Wat is een koudebrug?

Koudebrug is een gedeelte van de buitenschil van een gebouw waar de isolatielaag is onderbroken of dunner is zodat daar de thermische weerstand lager is dan de thermische weerstand in de rest van de buitenschil. Bij een koudebrug ontstaat extra warmteverlies ten opzichte van de rest van de buitenschil van het gebouw. De buitenschil van een gebouw is overigens de gehele buitenlaag, zowel het dak als de gevel. Ook de vloer hoort bij de buitenschil.

In de constructieonderdelen wordt gebruik gemaakt van verschillende materialen en verschillende isolatiematerialen. Dat zorgt er voor dat er meerdere koudebruggen of thermische bruggen kunnen ontstaan. De koudebrug zorgt er voor dat de gehele isolatiewaarde van een gebouw wordt verlaagd. Daarom is het ontstaan of de aanwezigheid van een koudebrug ongewenst. Bij de meeste moderne gebouwen probeert men het ontstaan van een koudebrug te voorkomen maar met name bij de bouw van een passiefhuis of een nulwoning wordt hier extra op gelet.

Waar ontstaat een koudebrug?
Bij het ontwerp van een passiefhuis, nulwoning of ander energiezuinig gebouw wordt extra aandacht besteed aan het voorkomen van tocht en het beperken van het warmteverlies. Uiteraard besteed men bij het ontwerp van deze klimaatneutrale woningen ook aandacht aan het voorkomen van een koudebrug. Een isolatielaag of isolatieschil van een gebouw zorgt er voor dat het binnenklimaat wordt gescheiden van het buitenklimaat. De gehele buitenzijde van de woning wordt als een isolerende laag gebruikt om de kou of juist de warmte buiten te houden. Zo kan het binnenklimaat beter beheerst worden door een klimaatbeheersingssysteem dan onderdeel is van de domotica van een gebouw.

De domotica is in feite woningautomatisering waarmee het woonklimaat en het gebruiksgemak kunnen worden bevorderd. Domotica kan een woning energiezuiniger maken maar bij de aanwezigheid van koudebruggen is dat lastig. Daarom worden koudebruggen zoveel mogelijk voorkomen bij de bouw van een nulwoning en passiefhuis.

Een koudeburg ontstaat bij de overgang tussen een goed isolerend deel van de constructie van een gebouw en een minder goed isolerend deel van de constructie. Denk hierbij aan een goed geïsoleerde muur die gebouwd is tegen een niet goed geïsoleerde vloer. In dat geval ontstaat bij de vloer de koudebrug.

Er ontstaat ook vaak een koudebrug bij ramen omdat muren vaak voorzien zijn van een betere isolatie dan ramen. Daarom zijn ramen vervangen door dubbelglas of thermopane. De isolerende werking hiervan is nog vrij beperkt ten opzichte van driedubbelglas dat in de meeste nulwoningen of passiefhuizen wordt geplaatst om een koudebrug te voorkomen.

Lastiger wordt het om een koudebrug bij deuren te vermijden. Deuren worden regelmatig gesloten en geopend waardoor warmte het gebouw verlaat. Daarnaast zijn deuren vaak minder goed geïsoleerd waardoor veel warmte door de deur heen wordt afgegeven aan de buitentemperatuur.

Voorkomen van een koudebrug
Het voorkomen van een koudebrug doet men tijdens het ontwerpen van de woning. Of het nu gaat om het ontwerp van een passiefhuis, een nulwoning of een andere woning het voorkomen van een koudebrug is beter dan een koudebrug in een reeds bestaande constructie te bestrijden. Er zijn tegenwoordig systemen waarmee men een koudebrug vroegtijdig kan opmerken. Daarvoor maakt men gebruik van een simulatie of analyse. Er dient extra aandacht te worden besteed aan het ontwerp van de overgang tussen muren en vloeren en daken en muren. Ook tussen de muur en de fundering van een balkon kan een koudebrug ontstaan evenals in de overgang tussen muren en kozijnen. Datzelfde is het geval tussen een muur en een zonwering. Ook wanneer constructiedelen met stalen of glazen constructiedelen in aanraking komen kan een koudebrug of warmtebrug ontstaan omdat staal en glas warmte goed geleiden. Als een gebouw eenmaal gebouwd is kan men een koudebrug ontdekken door gebruik te maken van thermografie.

Wat is Trias Energetica of Trias Energica?

