We wonen nu een dik half jaar in onze Nul Energie Woning en het bevalt zeer goed. We hebben nog steeds enkele openstaande punten die door aannemer of onderaannemers moeten worden opgelost. Maar dat mag de pret niet drukken. We voelen ons hier helemaal thuis.
Het is te vroeg om met metingen te bewijzen dat we op jaarbasis energie-neutraal zijn. We hebben afgelopen winter natuurlijk veel meer stroom uit het net gehaald dan we erin hebben gestopt, vooral door het laten draaien van de warmtepomp. Komende maanden moet blijken of we in voorjaar, zomer en najaar genoeg stroom kunnen opwekken om op jaarbasis energie-neutraal uit te komen. Afgelopen week bij het mooie weer gaf wat dat betreft veel hoop. Op dinsdag 3 Maart scheen de zon al voldoende om ons huis op te warmen via de 3-voudige beglazing op het zuiden en de lichtstraat (Ug = 0,5 en g = 0,6). Dus verwarming hadden we die dag al niet meer nodig. Bovendien zorgden de 15m2 heat-pipes op het dak voor warm water van rond de 60 graden waarmee ons 2000 liter buffervat werd opgewarmd. Bijna voldoende voor afwassen, douchen, badderen. De warmtepomp sprong dus nauwelijks meer aan. De zonnepanelen genereerden die dag 30kWh aan elektrische energie, veel meer dan nodig voor TV, PC, wassen, drogen etc. Per saldo dus die dag al ongeveer energie neutraal. Komende weken zal dat hopelijk doorslaan richting energie-plus.
Hieronder een samenvatting van ervaringen, vooral voor wat betreft de technieken om het geheel energie neutraal te maken op jaarbasis.
COMFORT
Massieve Nul Energie Woningen zijn niet alleen efficiënter dan "normale" woningen, maar ook comfortabeler. De temperaturen in huis zijn overal aangenaam en constant, met zeer weinig spreiding in temperaturen per ruimte. Zelfs dicht bij grote glasoppervlakken heb je in de winter geen last van koude straling. Schommelingen in buitentemperatuur worden door de grote thermische massa uitgevlakt zodat de verwarming alle tijd heeft om kleine correcties aan te brengen.
THERMISCH RENDEMENT
Doordat we de principes van het Passief Huis strikt hebben gevolgd, hebben we maar een fractie van de verwarmingscapaciteit nodig in vergelijking met een "normaal" huis. Door de dikke isolatie, 3-voudig glas, koudebrug vrije details en luchtdichte bouw hebben we hier een opgesteld vermogen van de warmtepomp van slechts 12 kW. Dat is ruim 80% minder dan een huis van dezelfde omvang dat volgens de standaard methode wordt gebouwd. Afgelopen winter is gebleken dat die capaciteit ruim voldoende is om ons huis warm te houden. Toen het buiten -10 graden was (ontwerptemperatuur van de installaties) draaide de warmtepomp ongeveer 19 uur per dag, dus er was nog een procent of 20 vrije capaciteit voor lagere temperaturen. Precies goed.
ZONWERING
Waar we dus de eerste mooie dagen van Maart al zagen dat het huis door de zon voldoende werd verwarmd, wordt het hoog tijd om de zonweringen te gaan installeren, anders kan het binnen snel te warm worden. We gaan ze aansturen met de domotica. Open indien binnentemperatuur niet te hoog en indien zon niet schijnt (tenzij handmatig dicht); automatisch dicht indien zon schijnt en binnentemperatuur boven een grenswaarde (tenzij handmatig open). En natuurlijk automatisch open indien windsnelheid te hoog wordt. Domotica is ideaal voor dit soort IF, THEN, ELSE programma's.
LUCHTDICHTHEID
De luchtdichtheid is naast isolatie de belangrijkste factor om energie te besparen. Wij hebben deze week de Blower Door Test succesvol afgesloten met een n50 waarde van 0,3/h. Dat is 50% beter dan de Passief Huis Norm van 0,6/h die we in ons bestek hadden gezet. Achteraf hebben de twee eerdere tests vooral zin gehad in het aanwijzen van lekkages in afdichtingen (met behulp van rookkanonnen). Met de kennis van nu hadden we de metingen zelf toen beter kunnen overslaan. Het ging vooral om het blootleggen van de luchtlekken met behulp van onderdruk en rookkanonnen. Doe die testen met rook kanonnen vooral met een draagbaar kanon van buiten naar binnen (dus huis op onderdruk) anders krijg misschien de brandweer op bezoek. En doe de test in aanwezigheid van de vakmannen die verantwoordelijk zijn voor de afdichting. Ze zullen hun ogen niet geloven en daarna des te degelijker werken aan het afdichten van de lekkages.
