Hoge temperatuur warmtepomp als oplossing voor gasvrij wonen

Een hoge temperatuur warmtepomp wordt door verschillende installatiebedrijven genoemd als oplossing voor gasvrij wonen. Met name oudere woningen zouden kunnen worden voorzien van een hoge temperatuur warmtepomp omdat die woningen voorzien zijn van cv-ketels die eveneens een hoge aanvoertemperatuur hebben van het cv-leidingwater. Een hoge temperatuur warmtepomp kan warm water leveren tot en met 70 graden Celsius. Dat is bijna de temperatuur die een conventionele HR ketel levert. Die is meestal standaard ingesteld op 80 graden Celsius. Veel oudere woningen zijn ingesteld op een hoge aanvoerwarmte vanuit de cv-ketel. Dat zorgt er voor dat deze woningen niet eenvoudig kunnen overstappen op een lage temperatuurverwarming zoals de meeste moderne woningen wel hebben.

De overstap naar bijvoorbeeld vloerverwarming is daardoor dus ook niet altijd een verstandige beslissing. Het aansluiten van een hoge temperatuurwarmtepomp zou wel een oplossing kunnen zijn. Echter is een hoog temperatuur (HT) warmtepomp ook niet geheel energiezuinig. Deze installatie wordt aangeboden in verschillende varianten waaronder een lucht/water warmtepomp. Deze warmtepomp bestaat uit twee delen: een binnendeel die op de plek van de Cv-ketel wordt gezet en een buitendeel. Het gedeelte dat buiten is geplaatst haalt warmte uit de buitenlucht. Het gedeelte dat binnen staat maakt warm water van 70 tot 80˚C. Het verschil tussen een standaard lucht/water warmtepomp is dat de standaard warmtepomp het cv-leidingwater verwarmt tot ongeveer 55˚C.

Een hoge temperatuur warmtepomp verbruikt geen gas. Op de gasrekening zal een woning dus aanzienlijk gaan besparen. Wel zal een hoge temperatuur warmtepomp veel elektrische energie verbruiken. Daardoor kunnen de energielasten van de woning alsnog heel hoog zijn. Om die reden wordt door de meeste installatiebedrijven geadviseerd om 12 tot 14 zonnepanelen te plaatsen met een vermogen van 300 wp. Deze zonnepanelen zouden voldoende elektrische energie kunnen leveren voor de complete energiebehoefte van de hoge temperatuur warmtepomp. Dit is ten minste wat de installateur beweert. Het is altijd goed om meerdere adviezen in te winnen van erkende installateurs. Over de aanschaf van een hoge temperatuur warmtepomp moet goed worden nagedacht.

Werking van een warmtepomp ten opzichte van een cv-ketel

Een warmtepomp heeft een andere werking dan een aardgasgestookte cv-ketel. In een cv-ketel wordt aardgas verbrand waarbij veel hitte vrij komt. Deze hitte wordt gebruikt om het leidingwater van de centrale verwarming op een hogere temperatuur te brengen. Het verwarmde water wordt door cv-leidingen getransporteerd naar de radiatoren waar de warmte wordt afgeven aan de omgeving. Wanneer men de cv-ketel zou vervangen door een waterstofketel is de werking van de installatie grotendeels hetzelfde ondanks het feit dat er een ander brandbaar gas wordt gebruikt. Als men echter een warmtepomp installeert is de werking wel geheel anders.

Drukveranderingen in plaats van hittebron

Een warmtepomp maakt namelijk niet gebruik van een hittebron maar van drukveranderingen. Een warmtepomp bevat dus geen verbrandingsketel waarin aardgas of waterstof wordt verbrand. In plaats daarvan wordt een leidingensysteem geïnstalleerd binnen de woning maar ook daar buiten. Aan de buitenkant van de woning is de druk laag, waardoor vloeistof verdampt en de buizen afkoelen. Aan de binnenkant is de druk hoog waardoor vloeistof condenseert en warmte vrijkomt. Deze warmte kan vervolgens worden afgegeven door radiatoren maar ook via vloerverwarming. Omdat er niet veel warmte vrijkomt spreekt men wel van lagetemperatuurverwarming (LTV).