Trias Energetica is een door de TU Delft ontwikkelt systeem waarmee men in drie stappen een duurzaam ontwerp te ontwikkelen. Het stappenplan is in 1979 ontwikkeld aan de Technische Universiteit Delft door de studiegroep StadsOntwerp en Milieu (SOM-1). Deze groep studenten stond onder leiding van Kees Duijvestein. Trias Energetica werd eerder ook wel Trias Energica genoemd en werd beschreven in het tijdschrift BOUW. Een aantal jaren later werd het drie stappenstrategie internationaal geïntroduceerd. Dit gebeurde in 1996 door Erik Lysen vanuit de Nederlandse Onderneming voor Energie en Milieu (Novem).

Stappenplan van Trias Energetica
De Trias Energetica bestaat uit drie stappen die achter elkaar moeten worden uitgevoerd. Als men deze vuistregels hanteert komt men tot een duurzame ontwikkeling of een duurzaam ontwerp van bijvoorbeeld een gebouw. De stappen van Trias Energetica zijn als volgt:

1. Gebruik zo weinig mogelijk energie. Men moet energieverspilling bestrijden door het gebouw zo te ontwerpen dat er weinig warmte verloren gaat door tocht. Ook moeten de gevels en daken van het gebouw geïsoleerd zijn.  

2. Gebruik duurzame energiebronnen. Dit zijn energiebronnen die altijd aanwezig zijn zoals zonlicht, windkracht, waterkracht en aardwarmte.

3. Als het gebruik van fossiele energiebronnen niet vermeden kan worden moeten deze fossiele brandstoffen zo effectief mogelijk worden gebruikt. Hierbij moet men het optimale rendement uit deze brandstoffen te halen. Denk hierbij aan het nuttig gebruiken van restwarmte en het toepassen van een warmtepomp.

Toepassing Trias Energetica
Zoals je in de inleiding hebt kunnen lezen is Trias Energetica al in 1979 ontwikkelt. Vanaf dat moment zijn er wereldwijd echter verschillende systemen bedacht waarmee men zonlicht, windkracht en andere natuurlijke energiebronnen kan omzetten in elektrische energie en warmte. Ook zijn er steeds betere isolerende materialen ontwikkelt. Dat alles zorgt er voor dat woningen steeds milieuvriendelijk worden. Denk hierbij aan nulwoningen of aan een passiefhuis. Er worden in Nederland steeds meer klimaatneutrale en energieneutrale woningen gebouwd waaronder nulwoningen en passiefhuizen.

Dat zorgt er voor dat de principes van Trias Energetica goed in de bouwsector zijn ‘ingeburgerd’. In de toekomst zullen steeds vaker CO2 neutrale woningen worden gebouwd om aan de klimaatdoelstellingen te voldoen. Wereldwijd zijn er klimaatverdragen afgesloten die in feite vereisen dat woningen nulwoningen of passiefhuizen worden. Ook in Nederland stimuleert de overheid deze ontwikkeling en is er zelfs een Taskforce Bouw die er op toeziet dat het woningaanbod en de gebouwen in Nederland daadwerkelijk energieneutraal worden. Ook hierbij heeft men het uiteindelijk over de voltooiing van Trias Energetica.

Wat is een nulwoning of energieneutrale woning?

Een nulwoning is een woning die op jaarbasis evenveel energie opwekt als de woning verbruikt bij een normaal leefpatroon van de bewoners met voldoende wooncomfort. Een nulwoning heeft verschillende benamingen zo wordt deze woning ook wel een balanswoning genoemd of energieneutrale woning. Ook de termen klimaatneutrale woning en CO2-neutrale woning worden in de praktijk als synoniemen voor een nulwoning gebruikt. De verschillende termen maken duidelijk dat het bij nulwoningen gaat om een balans tussen energieverbruik en het opwekken van energie.

Op jaarbasis een nulwoning
Nulwoningen moeten op jaarbasis energieneutraal zijn. Dit betekend dat er in dat jaar wel verschillen kunnen optreden in het energieverbruik. De woning is dus niet altijd energieneutraal. De jaargetijden en de temperatuur spelen hierbij onder andere een rol. Zo kan een nulwoning in de zomer veel elektrische energie opwekken door zonnepanelen en deze energie terugleveren aan het elektriciteitsnet. In de winter zal de woning echter vaak meer energie opnemen dat de nulwoning kan opwekken met haar installaties. Er wordt dus gestreefd naar een balans op jaarbasis.

