Gedurende wintermaanden is gratis warmte een voordeel voor de energiebalans in de woning. Deze warmte bestaat uit de interne warmteproductie door dagdagelijkse bezigheden - zoals koken, wassen, baden - en de invallende zonnewarmte. In de zomer kan echter oververhitting optreden wanneer de warmtewinsten te hoog oplopen zonder dat deze opgevangen of geventileerd kunnen worden. Er ontstaat dan een zekere behoefte aan koeling om een comfortabele temperatuur te behouden tijdens zonnige periodes. Het zou op dat moment een reden kunnen zijn voor de bewoners om deze oververhitting op te vangen met een actief koelsysteem. Aangezien koeling een grote energieverbruiker is, wordt oververhitting best vermeden door één of meerdere maatregelen. Over het algemeen zijn maatregelen tegen oververhitting eenvoudig te integreren in het ontwerp gedurende de initiële ontwerpfasen. Als kers op de taart zorgt dit ook voor een energiezuinig en comfortabel binnenklimaat.

We kunnen alvast concluderen dat externe warmte best buiten gehouden wordt gedurende de zomermaanden en interne warmteproductie waar mogelijk beperkt wordt. We geven hier enkele aanwijzingen hoe dit kan gebeuren. Meer specifiek kijken we enkel naar de rekenmethode zoals in de huidige EPB-software 3G geïmplementeerd werd voor aanvragen stedenbouwkundige vergunning of melding na 1/1/2014.

Beperken van de zontoetreding

 

Bij het ontwerp van woongebouwen kan oververhitting beperkt worden door enkele algemene maatregelen. De eerste is het beperken van de zonnewinsten die de woning betreden. Hierbij beschouwen we de beglazing, de beschaduwing en de zonwering.

 

Beglazing

De eerste en meest logische ontwerpmaatregel is om oost-, west- en zuidgerichte beglazing te beperken in oppervlakte. Dit is een afweging die de ontwerper kan maken, eveneens met het oog op de hoeveelheid daglicht dat er in de ruimte toetreedt.

Ook de helling van de beglaasde oppervlaktes heeft een invloed op de zonnetoetreding: hoe horizontaler het glas, hoe meer warmtetoetreding d.m.v. zonnestralen mogelijk is.

 

Wanneer we kijken naar de eigenschappen van de beglazing, is het de g-waarde of zontoetredingscoëfficiënt die een aanwijzing geeft in welke mate de zonnewarmte doorgelaten zal worden. Hoe hoger de g-waarde – en dus hoe helderder het glas - hoe meer zonnewarmte er toetreedt tot de woning en bijgevolg hoe groter de kans op oververhitting tijdens zonnige periodes.

 

Figuur 1: voorbeeld van helderheid beglazing

Beschaduwing

 

Verticale en horizontale oversteken (zoals luifels, e.d.) kunnen zorgen voor een beperking van de zonnestraling op/door het glas. Als ontwerpmaatregel kan er geopteerd worden om het ontwerp zodanig in te delen dat grote glasoppervlaktes beschaduwd worden door omringende constructies of overstaande bebouwing.

Wanneer er in bosrijk gebied gebouwd wordt, kunnen bomen zorgen voor de benodigde beschaduwing. Deze beschaduwing mag in de EPB-software berekend worden door de horizonhoek van een boom recht tegenover een venster te bepalen. Een boom die schuin tegenover een venster staat, mag niet in rekening worden gebracht, hoewel dit uiteraard ook een invloed zal hebben op de reële oververhitting.

Figuur 2: verticale snede: bepaling van de horizonhoek

Zonwering

Een bijkomende maatregel die zorgt voor een beperking van de zontoetreding, is zonwering. Deze kan manueel of automatisch bediend worden, vast of mobiel zijn, in het vlak van het venster liggen of erbuiten, en ga zo maar door. Voor meer informatie, zie ook “Over de invloed van schaduw en zonnwering in de EPB” op deze website).

