen. Interessant is zeker de mooie ligging in het hartje van de Vlaamse Ardennen, want wij willen er een vakantiewoning van maken. Ook de indeling leent zich daartoe. Eet- en zitplaats zijn ruim en krijgen voldoende daglicht. Er zijn vier grote kamers en de zolder biedt extra mogelijkheden. Wel is de indeling aan een update toe, want keuken en badkamer zijn te klein en de WC is buiten.

 

De inventaris van onze belangrijkste vragen.

 

  • Hoe passen we de indeling aan met het oog op een optimale beleving? Die vraag hadden we al voor de aankoop opgelost. De bestaande indeling voldoet voor circa 80% aan onze behoeften. De inpandige garage kunnen we omtoveren tot een ruimere keuken, een wasplaats, een tweede badkamer en een WC, waarmee de woning volledig aan de behoeften zal voldoen.
  • Hoe zullen we de woning isoleren en voldoende luchtdicht maken? Conform de trias energetica, de leidraad voor het duurzaam ontwerpen van gebouwen, willen we energieverspilling tegengaan door maximaal in te zetten op isolatie, luchtdichtheid en energiezuinige ventilatie.  Dat brengt enkele belangrijke keuzes met zich mee. Isoleren we de woning langs de binnenzijde? Isoleren we de luchtspouw zodat er geen nieuwe binnenafwerking nodig is? Kiezen we voor buitenisolatie, gecombineerd met een nieuwe gevelafwerking?  Welke gevolgen heeft onze keuze voor koudebruggen en luchtdichtheid?
  • Hoe gaan we energiezuinig ventileren? Welke technieken zullen we installeren?

 

2. De isolatie van de buitenschil: een warme jas

(maar 2015)

 

Bij de keuze van het isolatiesysteem voor de buitenschil houden we rekening met volgende parameters.

  • De bestaande indeling voldoet grotendeels aan onze behoeften. De oppervlakte van de slaapkamers is ideaal en de vloeren, muren en plafonds zijn daar in goede staat. De eetplaats en zitplaats zijn voldoende ruim voor 10 gasten. De binnenafmetingen moeten dus behouden blijven.
  • We willen de woning langs de binnen- en buitenzijde opfrissen. Binnen kan dat gerust met een laag verf, maar om frequent onderhoud te vermijden, werken we buiten liever niet met een gevelverf. De zuidwest gerichte gevel is geteisterd door weer en wind en moet eigenlijk opnieuw worden gevoegd.
  • Er is geen rooilijn en de woning staat voldoende ver van de perceelsgrenzen, zodat we langs alle zijden gemakkelijk 32 cm kunnen uitbreiden.

 

Op basis van deze parameters kiezen we voor de gevels de meest efficiënte oplossing. Na afbraak van de aanbouwsels plaatsen we een isolatielaag met nieuwe afwerking rond de volledige woning. Om een paar duizend euro aan afbraakkosten te vermijden, behouden we de bestaande gevelsteen. Daartegen komt 18 cm glaswol, afgewerkt met een luchtspouw en een nieuwe gevelsteen, gedragen door een nieuwe fundering van 32 cm. We kiezen voor Mupan Façade van Isover (lambda 0,032) omdat deze isolatie licht indrukbaar is en daardoor beter aansluit tegen de oneffen buitengevel. De U-waarde van de volledige muur bedraagt nu 0,14 W/m²K, heel wat beter dan de norm voor BEN-nieuwbouw.

 

In het dak plaatsen we 36 cm isolatie, goed voor U-waarde 0,10 W/m²K.

 

De vloer isoleren we tot een U-waarde 0,24 W/m²K. In de eetplaats en de keuken wordt de bestaande vloer uitgeschept tot 28 cm onder vloerpas, zodat er plaats is voor een nieuwe betonplaat met daarop 9 cm vloerisolatie. Onder de zitplaats en de inkom zit een kelder waarvan we het plafond isoleren. In de inpandige garage, onze toekomstige badkamer en wasplaats, ligt de vloer 36 cm lager. Hier kunnen we dus zonder grote uitbraakwerken een betonplaat gieten met daarop 9 cm isolatie.