Bouwen van een nulwoning
Voor het bouwen van een nulwoning is veel kennis nodig van het opwekken van energie en besparen van energie. Een goede voorbereiding op de bouw is van groot belang. Tegenwoordig worden er steeds betere systemen ontwikkelt om duurzame energie op te wekken. Daarnaast zijn er ook innovaties op het gebied van woningisolatie. Denk hierbij aan driedubbel glas in plaats van het bekende dubbelglas of thermopane. Deze ontwikkelingen zorgen er voor dat het bouwen van een nulwoning op verschillende manieren kan gebeuren. In ieder geval zal men het energieverbruik moeten minimaliseren.

Er moet zo weinig mogelijk warmte uit de woning ontsnappen. Dat zorgt er ook voor dat een nulwoning kierdicht en tochtvrij moet worden gemaakt. Hierbij kan men denken aan de aspecten die ook aan de orde komen bij een passiefhuis. Het passiefhuis wordt in de volgende alinea beschreven. Een nulwoning moet naast het beperken van energieverlies ook in staat zijn om zelf energie op te wekken. Deze energie moet in ieder geval voldoende zijn om in de gemiddelde energiebehoefte van de woning op jaarbasis te voorzien. Daarom zijn op en in een nulwoning verschillende installaties aangebracht waaronder zonnepanelen maar ook warmtepompen, aardwarmte en warmteopslag zijn systemen die toegepast kunnen worden in een nulwoning.

Passiefhuis
De term passiefhuis is in de tekst hierboven al een keer benoemd. Een passiefhuis voldoet grotendeels aan de hiervoor genoemde beschrijvingen. Het woord ‘passief’ in passiefhuis maakt duidelijk dat de woning een bepaald deel van het jaar niet ‘actief’ verwarmt of gekoeld hoeft te worden doormiddel van verwarmingsinstallaties of koelinstallaties. In plaats daarvan wordt een passiefhuis doormiddel van zonlicht verwarmt en andere passieve energiebronnen.

Een passiefhuis is daarom zo gebouwd dat er zoveel mogelijk zonlicht de woning instraalt. Dat betekend dat er vooral veel ramen aan de zuidzijde, westzijde en oostzijde zijn geplaatst maar nauwelijks aan de noordzijde. Een passiefhuis is pas officieel een passiefhuis indien daarvoor een passiefhuis-certificaat is verstrekt. Dit certificaat wordt afgegeven door de nationale Passiefhuis Stichting. Voordat dit certificaat wordt verstrekt zal de woningen aan een aantal eisen moeten voldoen. Zo moet het ontwerp van de woning voldoen aan de eisen die zijn omschreven in het ontwerpcertificaat voor het passiefhuis.

De woning of het gebouw moet bijvoorbeeld zeer goed geïsoleerd zijn. Hetenergieverbruik mag op jaarbasis maximaal 120 kWh/m²  bedragen. Daarnaast moet het gebouw een luchtdichtheid hebben van maximaal n50 < 0,6 h-1. Dit houdt in dat maximaal 60 procent van de lucht uit de woning mag stromen door de kieren in één uur tijd bij een luchtdrukverschil van 50Pa. Naast eisen aan warmte en tochtdichtheid zijn er ook eisen aan de eventuele oververhitting van het gebouw. Bij oververhitting zou men namelijk gebruik moeten maken van een koelinstallatie en dat moet voorkomen worden vanwege het energieverbruik. De nationale Passiefhuis Stichting controleert na de bouw of het passiefhuis inderdaad aan de richtlijnen voldoet. Dan wordt het uitvoeringscertificaat verstrekt. Als het ontwerpcertificaat en uitvoeringcertificaat zijn behaald is het gebouw een passiefhuis.

Richtlijnen voor passiefhuizen

Passiefhuizen zijn huizen die aan heel energiezuinig zijn en voldoen aan de eisen die genoteerd staan in het passiefhuis-certificaat. Dit certificaat wordt uitgegeven door de nationale Passiefhuis Stichting. Deze stichting verstrekt zowel het ontwerpcertificaat als het uitvoeringscertificaat voor passiefhuizen. Niet alleen woningen kunnen overigens aangemerkt worden als een passiefhuis ook gebouwen die vallen in de categorie utiliteit kunnen een passiefhuiscertificaat ontvangen.

Eigenschappen van passiefhuizen
Een passiefhuis wordt een bepaald gedeelte van het jaar niet actief verwarmt of gekoeld met installaties. In plaats daarvan wordt gebruik gemaakt van onder andere zonlicht om de woning te verwarmen. De woning wordt zo op het kavel gebouwd dat de meeste ramen aan de zonzijde geplaatst zijn en zo weinig mogelijk ramen aan de noordzijde.