Claustra’s, ‘Braziliaans metselwerk’ en vaste lamellen kunnen ook beschouwd worden als (vaste) zonwering in EPB. Als voorwaarde wordt gesteld dat het aandeel van de niet-transparante delen minstens 30% van het vensteroppervlak bedraagt.

 

figuur 3,4,5: links: claustra, rechts: vaste zonwering, onder: horizontale snede claustra (bron: VEA

Opslag van warmte

 

Warmte die zich uiteindelijk in de woning bevindt, kan opgeslagen worden via de capaciteit van de bereikbare thermische massa van het gebouw. Over het algemeen zorgt een hogere thermische massa van een gebouw voor een langzamere temperatuurstijging in een ruimte. Wanneer we de zomersituatie bekijken waarbij oververhitting kan optreden, zal een hogere thermische massa zorgen voor een zekere opname van de warmte en dus een vertraging van de opwarming van de ruimtetemperatuur. Een relatief licht gebouw, zal deze vertraging niet hebben en men zal een snellere opwarming van de ruimte ervaren.


Thermische massa is best toegankelijk (wanden zonder isolatie aan de binnenzijde of lichte afwerking) voor de opname van warmte in binnenwanden, plafonds en vloeren. Een evenwicht tussen zontoetreding, interne warmteproductie en de thermische massa is te bekijken per ruimte, hoewel EPB dit enkel voor het ganse gebouw beschouwt.

                                                   

 

De regel is: hoe meer toegankelijke (d.i. vloer- en plafondmassa’s waar de warme lucht rechtstreeks in contact kan komen met massieve constructiedelen; dit bv. niet het geval bij valse plafonds of verhoogde vloeren) thermische massa, hoe lager het E-peil. Hierbij geldt dat de verhoging van de thermische massa in EPB-berekeningen (bv. ‘half-zwaar’ naar ‘zwaar’) een veel grotere invloed heeft bij projecten met een beperkt aandeel glas. Dus voor sterk beglaasde woningen zal deze aanpassing in EPB-berekeningen slechts een beperkte invloed hebben op het E-peil.

Figuur 6: voorzetwand bij verbouwing beperkt de bereikbaarheid van de thermische massa van de muur.

Afvoer van warmte

 

Luchtdichtheid

In de praktijk heeft een verbeterde luchtdichtheid volgende invloeden:

een verlaging van de hoeveelheid ongewenste in- en exfiltratie van (warme) lucht,
een verhoging van het rendement van de ventilatie.

Wat betreft de oververhitting heeft een verbeterde luchtdichtheid in EPB-berekeningen een beperkt waarneembare invloed voor woningen met een lage glasoppervlakte (ong. ≤ 10 %). Bij woningen met een groter aandeel glas t.o.v. opake scheidingsconstructies, kan een verbeterde luchtdichtheid een aanzienlijke verbetering opleveren in de oververhitting van de woning. Dit is te danken aan het vermijden van ongewenste luchtlekken. Dit zorgt dan weer voor minder warmteverlies naar buiten, het vermijden van condensatieproblemen en een verbeterde werking van het (mechanisch) ventilatiesysteem.

 

Figuur 7,8: links: doorvoer ventilatiekanaal zorgt voor luchtlek, rechts: in te pleisteren luchtdich

Natuurlijke (nacht)ventilatie

Uiteindelijk kunnen we de overtollige warmte in de woning naar buiten gaan ventileren. In zonnige periodes is het vooral interessant ventilatiedebieten ’s nachts te realiseren en/of wanneer de buitentemperatuur daalt.

In de praktijk zal in een gebouw met ‘lichte’ thermische massa warmte sneller afgevoerd zijn dan in een ‘zwaar’ gebouw.

 

In de EPB-software 3G is het mogelijk een beperking op het E-peil te bekomen door ramen te kunnen openzetten. Dit zal door de bewoners enkel gebeuren indien er geen of slechts een klein risico is op inbraak (zie ook EPB-nieuwsbrief November 2015 Vlaams EnergieAgentschap voor een meer gedetailleerde definitie). Er wordt dan een manuele passieve nachtkoeling beschouwd door het openzetten van ramen.