Lagetemperatuurverwarming
Lagetemperatuurverwarming is milieuvriendelijker dan verwarming doormiddel van een cv-installatie die op aardgas of waterstof is gestookt. Er komt namelijk niet direct CO2 vrij in de atmosfeer. Op een indirecte manier kan er wel CO2 worden uitgestoten. Er wordt namelijk gebruik gemaakt van een elektrische pomp om het water rond te pompen. Voor het maken van de drukveranderingen is namelijk elektrische stroom nodig. Deze elektrische stroom kan ook doormiddel van zonnepanelen worden opgewekt waardoor het systeem nog duurzamer wordt. De warmtepompen werken doormiddel van drukverschillen. Het realiseren van de drukverschillen gebeurd in de compressor. De compressor zorgt voor overdruk. Naast een compressor en een pomp heeft de warmtepomp ook een condensor en warmwatertank.

Wat is een warmtepompboiler?

Een warmtepompboiler is een boiler die doormiddel van een warmtepomp op temperatuur wordt gebracht en gehouden. Warmtepompboilers zijn een duurzamer milieuvriendelijker alternatief voor de boilers die op aardgasgestookte cv-ketels zijn aangesloten. Een boiler wordt gebruikt voor zogenaamd sanitair water. Dit is in feite het water dat uit de kraan of douche komt. Een boiler maakt een bepaalde hoeveelheid water warm en houdt dit water warm totdat het water wordt afgetapt omdat men bijvoorbeeld warm water voor de douche of het bad gebruikt. Als er water uit de boiler is afgetapt zal er nieuw water in de boiler worden gepompt zodat dit water ook weer op temperatuur kan worden gebracht en gehouden.

Er zijn verschillende boilers. Een bekende duurzame milieuvriendelijke boiler is bijvoorbeeld de zonneboiler. Het water van een zonneboiler wordt doormiddel van zonnepanelen op temperatuur gebracht. Daarom hoeft er geen of nauwelijks aardgas te worden verstookt. Een zonneboiler is dus een duurzame installatie voor warm water. Een minder bekend duurzaam alternatief is de warmtepompboiler. Deze boiler bevat een lucht-water warmtepomp. Deze warmtepomp wordt gebruikt om warmte uit de omgevingslucht te onttrekken. Om die reden staan warmtepompboilers vaak in wat warmere ruimtes. Dan kan er eenvoudiger warmte uit de lucht worden onttrokken.

Een warmtepompboiler kan de temperatuur van het water maar tot een bepaald niveau verwarmen. Een elektrische weerstand zorgt er voor dat de temperatuur van het water verder verhoogd kan worden. omdat de warmtepompboiler ook elektrische stroom verbruikt is het apparaat pas echt volledig duurzaam als deze elektrische stroom ook nog door zonnepanelen wordt opgewekt. Het is echter mogelijk om een warmtepompboiler aan te sluiten op zonnepanelen. Daardoor is deze warmwaterinstallatie volledig duurzaam.

Hybride warmtepompen: een warmtepomp en een cv-installatie gecombineerd

Hybride warmtepompen zijn een vorm van hybride verwarmingstechniek. Meestal denkt men bij hybride aan een gecombineerd systeem waarbij een duurzame technologie en een minder duurzame technologie worden samengevoegd. Dat is ook het geval met hybride warmtepompen. Een hybride warmtepomp wordt namelijk verbonden aan een centrale verwarmingsinstallatie met een cv-ketel. Dat betekent dat een hybride warmtepomp kan worden toegepast in woningen die op aardgas zijn aangesloten en met aardgas worden verwarmd. Het probleem met aardgas is echter dat aardgas een fossiele brandstof is die op kan raken en bovendien komt bij het verbranden van aardgas ook CO2 en andere uitstoot vrij.