Het is ook belangrijk dat de warmte binnen blijft en de woning zo weinig mogelijk warmte afstaat aan de omgeving. Dit houdt in dat een passiefhuis extra geïsoleerd is en dat de ventilatie vaak via een mechanisch systeem plaatsvind. Ook de temperatuurbeheersing wordt vaak ingeregeld in een gebouwbeheersysteem dat bijvoorbeeld gebaseerd is op domotica.

Er wordt meestal gebruik gemaakt van driedubbel isolatieglas en daarnaast is er extra zorg besteed aan het isoleren van de daken en de muren. Er is een luchtdichte en koudebrugvrije thermische schil om de woning aangebracht. Oververhitting moet echter ook worden voorkomen. Volgens de officiële richtlijnen mag de oververhitting slechts tien procent zijn boven de 25 graden Celsius. Zowel in Nederland als België zijn er eisen opgesteld voor passiefhuizen. Deze eisen zijn in de volgende alinea weergegeven.

Eisen die gesteld worden aan passiefhuizen
De volgende eisen voor passiefhuizen zijn van toepassing in zowel Nederland als  België:

  • Het primair energieverbruik mag maximaal 120 kWh/m² per jaar bedragen. Men berekent het primaire energieverbruik door al het energieverbruik van het gebouw op te tellen. Het gaat dan om de energie die wordt verbruikt door installaties die aangebracht zijn om de ruimten verwarmen en ruimten te koelen. Ook alle energie die wordt gebruikt door elektrische apparatuur, hulpenergie en tapwater verwarming wordt bij het totale primaire energieverbruik opgeteld.
  • Op jaarbasis mag men voor het verwarmen van het gebouw tot 20 graden Celsius niet meer energie verbruiken dan 15 kWh/m² per jaar.
  • Een passiefhuis moet een luchtdichtheid hebben van maximaal n50 < 0,6 h-1. Dat betekend dat maximaal 60% van de lucht uit de woning in één uur via kieren naar buiten mag stromen bij een luchtdrukverschil van 50Pa.
  • Daarnaast moet ook oververhitting worden voorkomen in de zomer. Zo moet een passiefhuis zonder koelinginstallatie een oververhittingfrequentie van 10% of lager halen. De oververhittingfrequentie maakt inzichtelijk welk percentage of welke periode van het jaar de binnentemperatuur boven de 25 graden komt.
  • Daarnaast mag een passiefhuis met koelinginstallatie op jaarbasis niet meer dan 15 kWh/m² verbruiken aan koeling.

Nationale Passiefhuis Stichting
Een passiefhuiscertificering zal men moeten aanvragen bij de nationale Passiefhuis Stichting. Deze stichting hanteert een PHPP-rekenprogramma waarmee de jaarlijkse warmtevraag wordt berekend. Ook de koelbehoefte wordt doormiddel van dit PHPP-rekenprogramma in kaart gebracht. Deze koelbehoefte is gekoppeld aan de oververhittingfrequentie van het gebouw. De nationale Passiefhuis Stichting heeft haar passiefhuiscertificering opgedeeld in twee certificaten namelijk het ontwerpcertificaat en het uitvoeringscertificaat.

Ontwerpcertificaat
Voor het aanvragen van een ontwerpcertificaat dient men de uitdraai van de PHPP-berekening evenals een omschrijving van het gebouw en de installaties verstrekken aan de nationale Passiefhuis Stichting. Deze informatie moet voorzien zijn van tekeningen. Als deze gegevens allemaal voldoen aan de richtlijnen voor een passiefhuis krijgt men het ontwerpcertificaat.

Uitvoeringscertificaat
Naast het ontwerpcertificaat voor een passiefhuis zal men ook een uitvoeringcertificaat moeten bemachtigen. Deze wordt ook verstrekt door de nationale Passiefhuis Stichting. Daarvoor gaat deze stichting echter controleren of het gebouw daadwerkelijk is gebouwd conform de tekeningen en gegevens waarvoor het ontwerpcertificaat is verstrekt. Daarvoor al onder andere de Blower-Door-Test worden gebruikt om te beoordelen of het gebouw voldoende luchtdicht is. Als de Blower-Door-Test goed is verlopen en de overige testen ook wordt het uitvoeringscertificaat verstrekt en heeft men een passiefhuis.