VENTILATIE WTW's
Balansventilatie met efficiente WTW's (warmte terug win installaties) is essentieel om de warmte in afvoerventilatielucht te kunnen hergebruiken. Ik ben (natuurlijk) groot voorstander van echte tegenstroom/counterflow WTW's en daar zijn er zeer weinig van op de markt. Die van ons komen van de firma Paul in Duitsland (Novus 450) en zijn als beste getest door het zeer kritische PassivHaus Institut in Darmstadt. Door het gebruik van echte tegenstroom principes (pas op, de meeste WTW's zijn dat niet echt) kun je snel een procent of 10 meer energie terugwinnen dan bij kruisstroom WTW's.
CO2 AANSTURING
Als je eenmaal een of twee WTW's hebt geinstalleeerd (wij hebben aparte WTW's voor slaap- en woonverdieping) kun je ze aansturen met CO2 sensoren in alle ruimtes. Bij ons is dat geprogrammeerd in de Gira domotica Homeserver. Op die manier zorg je dat de kwaliteit van de lucht altijd in orde is, terwijl de WTW's niet draaien als het niet nodig is. Onnodig draaiende WTW's vreten stroom en voeren onnodig warmte af naar buiten (ook al zijn ze thermisch 90% efficiënt). Op onze slaapverdieping hangen Co2 sensoren in alle slaapkamers. De laagst gemeten waarde bepaalt het toerental van de WTW voor de hele slaapverdieping. Daardoor heb je altijd verse lucht in alle slaapkamers, ook als er logeetjes komen. Onze ramen zijn altijd dicht.
Toen we laatst een feestje hadden stonden de WTW's binnen de kortste tijd op volle toeren te draaien om de Co2 weg te krijgen. En toen we op wintersport waren zijn ze een week op de laagste stand geweest. Eenmaal goed geprogrammeerd heb je er geen omkijken meer naar.
DIMENSIONEREN LUCHTSYSTEEM
Goed dimensioneren van het luchtsysteem is essentieel. Wij hebben een stervormig ontwerp, dus vanuit elke ruimte lopen er luchtslangen van en naar de bijbehorende WTW (in de technische ruimte in de kelder). Verse lucht inblazen gebeurt in de slaapkamers, afblazen in de toilet en badkamers. Soortgelijk op de begane grond.
De luchtsnelheid mag niet te hoog zijn (i.v.m. geluid en tocht) maar het luchtvolume moet groot genoeg zijn voor de functie van die ruimte. Ik heb voor ons gerekend met gemiddeld 30m3/h per persoon, dus de ouderslaapkamer heeft 2 x meer luchtvolume nodig dan de kinderslaapkamers. Mijn doelstelling was om maximaal 1,5 - 2,0 m/s luchtsnelheid in de leidingen te hebben om geluidsoverlast door suizen te voorkomen.
BOUWBESLUIT
Bij het dimensioneren van het luchtsysteem moet je weten dat BouwBesluit regels in Nederland een zeer hoge luchtverversing per m3 bouwvolume eisen. Maar dat is een onzinnige eenheid. Je moet kijken naar de productie van o.a. CO2, en of dat nu gebeurt in een slaapkamer van 50m3 of 200m3 is niet relevant. Twee personen produceren niet meer Co2 als ze in een grote slaapkamer slapen en ze hebben ook niet meer verse lucht nodig. In Duitsland en Oostenrijk wordt een ventilatiesysteem wel gedimensioneerd op basis het aantal personen. Gevolg van het Nederlandse systeem is dat je bij een groter huis steeds grotere luchtvolumes gaat verversen, terwijl de vervuiling gelijk blijft. Dus een te groot ventilatiesysteem en onnodig veel verlies van stroom en warmte. Ongelofelijk dat de overheid deze quick-win nog niet heeft geimplementeerd, terwijl ze wel de EPC steeds verder aanscherpen. Lijkt toch moeilijk om toe te geven dat Duitsers, Oostenrijkers, Zwitsers en Zweden op dit gebied vele jaren op Nederland voor lopen. In praktijk kun je het beste kiezen voor een WTW die wel voldoet aan het Bouwbesluit, maar die efficiënt in te stellen is op lagere toerentallen.