Een warmtepomp heeft deze nadelen niet omdat een warmtepomp warmte uit de lucht haalt en eventueel ook uit de aardbodem. Uit de lucht en aardbodem kan echter niet heel veel warmte worden gewonnen. Daarvoor is de temperatuur in de lucht en de aardbodem te laag. Een warmtepomp wordt daarom gebruikt als lagetemperatuurverwarming. Een aardgasgestookte cv-installatie kan echter wel hoge temperaturen produceren. Een conventionele cv-ketel kan het cv-leidingwater wel opstoken tot 80 graden Celsius terwijl een warmtepomp gemiddeld een aanvoerwarmte van 30 tot 35 graden Celsius kan produceren, al zijn er warmtepompen die ook tien graden hoger kunnen produceren.

Een hybrideverwarming in de vorm van een hybride warmtepomp en een hybride ketel combineert te voordelen van de warmtepomp met de voordelen van een aardgasgestookte cv-installatie. In eerste instantie wordt de warmtepomp aangesproken om de basiswarmte te leveren. Bij een piekvraag wanneer het bijvoorbeeld erg koud is en de installatie hoger wordt gezet zal de cv-ketel aardgas gaan verstoken. Dat is ook het geval als men warm water aftapt. Omdat in de meeste gevallen niet hele hoge temperaturen zijn vereist is de warmtepomp als eerste verwarmingsinstallatie voldoende.

Doordat de warmtepomp als eerste wordt aangeslagen zal de CO2 emissie aanzienlijk verlaagd worden. Voor een optimaal rendement is het echter wel van belang dat de woning of het pand goed geïsoleerd is anders gaat er alsnog veel warmte verloren. Met name bij de lagetemperatuursverwarming is een goede isolatie van belang omdat anders alsnog extra moet worden bijgestookt de woning op de gewenste temperatuur te brengen.

Wat is lagetemperatuurverwarming of LTV?

Lagetemperatuurverwarming is een verwarmingstechnologie waarbij de aanvoertemperatuur niet hoger is dan 55 graden Celsius. Daarmee verschilt lagetemperatuurverwarming van bijvoorbeeld een aardgasgestookte centrale verwarming. Cv-installaties die op aardgas draaien hebben een aanvoertemperatuur van 80 graden Celsius of zelfs hogere temperaturen. Het verkrijgen van een dergelijk hoge temperatuur vereist meer energie en dus meer verbranding dan het verkrijgen van een temperatuur van 55 graden Celsius. Daarom is lagetemperatuurverwarming energiezuiniger.

Vloerverwarming of radiatoren
Lagetemperatuurverwarming wordt meestal gekoppeld aan vloerverwarming omdat vloerverwarming in vrij lage temperatuur heeft. Toch is lagetemperatuurverwarming oftewel LTV ook gebruikt worden in combinatie met radiatoren. Dan is er sprake van wandverwarming eventueel in combinatie met vloerverwarming. Voor lagetemperatuurverwarming kan men een aardgasgestookte cv-installatie gebruiken maar een warmtepomp of een hybrideketel is een veel betere en vooral veel duurzamere oplossing. LTV zorgt voor een gelijkmatige verwarming van de woning.

Gelijkmatige verwarming
Dat betekent dat er minder pieken en dalen zijn in de verwarming. Om die reden moet de nachtverlaging worden geminimaliseerd. In plaats van het veel lager zetten van de LTV-installatie in de nacht laat men deze installatie voortdurend op een bepaald niveau aanstaan. Doordat er geen pieken en dalen in de warmtevraag zitten wordt er veel minder energie verbruikt. Daarnaast werkt de verwarmingstechniek veel effectiever omdat de temperatuur constanter is. Een nadeel van LTV is dat het over het algemeen langer duurt voordat de woning een hogere binnentemperatuur krijgt. Men kan niet eenvoudig de ‘kachel’ omhoog draaien om vervolgens binnen korte tijd de vertrekken aanzienlijk te verwarmen. Veel mensen met een aardgasgestookte cv-installatie zijn dat wel gewend. De cv-installatie gaat dan vervolgens ‘loeien’ en wordt veel aardgas verstookt en CO2 uitgestoten. Bij een LTV werkt dit principe niet maar wordt ook veel minder CO2 uitgestoten.