Kenmerken van een passiefhuis

Passiefhuizen zijn huizen die een passiefhuis-certificaat hebben en daarmee voldoen aan de richtlijnen die zijn opgesteld voor dit certificaat. Dit houdt onder andere in dat deze woningen in een jaar niet meer dan 15 kWh/m² verbruiken voor de verwarming aan ruimten van het gebouw. Daarnaast mag het passiefhuis jaarlijks een maximaal  primair energiegebruik van 120 kWh/m² hebben. Deze richtlijnen voor passiefhuizen zijn van toepassing in zowel Nederland als België.

Passiefhuis kenmerken
Een passiefhuis heeft een aantal kenmerken. De term ‘passief’ is in dit verband gekoppeld aan het feit dat een passiefhuis gedurende een bepaalde periode per jaar niet actief hoeft te worden verwarmd met verwarmingssystemen. In plaats daarvan wordt de warmte verkregen uit passieve warmtebronnen. Een belangrijke passieve warmtebron is de zon maar ook apparaten en zelfs bewoners zijn passieve warmtebronnen.

Passievewoningen worden zo op het kavel geplaatst dat er zoveel mogelijk zonlicht in de woning kan stralen. Op die manier wordt deze woning natuurlijk verwarmd en daarnaast is natuurlijke lichtinval voor de bewoners ook wel prettig. Daarom hebben  passievewoningen de meeste ramen aan de zuidzijde, westzijde en oostzijde van de woning. Er worden zo weinig mogelijk ramen geplaatst op de noordzijde van de woning. De ramen zijn ook bijzonder want in plaats van dubbel glas maakt men bij passiefhuizen vaak gebruik van drievoudig glas voor nog hogere isolatiewaarden. Bij drievoudig glas treed er geen koudeval op. Woningen die zeer goed zijn geïsoleerd verliezen vaak veel warmte bij koudebruggen, dat wordt dus met drievoudig glas zoveel mogelijk voorkomen. Passievewoningen zijn daarnaast heel goed geïsoleerd. Er zijn passiefhuizen met gevels met Rc-waardes van 10 m²K/W.

Een belangrijk aspect van passiefhuizen is het luchtdicht of kierdicht maken van de woning er mag geen tocht ontstaan. Er wordt in een passiefhuis zo goed als geen gebruik gemaakt van natuurlijke ventilatie al kunnen in de meeste passiefhuizen de ramen wel geopend worden. Er wordt regelmatig gebruik gemaakt van mechanische ventilatie en andere speciale ventilatiesystemen die ingeregeld kunnen worden. Dit wordt ook wel balansventilatie genoemd. Daarnaast hebben passiefhuizen ook vaak een WarmteTerugWinningsunit (WTW).

Ontwerpcertificaat en uitvoeringscertificaat voor passiefhuis
Niet alleen woningen kunnen in aanmerking komen voor een certificering als passiefhuis ook andere gebouwen zoals utiliteitscomplexen kunnen als passiefhuis worden aangemerkt. Hiervoor moet echter zowel een ontwerpcertificaat als een uitvoeringscertificaat worden ontvangen van de nationale Passiefhuis Stichting. Deze stichting hanteert een speciaal controle-instrument en ontwerpinstrument bij het bepalen of een gebouw een passiefhuis is. Daarvoor maakt de nationale Passiefhuis Stichting gebruik van een PHPP-rekenprogramma.

In dit PHPP-rekenprogramma wordt de jaarlijkse warmtevraag berekend. Daarnaast wordt ook het primaire energieverbruik en de koelbehoefte / oververhittingfrequentie in kaart gebracht. De bouwtekeningen moeten worden goedgekeurd evenals de tekeningen voor het installatiewerk. De PHPP-uitdraai en de tekeningen dienen gezamenlijk te worden beoordeeld door de nationale Passiefhuis Stichting, indien goedgekeurd zal het gebouw het ontwerpcertificaat toegewezen.

Het uitvoeringscertificaat wordt verstrekt door de nationale Passiefhuis Stichting nadat er een speciale test is gedaan na de oplevering van het gebouw. Dit is de Blower-Door-Test die gebruikt wordt om te controleren of de luchtdichtheidseis van het gebouw wordt gehaald. Daarnaast wordt door er ook een algehele controle uitgevoerd door de nationale Passiefhuis Stichting. In deze controle wordt beoordeeld of het gerealiseerde gebouw daadwerkelijk overeenkomt met de gegevens die zijn ingevoerd in het PHPP-computerprogramma. Wanneer zowel het ontwerpcertificaat als een uitvoeringscertificaat zijn bepaald is er officieel sprake van een passiefhuis.