 

In het buitenschrijnwerk komt driedubbel glas met U-waarde 0,6.

 

Een belangrijk aandachtspunt is de bestaande luchtspouw. We moeten voorkomen dat de warmte in de woning via de spouw opstijgt en naar buiten ontsnapt. Daarvoor moet de gevelisolatie perfect aansluiten op de dakisolatie, zodat de bovenkant van de spouwmuur volledig binnen de isolatieschil zit en de warmte in de spouw niet in contact komt met de buitenlucht of buitentemperatuur. Zo kan er ook geen negatieve convectie ontstaan.

 

Hebben we alle bouwknopen opgelost? De isolatieschil loopt overal perfect door, behalve aan de muurvoet. Voor deze bouwknoop vallen we terug op "de weg van de minste warmteweerstand". Een bouwknoop is namelijk EPB-aanvaard wanneer de lengte die de warmte van binnen tot buiten moet afleggen, minstens 1 meter bedraagt. De nieuwe spouwisolatie loopt door tot op de nieuwe fundering, zodat de warmte 1 meter moet afleggen om rond de muurvoetisolatie van binnen naar buiten te geraken. Daarmee voldoen we voor de bouwknopen aan de EPB-eisen.

 

3. De trias energetica in concrete cijfers

(juni 2015)

 

De eerste en belangrijkste stap in de trias energetica is de energiebehoefte beperken. Dat doe je in 3 stappen.

 

3.1 Isolatie

 

De eerste stap is een afdoende isolatie. Die warme jas resulteert in een zeer goed K-peil  na de totaalverbouwing, K20. De aparte U-waarden op een rij: 0,24 voor de vloer; 0,14 voor de gevel; 0,10 voor het dak; 0,5 voor de beglazing; gemiddeld 0,9 voor het buitenschrijnwerk. Het minst geïsoleerd zijn de muren rond de keldertrap (0,5) om voldoende vrije breedte te hebben op de keldertrap.

 

3.2 Warmteverliezen

 

Stap twee is het beperken van de warmteverliezen via de lucht. Zowel via kieren en spleten als via de noodzakelijke hygiënische ventilatie kan veel warmte verloren gaan. Wij streven naar een luchtdichtheid van 1,5 luchtwisselingen per uur. Beter mag natuurlijk ook, maar de kelderdeur sluit niet perfect en de zoldermuren worden niet bepleisterd. Daarnaast kiezen we voor een ventilatiesysteem met warmterecuperatie (rendement: 81%). Zo zal er slechts minimaal warmte verloren gaan via de gewenste en ongewenste ventilatie.

 

Waarom is het belangrijk om de ventilatieverliezen te beperken? Enkele simulaties geven hierover duidelijkheid.

  • Als we kiezen voor een ventilatiesysteem zonder warmterecuperatie, stijgt onze netto energiebehoefte met 10% tot 50%, afhankelijk van de vraagsturing die we installeren, vergeleken met de HRU van Itho Daalderop die wordt geplaatst.
    Zonder vraagsturing zou een systeem zonder warmterecuperatie de verwarmingsbehoefte met 75% doen stijgen tot 38 kWh/m² per jaar netto energiebehoefte. Gelukkig zijn deze systemen niet meer courant.
  • Als we geen aandacht besteden aan de luchtdichtheid en we een ventilatiesysteem met warmteterugwinning plaatsen, stijgt de netto energiebehoefte met 70% tot 40 kWh/m².jaar.
    In een worst case scenario voor hygiënische ventilatie en luchtlekken stijgt de energiebehoefte tot 59 kWh/m².jaar oftewel +150%! Opmerkelijk genoeg blijft de woning dan met E52 voldoen aan de in 2015 geldende nieuwbouweis dankzij de doorgedreven isolatie, maar echt logisch is dat niet. Ter vergelijking: in combinatie met alle technische keuzes zal onze woning na renovatie volgens de berekening op E30 komen.