LTV en verwarmingssystemen
LTV kan men combineren met vrijwel alle verwarmingsinstallaties. Zo kan men LTV combineren met HR-ketels maar ook met een warmtepomp. De combinatie met de warmtepomp is in de praktijk het meest natuurvriendelijk. Er zijn verschillende warmtepompen. Zo zijn er warmtepompen die warmte onttrekken uit de aardbodem (aardwarmte) en uit de buitenlucht of ventilatielucht. Uit de aardbodem en de lucht kan wel warmte worden gewonnen maar deze warmte is niet voldoende om een woning echt te verwarmen. Daarom wordt de temperatuur verhoogd door de elektrische warmtepomp.

Elektrische warmtepomp

De elektrische warmtepomp zorgt er voor dat de temperatuur van het cv-leidingwater wordt verhoogd. Er is een duidelijk verband tussen het energieverbruik van de warmtepomp en de temperatuur van de aardbodem en lucht. Als deze aardbodem en lucht een hoge temperatuur hebben hoeft de warmtepomp minder elektriciteit te verbruiken om de gewenste warmte te krijgen. Andersom werkt natuurlijk ook, als men bijvoorbeeld de verwarming laag zet hoeft er ook minder warm water te worden geproduceerd door de warmtepomp. Dat is energiezuiniger. Bij een LTV is de warmtevraag, zoals eerder genoemd, lager waardoor er minder elektrische energie hoeft te worden verbruikt.

Waaruit bestaat een geothermie installatie?

Geothermie is aardwarmte en kan worden aangewend als verwarmingsbron of indirect als energieleverancier worden gebruikt waarbij de aardwarmte bijvoorbeeld wordt omgezet in elektrische energie. Geothermie is een effectieve alternatieve energiebron omdat er bij deze installaties nauwelijks CO2 vrij komt in de atmosfeer. Dat maakt geothermie veel milieuvriendelijker dan bijvoorbeeld aardgas. Voordat met een geothermie-installatie gaat bouwen moet met een grondig onderzoek doen. Zo moet men een goed beeld hebben van de aardbodem en de aardlagen waarin warm grondwater aanwezig is. Als men dit in kaart heeft gebracht en de uitkomst interessant genoeg is, kan men gaan bouwen. Een geothermie-installatie bouwt men niet zomaar. Een dergelijke installatie kost miljoenen en moet daarom zorgvuldig worden gebouwd door professionele bedrijven. Een geothermie installatie bestaat uit een aantal onderdelen. Deze onderdelen zijn hieronder in een aantal alinea’s beschreven.

Putten
Allereerst zijn er twee schachten nodig die ook wel putten worden genoemd. Deze putten worden met een grote boorinstallatie geboord en zijn ongeveer 2 kilometer lang. Op 2 kilometer diepte is de aardwarmte ongeveer 60 tot 80 graden Celsius. De put wordt tot onder het grondwater geboord. Er moet dus rekening worden gehouden met de grondwaterstand voordat men gaat boren. Het warme water wordt uit de put omhoog gepompt.

Het is natuurlijk wel belangrijk dat de putten of schachten niet in elkaar storten tijdens het oppompen van het warme grondwater. De ondergrondse druk is hierbij een belangrijke factor. Deze druk kan er voor zorgen dat de schachten in elkaar gedrukt worden. Dat moet worden voorkomen en daarvoor worden buizen geplaatst in het boorgat van de put. Deze buizen worden vervolgens vastgezet met cement. Op die manier zijn de schachten verankert.

De uiteinden van schachten of putten zijn onder de grond ongeveer 1 tot 2 kilometer van elkaar verwijderd. Dat is noodzakelijk want via de ene put wordt warm water opgepompt en via de andere put wordt koud of afgekoeld water weer naar beneden gepompt. Dit koude water wordt vervolgens weer opgewarmd door de aarde en het overige grondwater zodat het weer opgewarmde water naar boven gehaald kan worden in de eerst schacht. Zo ontstaat er een circulair systeem waardoor het volume aan grondwater gelijk blijft en bodemdaling wordt voorkomen of geminimaliseerd.