Figuur 9: tabel met correcties op de elementen a.d.h.v. het inbraakrisico (van toepassing tot 1/1/20

De software rekent een gecorrigeerd ventilatiedebiet door het manueel openen van de vensters met draai- en/of kipstand. Er wordt dan per venster een correctiefactor toegepast op de netto oppervlakte van het opengaand deel (zie tabel). We kunnen afleiden of er inbraakrisico is a.d.h.v. volgend schema:

Figuur 10: stroomschema voor het bepalen van het inbraakrisico.

Figuur 11: bepaling van de bereikbare gevelvlakken voor inbraakrisico

Logischerwijs zullen in de praktijk deuren, schuifdeuren en opendraaiende vensters zonder kipstand op het gelijkvloers ’s nachts niet worden opengezet voor ventilatie.

 

De mogelijkheid tot het openzetten van vensters kan een beperkte positieve invloed hebben op het E-peil en zal een grotere invloed hebben al naargelang een grotere opengaande oppervlakte.

In de EPB-software wordt de effectief open oppervlakte ingevoerd bij het openzetten van ramen.

 

Figuur 12: invoer van inbraakrisico in EPB 3G software

OPGELET: de methode voor ‘opengaande oppervlakte’ zal wijzigen voor bouwaanvragen vanaf 1 januari 2017. In de EPB-rekenmethode zal vanaf dan verwezen worden naar “potentieel voor intensieve ventilatie”. In deze nieuwe werkwijze, mogen ook deuren en schuiframen ingerekend worden en wordt er niet langer gekeken naar de hoogte van de ramen vanaf het maaiveld. Ook in de nieuwe methode wordt rekening gehouden met de netto-oppervlakte van het openend deel en het inbraakrisico, maar meer genuanceerd:

Regelbare toevoeropeningen (RTO) met hogere zelfregelbaarheid (klasse >P0) zullen zorgen voor een negatieve invloed op de oververhitting, aangezien er minder frisse lucht binnenkomt. Anderzijds hebben ze een positief effect op het theoretisch energieverbruik en het comfort van de woning.

Figuur 13,14: links: ventilatierooster op het raam, rechts: inbouw van afvoerkanalen in de chape.

Mechanische ventilatie

Wanneer er geopteerd wordt voor een mechanische toevoer of afvoer van de lucht, kan de overtollige warmte snel en efficiënt verwijderd worden. In het geval van een volledig mechanisch ventilatiesysteem D, zal er meestal een warmteterugwinapparaat (WTW) voorzien worden. Het is aangeraden om voor een gedeeltelijke of volledige by-pass van de WTW te opteren, zodat in zomersituaties koele lucht kan binnengenomen worden zonder dat deze opnieuw opgewarmd wordt. Zodoende kan mechanische ventilatie de oververhitting verminderen.

 

Het is opletten met de ingave van vraaggestuurde systemen in EPB. Dit zal een besparing opleveren op het E-peil, maar kan een nadelig effect hebben op de berekende oververhitting. Er wordt verondersteld dat een energiebesparing bekomen wordt, maar dat er dus niet de ganse nacht geventileerd wordt. Dit speelt in de kaart van de oververhitting.

 

Een hogere uitvoeringskwaliteit (uitgedrukt in een lagere m-factor) zal een daling van de oververhittingsindicator bewerkstelligen.

Dit is niet zo voor de toepassing van een vraagsturing op het ventilatiesysteem. Bij de toepassing van een vraagsturing (uitgedrukt in een lagere f-factor of reductiefactor vraaggestuurde ventilatie) bestaat de mogelijkheid dat de oververhittingsindicator gaat stijgen. Dit wordt veroorzaakt door ongewenste luchtlekken in het gebouw, waardoor de prestatie van het ventilatiesysteem minder wordt.

 

Figuur 15: complexiteit van kruisende ventilatiekanalen bij WTW-systemen.