GELUIDSOVERLAST
Om geluidsoverlast van de ventilatoren te voorkomen (max 25 dB) is het essentieel dat die zo ver mogelijk van de slaapverdieping verwijderd zijn en dat ze op +/- 50% van het maximum toerental toch voldoende volume genereren. De meeste problemen met balansventilatie (Vathorst e.d.) zijn veroorzaakt door te klein gedimensioneerde ventilatoren en kanalen, waardoor je alleen kon kiezen tussen geluidsoverlast (aan) en muffe lucht (uit). Jammer dat door dat soort binnenbochten van ontwikkelaars en installateurs tijdelijk het fundament werd uitgeschopt onder een systeem dat alleen maar voordelen heeft en dat veel energie kan besparen.
VERWARMING AFGIFTE
In een licht gebouwd Passief Huis (hout skelet) is het in principe mogelijk alle verwarming via de lucht te doen, maar als je een zware thermische massa hebt (zoals bij ons beton) dan is verwarming via vloeren, plafonds en eventueel wanden wel wenselijk. Bijkomend voordeel is dat dit afgifte systeem zich ook perfect leent voor passieve koeling in de zomer. De aardwarmte sondes moeten toch ook worden geregenereerd (warmte in de bodem brengen) nadat ze een winter lang warmte hebben onttrokken aan de bodem.
VERWARMING OPWEKKING
Mooiste aan de techniek van het huis is toch wel de efficiënte inzet van de meest eenvoudige bron van verwarming: de zon (voor niets gaat de zon op!). Zoals hierboven beschreven brengen de heat-pipes ons op mooie dagen voldoende warmte om tot zelfs wel enkele dagen te badderen en te douchen. Als de zon niet schijnt hebben we de eerder vermelde warmtepomp ter beschikking. En als de zon tussen April en September schijnt kunnen we de "teveel" gegenereerde zonne-warmte kwijt in het zwembad, dat dan dus "voor niets" verwarmd wordt.
WARMWATER BUFFER
Het hart van het warmwatersysteem is het slimme 2000 liter warmwatervat Oskar van Ratiotherm. Alle warm water van heatpipes of warmtepomp wordt hier opgeslagen en automatisch in lagen gebufferd die overeen komen met de temperatuur van het water. Water heeft van zichzelf de gewenste eigenschappen : Warm water drijft naar boven; Water heeft een zeer hoge warmte-inhoud per liter en Water geleidt slecht. Allemaal ideaal voor deze toepassing. Het heetste water boven en het koelste onderin. Vervolgens halen de "gebruikers" de warmte daar weg (via een warmte wisselaar) waar de temperatuur het beste aansluit bij de vraag. Tapwater komt boven uit het vat. Vloerverwarming meestal uit het midden en zwembadverwarming uit de onderste lagen. Dit voorkomt onnodig opwarmen en afkoelen van water.
WARMWATER BOOSTER
Voor gevallen waarin de zon de Oskar niet op 60 graden of hoger kan houden (de hele winter) is ervoor gekozen om het Oskar vat niet warmer te maken dan 47 graden. Die temperatuur moet namelijk door de warmtepomp worden opgebracht en diens efficiency (COP, thermische opbrengst gedeeld door elektrische consumptie) is beter naarmate de temperatuur-sprong kleiner is. Opwarmen naar 60 graden zou wel kunnen maar kost onevenredig veel elektrische energie.
De 2000 liter @ max. 47 graden is ruim voldoende voor alle verwarmingsactiviteiten en voor tapwater staat er nog een apart klein warmtepompje achtergeschakeld dat zorgt voor 60 graden in de aparte 300 liter tapwater boiler. Die kleine warmtepomp (eCoon WP water/water) gebruikt de retourwarmte van de vloerverwarming voor het opwaarderen naar 60 graden en kan daarmee ook met een hoge efficiency werken.
DOMOTICA
Hierboven schreef ik al dat we de CO2 aansturing van de WTW's in de domotica hebben laten programmeren. Verder wordt in dat systeem de verlichting aangestuurd, vooral handig voor controle dat alles uit is als je gaat slapen of van huis weg. Overigens draait die Gira Homeserver wel 24 uur per dag, dus puur energetisch ben je waarschijnlijk beter uit als je hem weglaat en gewoon zelf de lichten uit doet :-)
VERLICHTING
De doelstelling dat het hele huis met LED zou worden verlicht is voor 95% bereikt. Alle basisverlichting is met QR111 spots van Philips Masterled uitgevoerd. Warmwit met een kleurtemperatuur van 2700K. Perfecte vervanger van halogeen en 80% minder stroom per lichteenheid.