Warmtewisselaar

Het opgepompte warme water stroomt door buizen in een warmtewisselaar. In deze warmtewisselaar komt het warme grondwater in contact met het water van het verwarmingssysteem. Dit water wordt door het grondwater verwarmt. Er vindt uitwisseling van warmte plaats vandaar de term warmtewisselaar. Het opgewarmde water stroom uit de warmtewisselaar naar de verwarmingssystemen van gebouwen, utiliteit en woningen. Een pomp zorgt er voor dat het afgekoelde grondwater weer naar beneden wordt gepompt via de juiste put. Daardoor komt het afgekoelde grondwater weer op dezelfde diepte waar het ook vandaan werd gepompt via de andere put.

Pompen
In de alinea’s hiervoor is een paar keer het woord ‘pomp’ gebruikt. Een geothermische installatie kan niet zonder een paar pompen waarmee het water wordt opgepompt uit de aardbodem en teruggepompt naar de oorspronkelijke diepte. Deze pompen worden net als de warmtewisselaar in een gebouw geplaatst van ongeveer twintig bij twintig meter. Hierin zijn vaak ook filters geplaatst voor het filteren van het grondwater.

Ontgassingsinstallatie
Samen met het grondwater kan ook aardgas naar boven komen. Dit brengt extra risico’s met zich mee in de vorm van brandgevaar en explosiegevaar. Om die reden wordt er meestal een ontgassingsinstallatie met een ontgassingstank. Dit is een veiligheidsvoorziening. Als er aardgas aanwezig is kan er ook een noodfakkel worden aangebracht die er voor zorgt dat het aardgas wordt afgefakkeld.

Technische ruimte
Tot slot is er nog een technische ruimte nodig voor het uitvoeren van revisie, reparatie en onderhoud. Een geothermie installatie heeft net als andere grote installaties onderhoud nodig. Vooral de aanwezigheid van aardgas kan voor extra risico’s zorgen waardoor het onderhoud en de reparaties door specialisten moet gebeuren met een werkvergunning en verschillende veiligheidscertificaten.

Geothermie en duurzaamheid

Geothermie is een ander woord voor aardwarmte en wordt steeds vaker genoemd als een goed alternatief voor aardgas. Dat is geen wonder want geothermie is altijd aanwezig en daardoor een onuitputtelijke duurzame energiebron. Veel woningen hebben nog een centrale verwarming waarin aardgas wordt verbrand om warm cv-leidingwater te realiseren. Het verstoken van aardgas staat echter ter discussie vanwege de CO2 uitstoot maar ook vanwege het feit dat aardgas een fossiele brandstof is die niet onuitputtelijk is.

Aardwarmte is onuitputtelijk duurzaam
Aardwarmte is de warmte die de aarde zelf afgeeft en is daardoor onuitputtelijk. Daarvoor moet men echter wel diep in de aardkorst boren. Hoe dieper men in de aardlagen boort hoe hoger de temperatuur wordt. Dat betekent dat men diep moet boren om voldoende warmte te winnen voor verwarmingsinstallaties van woningen en utiliteitscomplexen. Het boren van een schacht kost miljoenen euro’s. De geothermische dieptemaat is een belangrijke factor in de prijs van het boren naar aardwarmte of geothermie.

Geothermische dieptemaat
Aardwarmte wordt naar boven gehaald doormiddel van grondwater. Grondwater bevind zich in verschillende bodemlagen en heeft daardoor ook een verschillende temperatuur. Gemiddeld wordt de temperatuur van de aardbodem 35 °C tot 40 °C hoger naar mate men dieper boort. De diepte waarop men boort naar aardwarmte wordt ook wel de geothermische dieptemaat genoemd. De dieptemaat waarop men op een bepaalde aardwarmte stuit is echter niet in elk land hetzelfde en ook binnen een land verschilt de warmte die men aantreft in de aardlagen. Dat maakt het lastig om een vaste geothermische dieptemaat te bepalen waarop men een bepaald rendement aan geothermie kan aantreffen. Als men in een bepaalde regio gebruik wil maken van aardwarmte zal men daarom eerst een grondig bodemonderzoek moeten doen naar de aardlagen en de aanwezigheid van (warm) grondwater.