Bijkomende maatregelen

 

Een bepaalde mate van interne warmteproductie is niet te vermijden. Dit heeft te maken met het gedrag van de bewoners. Als architect kan je enkel de bouwheer bewust maken van de impact van zijn gedrag op de mogelijke oververhitting.

Een voorbeeld: thermische massa zorgt voor een vertraging van de opwarming van de woning, maar alleen als de thermische massa bereikbaar is. Zo kunnen valse plafonds en verhoogde vloeren zorgen dat de thermische massa niet bereikbaar is, waardoor de kans oververhitting sneller stijgt. Anderzijds zijn de bewoners zich best bewust dat kastenwanden, tapijten aan de muur e.d. ervoor kunnen zorgen dat de kans op oververhitting in de praktijk stijgt.

 

 

Wat met EPB?

 

In de EPB-software 3G kan de interne warmteproductie niet worden beïnvloed.

Er kan enkel op bouwkundige maatregelen en installatie-parameters worden gewerkt. Wanneer de oververhittingsindicator tussen de 1000 en 6500 K.h ligt, veronderstelt de rekenmethode een kans op oververhitting. Een waarde > 6500 K.h zorgt voor een boete in de EPB-software.

 

 

Besluit

 

  • Een opsomming van de mogelijke maatregelen voor een verlaging van de oververhittingsindicator in EPB:
  • Beperken van het % glasoppervlakte t.o.v. opake scheidingsconstructies.
    • Opmerking: het ingeven van ramen in detail zal een realistischer beeld geven van de energieprestaties van de ramen, maar door een groter aandeel glasoppervlakte, kan de oververhittingsindicator in EPB stijgen.
  • Beperken van de zuid, oost en west geörienteerde beglaasde oppervlaktes.
  • Beperken of vermijden van hellende of horizontale glasoppervlaktes.
  • Maak de afweging tussen de zontoetreding en de lichttoetreding van de beglazing en kies indien mogelijk voor een lagere g-waarde.
  • Zorg in de mate van het mogelijke voor beschaduwing op zuid, oost en west georiënteerde glasoppervlaktes.
  • Voorzie zonwering indien nodig. Mobiele en automatisch bediende zonwering zal een grotere verlaging van de oververhittingsindicator hebben dan vaste en manuele zonwering.
  • Voorzie in de mate van het mogelijke een toegankelijke thermische massa. Plafonds hebben hierbij een hoog potentieel net als vloeren. Dus daar waar massieve materialen als beton, chape, tegels e.d. werden gebruikt trachten van deze delen zoveel mogelijk in het zicht te laten.
  • Voorzie opengaande ramen waar dat enigszins mogelijk is zonder inbraakrisico, zodat een natuurlijke nachtventilatie mogelijk wordt.
  • Zorg voor luchtdichte aansluitingen en uitvoering. Dit biedt tal van voordelen: van energiebesparing tot aangenaam wooncomfort. Een luchtdichtheidmeting geeft een  beeld van de gerealiseerde luchtdichtheid van de gebouwschil en dient als staving voor de EPB-berekeningen.
  • Indien de keuze voor een mechanisch ventilatiesysteem met warmteterugwinning wordt gemaakt, zorg steeds voor een volledige by-pass van de WTW in de zomer.
  • Een lekdebietmeting van de aan- en afvoerleidingen kan zorgen voor een verbeterde uitvoeringskwaliteit (m-factor), welke een positief (verlagend) effect heeft op de oververhitting en het E-peil.
     

Deze opsomming is niet-limitatief, geeft geen garanties, en kan sterk afhangen van de parameters van het project en geven geen garantie op het voorkomen van oververhitting. Ze geven enkel de ontwerper een leidraad met maatregelen om mogelijk rekening mee te houden in zijn ontwerp en in de EPB-berekeningen.

Ten slotte zorgt een beperking van de oververhittingsindicator in EPB niet voor de garantie dat er in de woning geen oververhittingsproblemen zullen optreden.

 

Architect Saskia Gabriël-adviseur energieconsulentenproject NAV

Bronnen