 

3.3 Warmtewinsten

 

Als derde stap zijn er de warmtewinsten. De bewoners en de zon die binnenschijnt produceren warmte en hebben zo een invloed op de hoeveelheid warmte die het verwarmingssysteem moet leveren. In dit geval volstaan de interne warmtewinsten en de zonnewinsten voor bijna de helft van de verwarmingsbehoefte. Daarmee bedraagt de netto energiebehoefte voor verwarming nog slechts 23 kWh/m² per jaar. Dit is drie keer beter dan de norm voor een BEN-woning (70 kWh/m².jaar) en bijna conform de passiefeis.

 

Welke elementen spelen hier mee in de zonnewinsten? De grootte van de ramen is overwegend dezelfde gebleven. Alleen naar de tuin hebben we grotere openingen gemaakt voor schuiframen. Van het buitenschrijnwerk is 17 m² naar het noordwesten gericht en 21 m² naar het zuidoosten en zuidwesten. Dankzij de keuze voor een driedubbele beglazing met een g-waarde 0,5 is er voldoende zontoetreding in de woning.

 

Is er geen kans op oververhitting? Nee, met een oververhitting van 1.415 Kh scoort de woning duidelijk onder de grens van 6.500 Kh. Dit vertaalt zich ook in de geringe impact op het E-peil: slechts 6% heeft betrekking op oververhitting. Hoe komt dat?

  • Het gaat om een massieve constructie met een zeer hoge thermische capaciteit.
  • Slechts 6% van de buitenschil bestaat uit glas (25 m² glas op 400 m² buitenschil).
  • Het glas heeft een g-waarde 0,5 waardoor ook in de zomer 50% van de warmte buiten blijft.
  • Op de verdieping kunnen we zonder inbraakrisico alle ramen open laten. Natuurlijke koeling doet zo de temperatuur in de woning zakken. Om de toekomstige vakantiegangers extra comfort te bieden, plaatsen we muggenhorren.

 

3.4 Hernieuwbare energie

 

Nu we weten dat de netto energiebehoefte voor verwarming en koeling laag is en we dus voor een hoog comfort slechts weinig energie nodig hebben, onderzoeken we de mogelijkheid van hernieuwbare energie. Onze warmteverliesberekening komt uit op slechts 4.400 watt, dat wil zeggen minder dan 20 watt/m² gezien de bruto vloeroppervlakte van 250 m². Ideaal voor vloerverwarming die gemakkelijk 60 watt/m² kan afgeven (drie keer meer dan nodig, zodat alles voldoende snel kan opwarmen) en die we kunnen combineren met een warmtepomp.

 

De keuze valt op een geothermische warmtepomp. Omdat op het gelijkvloers de vloeropbouw wordt vernieuwd, komt daar vloerverwarming op de nieuwe vloerisolatie. Op de verdieping kiezen we voor ventilo-convectors op zeer lage temperatuur. De convectors in de slaapkamers en badkamers zijn gedimensioneerd voor een watertemperatuur van 35 graden vertrek en 30 graden retour. Dankzij de lage verwarmingsbehoefte moeten ze slechts maximaal 90 cm breed zijn in de badkamers en 60 cm in de slaapkamers.

 

In de EPB-berekening is het sanitair warm water verantwoordelijk voor 45% van ons verbruik, meer dan het aandeel van de verwarming. Een goede COP voor sanitair warm water is dus van groot belang. Onder andere om die reden kozen we voor een warmtepomp van Itho Daalderop met bijhorende boiler.

 

Wat het E-peil betreft, komen we met de geothermische warmtepomp aan E 36. We hebben aan de E-peil berekening 5 fotovoltaïsche zonnepanelen van 250 wattpiek toegevoegd, volgens EPB goed voor 937 kWh op jaarbasis. Daarmee zakt de woning naar E30. De 1.250 wattpiek zal voldoende zijn om het verbruik voor verwarming volledig te dekken. De vakantiewoning is dus niet alleen BEN, maar ook nulenergie voor verwarming.

 

4. De berekeningen en technieken in detail

(augustus 2015)

 

Kort na het bouwverlof beslissen we om 12 PV-panelen te plaatsen, goed voor ongeveer 2.500 kWh stroomproductie per jaar. Zo wordt het verbruik voor verwarming en sanitair warm water volledig gedekt door ter plaatse opgewekte groene stroom. Onze enige kost is de netvergoeding: 25 euro per maand om onze stroom op het net te zetten. Een peulschil voor 211 m² verwarmde vloeroppervlakte en warm water voor 8 personen.