Warmteanomalieën
De geothermische dieptemaat oftewel de aardlaag waar een bepaalde aardwarmte wordt aangetroffen is verschillend zoals in de alinea hierboven beschreven is. Dat betekent dat er positieve en negatieve afwijkingen kunnen zijn in de aanwezige warmte. Deze afwijkingen van de standaard noemt men ook wel warmteanomalieën. Deze afwijkingen kunnen bijvoorbeeld ontstaan door lagen met vulkanische activiteit. Denk hierbij aan de geisers op IJsland waaruit kokend heet water naar boven spuit. Dit is een voorbeeld van geothermie waarbij enorm veel heet water vrij komt. Er zijn echter meerdere locaties waar vulkanische activiteit aanwezig is en het water op een redelijk kleine diepte al kokend heet is. Deze anomalieën zijn waardevol voor geothermie. In de geothermie worden deze beschouwd als hoogenthalpie vindplaatsen.

Direct en indirect gebruik van geothermie
Hoogenthalpie vindplaatsen zijn op verschillende locaties in de wereld aanwezig. Deze locaties worden wereldwijd gebruikt als energiebronnen voor het opwekken van elektrische stroom. Dit gebeurd in een geothermiecentrale. Daarbij maakt men bijvoorbeeld gebruik van een warmte-krachtkoppeling (WKK). Dit is echter een vorm van indirect gebruik van geothermie met een hoog rendement. Men kan echter ook direct gebruik maken van geothermie. Daarbij gaat men het warme grondwater direct door een verwarmingssysteem heen pompen.

Aardbodemdaling door geothermie?
Er zijn risico’s verbonden aan het gebruik van warm grondwater. Door grondwater uit de aardbodem te pompen bestaat er een kans dat de aardbodem gaat dalen als het grondwatervolume aanzienlijk afneemt. Daarom gebruikt men bij geothermie vaak installaties waarbij ook weer afgekoeld water teruggepompt wordt in de aardbodem zodat het volume aan grondwater ongeveer gelijk blijft.

Wat is geothermie?

Geothermie is een ander woord voor aardwarmte en is tevens een verzamelnaam voor technologie waarmee warmte uit verschillende aardlagen wordt gewonnen, getransporteerd en gebruikt om gebouwen en andere voorzieningen te verwarmen. Als men het in het kader van de energietransitie heeft over geothermie dan doelt men meestal op installaties waarmee warm grondwater uit diepere aardlagen naar boven wordt gepompt. Dit warme water wordt vervolgens via verwarmingssystemen overgedragen op de omgeving die daardoor wordt verwarmt. Het water wordt bij deze warmteafgifte afgekoeld. Het afgekoelde water wordt vervolgens weer in de aardbodem gepompt via een andere buis. Daar wordt het water weer door de diepere aardlagen verwarmd en mengt het zich met het overige grondwater. Dit wordt vervolgens opgepompt. Op die manier ontstaat in feite een circulair systeem waardoor bodemdaling wordt voorkomen en er ook geen tekort ontstaat aan water.

Wat betekent geothermie?
Het woord geothermie is een samenvoeging van de Griekse woorden geo (dat vertaald wordt met ‘aarde’) en thermos (dat vertaald kan worden met ‘warmte’). Deze vertaling zorgt er voor dat geothermie letterlijk vertaald kan worden met het woord ‘aardwarmte’. Aardwarmte is een energiebron die tot de duurzame energiebronnen wordt gerekend omdat aardwarmte altijd aanwezig is en dus niet opraakt. Aardwarmte is daardoor duurzamer dan fossiele brandstoffen die overigens uit de aardbodem worden gehaald. Echter worden de fossiele brandstoffen verbrand om warmte te realiseren. Bij het verbranden komt echter CO2 vrij en andere schadelijke stoffen zoals fijnstof. Door direct warmte te transporteren zonder brandstoffen te verbranden bespaard men energie en zorgt men er tevens voor dat er geen schadelijke stoffen in het milieu terecht komen. Toch kunnen er wel gassen vanuit de aardbodem naar boven komen tijdens het winnen van warm grondwater. Daar dient men bij de installatie van een geothermische warmtepomp wel rekening mee te houden.