Op een enkele plaats hebben we geen LED ingezet omdat het betreffende armatuur alleen in "koudwit" LED (3000K of hoger) te krijgen was. Dat is niet gezellig in een woonhuis en past al helemaal niet bij andere verlichting die wel in 2700K is uitgevoerd.
Op veel plaatsen hebben we aanwezigheidssensoren toegepast waardoor licht vanzelf aan en uit gaat (bijkeuken, garage, toiletten, opslag kelder, technische ruimte). De combinatie met starters die geschikt zijn voor LED is daarbij niet altijd probleemloos trouwens. Het afstemmen van de gevoeligheid van die sensoren heeft hier vele weken geduurd. Verder moeten we de kinderen eraan herinneren dat ze in andere huizen het licht moeten uitdoen als ze naar de toilet zijn geweest...
HEMELWATER
Het opvangen van regenwater in ons 10.000 liter vat verloopt goed. Gebruik voor de toiletten is helemaal geen probleem. Voor gebruik in de tuin moet je wellicht eerst een discussie winnen met de waterleiding-maatschappij die zich beroept op een wet waarin wordt gesteld dat "huishoudwater" of "grijs water" niet gebruikt mag worden voor de tuin wegens risico's van legionella e.d. Die wet gaat echter helemaal niet over regenwater van ons eigen dak ("hemelwater") maar over een secundaire kwaliteit leidingwater die ooit in een paar gemeentes is gedistribueerd via een aparte waterleiding. Sommige installateurs hadden de aansluitingen verwisseld waarna mensen ziek werden. De toenmalige minister van volksgezondheid heeft "huishoudwater" toen verboden. Diezelfde wet wordt nu door waterleidingmaatschappijen aangegrepen om gebruik van hemelwater in o.a. de tuin tegen te houden. Het is natuurlijk niet in hun belang dat wij minder dan 70% van het leidingwater gebruiken van andere gezinnen. Ook hier weer een quick-win voor de overheid. We moesten ons toch zorgen maken over de beschikbaarheid van schoon drinkwater op termijn? Begin dan eens te verbieden om toiletten van nieuwe gebouwen met drinkwater door te spoelen.
ZONNEPANELEN
Onze 44 panelen van elk 240Wp moeten op jaarbasis ongeveer 9000kWh stroom opwekken. We hebben nog geen jaar ervaring dus de tijd zal het leren, maar "so far so good". We zijn blij met de micro-omvormers die per 2 panelen zijn geschakeld. Daardoor weinig last van de schaduw van sommige panelen in de ochtend. De mini omvormers communiceren met elkaar via het Zigby protocol (soort Wifi). Aangezien de panelen op twee verschillende daken liggen gaat de onderlinge communicatie van die twee groepen soms verloren waardoor de opbrengst volgens de web-tracker af en toe wat onlogische pieken en dalen vertoont. Dit wordt binnenkort opgelost.
Via het web (enecsys.com) een mooie applicatie waarin de opbrengst van elke set panelen kan worden gevolgd per uur, dag, maand, jaar etc. Een defect paneel is zo snel opgespoord. We hebben nog ruimte voor een extra set panelen en die gaan er ook wel komen zodra de elektrische auto (Tesla S) is aangekomen. Tegen die tijd kunnen we elke opgewekte kWh goed gebruiken.
PER SALDO
En waarom deden we dit ook alweer ? Omdat het roer om moet. We moeten komende jaren snel afkicken van onze verslaving aan fossiele brandstoffen anders gaat het helemaal fout met het klimaat. Zie o.a.: PBL publicatie
Onze doelstelling was om te bewijzen dat het goed mogelijk is om mooie moderne architectuur te combineren met alle technieken die nodig zijn voor een Nul-Energie-Woning. Niet iedereen is gecharmeerd van de uiterlijke kenmerken van "groene" woningen. Wil je efficiënte woningen dus uit de geite-wollen-sokken-hoek halen en houden dan zul je moeten aantonen dat het ook anders kan.
Aan onze woning kun je aan de buitenkant nergens zien dat het een Nul-Energie-Woning betreft. De extreem dikke muren zijn netjes verwerkt in het ontwerp; de zonnecollectoren (heat pipes) staan niet zoals gebruikelijk diagonaal, maar liggen plat (ten koste van een beetje efficiency) en de zonnepanelen zijn voldoende verzonken op het dak om ze vanaf de straat vrijwel onzichtbaar te houden. Wat ons betreft is de doelstelling dus ruim behaald.