 

Welk verbruik dekken we met onze 12 PV-panelen?

 

4.1 Verwarming

 

Om te beginnen de verwarming. Die berekening is vrij eenvoudig. Na de verbouwing bedraagt de netto energiebehoefte voor ruimteverwarming 22,25 kWh/m². Voor 211 m² komt dat neer op 4.695 kWh verwarming per jaar. Met een COP van ongeveer 4,3 zullen we ongeveer 1.100 kWh elektriciteitsverbruik hebben voor de verwarming van de woning.

 

4.2 Sanitair Warm Water

 

Het verbruik voor SWW vergt een wat meer technische berekening. De vakantiewoning kan 8 volwassenen en 2 peuters herbergen. Dagelijks moeten dus 8 mensen twee (of meer) keer kunnen douchen. Er is 1 badkamer met een douche en 1 badkamer met een douche/bad combinatie. De douchekoppen verbruiken 9 liter per minuut. Met een gemiddelde van 10 minuten douchen per persoon hebben we tijdens de ochtendspits 720 liter water van 38 graden nodig (9 liter x 8 personen x 10 minuten). Voor de verdere berekening splitsen we dit op in 360 liter voor de douche en 360 liter voor de bad-douchecombinatie.

 

Om dit comfort te kunnen garanderen, rekenen we op een combinatie van technologieën.

  • Onder de douche is een door Belgaqua gekeurde douchewarmtewisselaar ‘Zypho’ van Codume geplaatst (foto). Het warme afvalwater stroomt tijdens het douchen rond het water dat naar de koudwaterkraan stroomt. Hierdoor wordt 31,1% van de warmte gerecupereerd. De warmte voor de 360 liter wordt dus voor 31 % geleverd door de douchewarmtewisselaar. De overige 69% (250 liter) moet de boiler verwarmen. Samen met de 360 liter voor de bad/douche van het gelijkvloers is er 610 liter water aan 38° nodig in een tijdspanne van minimaal 40 minuten.
  • Omdat beide badkamers parallel gebruikt kunnen worden, plaatsen we een sanitair buffervat met 300 liter water aan 50°. Hiermee kunnen we onmiddellijk 700 à 840 liter water aan 38° garanderen voor de warmtepomp moet bijspringen. Gezien de overcapaciteit van 100 à 200 liter is het douchecomfort gegarandeerd.
  • Zodra de watertemperatuur in de boiler daalt, wordt het water opgewarmd door de warmtepomp. Het vermogen bedraagt 4,5 kW. Daarmee kunnen 8 personen in de ochtendspits elk 15 à 20 minuten douchen, ook bij een gelijktijdig gebruik van beide douches.

 

Dankzij deze combinatie van technieken kan iedereen, bij een normaal gemiddeld douchegedrag van 10 minuten, 2 uur na de ochtendspits opnieuw onder de douche of in bad.

 

Op hoeveel effectief sanitair verbruik rekenen wij? We gaan uit van een gemiddelde jaarlijkse bezetting van vier gasten. Voor 900 kWh per persoon per jaar geeft dat 3.600 kWh verbruik aan sanitair warm water. De douchewarmtewisselaar zal ongeveer 30% besparen op 40% van het waterverbruik. Daarmee rest er nog 3.060 kWh. De warmtepomp heeft een sanitaire COP tussen de 2,5 en 3, waardoor we ongeveer 1.200 kWh aan stroom nodig hebben voor douche en bad gedurende één jaar.

 

4.4 Conclusie

 

De vooropgestelde productie van 2.500 kWh stroom door de PV-panelen volstaat ruimschoots om het verwachte verbruik van de warmtepomp (1.100 kWh voor verwarming + 1.200 kWh voor sanitair warm water = 2.300 kWh) te compenseren. Dat is wat onze van oorsprong Nederlandse leverancier van de warmtepomp nul op de meter noemt: een woning die meer energie produceert dan de warmtepomp verbruikt.