Duurzaam bouwen

Duurzaam bouwen is het geheel van ontwerpactiviteiten en bouwactiviteiten waarbij men gericht is op de ontwikkeling en bouw van een duurzaam bouwwerk en gebruik maakt een duurzaam bouwproces waarbij energie en materiaal zo milieuvriendelijk mogelijk worden gebruikt. Duurzaam bouwen is de toekomst want duurzaam bouwen is bouwen met het oog op de toekomst. Dat houdt in dat men met duurzaam bouwen rekening houdt met het klimaat, het milieu en de herkomst van grondstoffen en materialen. Dit zorgt er voor dat duurzaam bouwen een veelomvattend begrip is dat start met een duurzaam ontwerp en eindigt met een sloop van het gebouw en het hergebruik van de bouwmaterialen.

Aandachtspunten voor duurzaam bouwen
Duurzaam bouwen wordt gestimuleerd vanuit de overheid. De Nederlandse rijksoverheid heeft een aantal kaders genoemd waaraan men zich moet houden bij duurzaam bouwen. Deze kaders zijn als volgt:

  • Bij de bouw moet men gebruik maken van duurzame materialen. De materiaalkeuze moet de gezondheid van de bouwers, bewoners en gebruikers niet benadelen. Ook moet de materiaalkeuze milieuverantwoord zijn dir houdt in dat er materialen moeten worden gebruikt die niet op kunnen raken. Idealiter moet in duurzaam bouwen gebruik worden gemaakt van herbruikbare materialen.
  • Een duurzaam gebouw moet een gezond binnenmilieu hebben. Daarom moet een duurzaam gebouw beschikken over een goede ventilatie en moeten vochtproblemen en schimmel worden voorkomen. Ook de ophoping van schadelijke stoffen moet worden voorkomen.
  • Er moet verantwoord worden omgegaan met water. Het gebruik van water moet zoveel mogelijk worden bespaard.
  • Het gebouw moet niet zorgen voor vervuiling zoals CO2 uitstoot.
  • Het gebouw mag geen hinder opleveren in de vorm van geluidsoverlast, lichtoverlast en de emissie van schadelijke stoffen.
  • Het duurzame gebouw moet ook goed gesloopt kunnen worden zodat de materialen hergebruikt kunnen worden.

Keurmerken voor duurzaam bouwen
Duurzaam bouwen is een heel breed begrip waaraan bouwbedrijven op een verschillende manier invulling kunnen geven zolang de kaders maar gehanteerd worden. Er is echter toch een bepaalde mate van uniformiteit nodig en duidelijkheid met betrekking tot de term duurzaam bouwen. Daarom zijn er in Nederland keurmerken en certificaten ontwikkeld voor de bouwsector. Voorbeelden van deze certificaten en keurmerken zijn de BREEAM, LEED en GPR.

Duurzaam bouwen in ontwikkeling
Duurzaam bouwen zal niet altijd hetzelfde zijn. Door nieuwe innovaties en technische ontwikkelingen kan men steeds duurzamer produceren en duurzamer wonen. Denk hierbij aan systemen waarmee men zelf energie kan opwekken zoals zonnepanelen, warmte pompen, hybride warmtepompen, warmte en koudeopslag, pelletkachels en pelletketels. Deze technologische ontwikkelingen gaan gepaard met de energietransitie. De energietransitie houdt nauw verband met duurzaam bouwen en het duurzaam gebruiken van een woning. Door gebouwen zelfstandig energie op te laten wekken kunnen gebouwen energieneutraal, klimaatneutraal en uiteindelijk ook CO2 neutraal worden.