 

Voor de volledigheid wil ik nog even vermelden dat Eandis een nieuwe elektriciteitsteller moet installeren omdat onze warmtepomp 3-fasig is. Maar die kost valt goed mee.

6. De cijfers van de EPB-aangifte

(november 2015)

 

De oplevering is achter de rug. Wat zegt de EPB-berekening nu volgens de as-built situatie? De definitieve blowerdoortest en ventilatiekeuring moeten nog gebeuren. Daarvoor heb ik dus voorlopige waarden opgenomen. Voor de luchtdichtheid reken ik met 2 m³/hm²; voor de ventilatie is nog geen m-factor ingerekend. Het E-peil kan dus nog 1 à 2 punten afwijken van de hierna geschetste resultaten.

  • E-peil 22: dat is 25% beter dan de BEN norm voor nieuwbouw (E30).
  • 27 kWh/m² Netto Energiebehoefte ruimteverwarming: dat is 62% beter dan de BEN norm voor nieuwbouw (70 kWh/m²).
  • 1204 Kh oververhittingsindicator: dat is ruim onder de grens van 6500 Kh.
  • Dankzij de geothermische warmtepomp en PV panelen voldoen we ruimschoots aan de eis van hernieuwbare energie (HE).

Interessant om nog even te bekijken is het aandeel dat respectievelijk verwarming, koeling, sanitair warm water en hulpenergie innemen in het ‘Karakteristiek primair energieverbruik’. Het E-peil 22 stemt voor deze woning overeen met 33.275 MJ karakteristieke primaire energie op jaarbasis. In dit getal is rekening gehouden met de 21.067 MJ primaire energie die we zelf opwekken met onze PV-panelen. Het totale verbruik van verwarming, eventuele koeling, opwarming van sanitair water en hulpenergie bedraagt dus volgens de EPB-berekening theoretisch 54.342 MJ primaire energie, waarvan we 40% op eigen terrein produceren. Waar gaat deze energie naartoe?

  • Verwarming vraagt 34% van het energieverbruik. Concreet gaat het om 2050 kWh energie voor verwarming van de volledige woning. Dat kan je vergelijken met 200 liter stookolie op jaarbasis.
  • Opwarmen van sanitair water vraagt theoretisch 37% van onze energiefactuur. Dat stemt overeen met 2250 kWh. Nochtans heb ik de energiebehoefte voor sanitair warm water in een vorige bijdrage geschat op slechts 1000 kWh per jaar. Vanwaar dit verschil? De EPB-software kent standaard een slecht rendement toe aan het opwekken van sanitair warm water met een warmtepomp. Wij hebben echter gekozen voor een warmtepomp die sanitair warm water produceert met een goed thermisch rendement.
  • Koeling zou 2% van de energie innemen. Een onterecht percentage: de EPB-software zet het getal voor het risico op oververhitting automatisch om in een fictief verbruik aan koeling.
  • Hulpenergie vraagt volgens de EPB-software 26% van de energieconsumptie ofwel 1600 kWh. Waar gaat die energie naartoe? 365 kWh wordt toebedeeld aan de circulatiepompen. Maar die pompen zitten allemaal in de warmtepomp, zodat deze energie al mee is inbegrepen in onze energiemeting van de warmtepomp.  Daarnaast kent de EPB-software 1235 kWh toe aan de ventilatoren. Extreem veel, want het geïnstalleerde ventilatietoestel verbruikt gemiddeld 25 watt, wat neerkomt op slechts 220 kWh per jaar.

 

Eindconclusie: opdracht geslaagd. De woning is verbouwd tot Bijna Energie Neutraal, of toch bijna… De isolatie van de keldertrap is namelijk nog niet uitgevoerd. Tussen kelder en woning is 16 m² niet geïsoleerd en voldoet die oppervlakte dus niet aan de vereiste U-waarde 0,24 W/m²K. Dat werd zo ook ingegeven in de EPB-software. Op de agenda staat dus nog isoleren aan de kelderzijde. En alles monitoren natuurlijk.

terug naar overzicht