Passiefhuis, nulwoning en een tiny house
Er zijn nogal wat ontwikkelingen op het gebied van duurzaam bouwen. Zo wordt de term passiefhuis steeds vaker ingevoerd in de bouw. Een passiefhuis is een huis dat voor een groot deel van het jaar niet actief hoeft te worden voorzien van energie van buitenaf. Een nulwoning is een woning die op jaarbasis precies neutraal is op het gebied van CO2 emissie. Daarom wordt een nulwoning ook wel een energieneutrale woning, CO2-neutrale woning of balanswoning genoemd. Dit soort woningen worden steeds vaker gebouwd. Ook een tiny house doet in Nederland haar intrede. Dit zijn kleine compacte woningen die volledig zelfvoorzienend zijn. Momenteel is er echter nog geen wetgeving die er voor zorgt dat een tyny house permanent bewoond mag worden. Een passiefhuis of een nulwoning mogen echter wel permanent bewoond worden.

Wat is energieneutraal?

Energieneutraal is de balans tussen het energieverbruik en de energieproductie van een gebouw. Deze korte definitie over energieneutraal heeft Pieter Geertsma van de website Technischwerken.nl geformuleerd. Er wordt veel geschreven over onderwerpen die te maken hebben met de verduurzaming van woningen en andere gebouwen. Daarbij komen regelmatig nieuwe populaire termen in teksten naar voren. Denk hierbij aan CO2 neutraal, energietransitie, klimaatneutraal en ook de term energieneutraal hoort in dit rijtje thuis. Gebouwen zijn in feite pas energieneutraal als er op jaarbasis netto geen energietoevoer nodig is van energiebronnen buiten de woning. Zo kan een energieneutrale woning wel elektriciteit afnemen van een energieleverancier maar zal deze woning ook zelf elektrische energie opwekken door bijvoorbeeld de installatie van zonnepanelen. Ook op dit gebied moet er sprake zijn van een balans om energieneutraal te zijn.

Omschrijving energieneutraal
In de definitie in de eerste alinea van deze tekst wordt duidelijk dat men bij energieneutraliteit kijkt naar de balans tussen het verbruik van energie en de hoeveelheid energie die wordt opgewekt. Wanneer een object installaties bevat ten behoeve van, verwarming, verlichting en voorzieningen dan zal het object energie verbruiken. Dit totale energieverbruik is afhankelijk van verschillende factoren. Zo kan men er voor kiezen om LED verlichting te gebruiken zodat er minder energie wordt verbruikt om het gebouw te verlichten.

Verder kan men een gebouw isoleren zodat er minder warmte verloren gaat. Ook kan men het rendement van verwarmingsinstallaties verhogen door gebruik te maken van warmtekrachtkoppelingen en andere systemen. Dit heeft allemaal invloed op het energieverbruik. Om te beoordelen of een complex energieneutraal is zal men ook moeten kijken naar de hoeveelheid energie die wordt opgewekt. Dat kan bijvoorbeeld gebeuren doormiddel van zonnepanelen waarmee elektrische energie wordt opgewekt. Verder kan men voor de verwarming gebruik maken van pelletkachels en pelletketels die worden gestookt op biomassa.

Ook kan voor de klimaatbeheersing gebruik worden gemaakt van warmtepompen en warmte en koude opslag om de woning te koelen of te verwarmen. Deze systemen hebben te maken met het zelfstandig opwekken van energie. Echter kunnen utiliteitscomplexen en woningen ook aangesloten zijn op collectieve systemen voor het opwekken van energie zoals een zonneveld, windturbines, biogasinstallaties en stadsverwarming. Als er gebruik wordt gemaakt van stadsverwarming, blokverwarming en collectieve lokale energievoorzieningen dan spreekt men echter van een energieneutraal gebied of blok in plaats van een energieneutraal gebouw.

CO2 neutraal
Energieneutraal en CO2 neutraal worden in de praktijk vaak door elkaar heen gebruikt. Toch zijn deze termen geen synoniemen van elkaar en hebben ze dus niet dezelfde betekenis. Bij energieneutraal kijkt men namelijk naar het hoeveelheid energie die wordt opgewekt en verbruikt. Bij CO2 neutraal kijkt men naar de hoeveelheid CO2 die wordt uitgestoten. In theorie zou men bij een energieneutrale woning gebruik kunnen maken van een houtkachel, pelletkachel of pelletketel die wel degelijk CO2 uitstoot. Bij een CO2 neutrale woning zal men echter de focus leggen op de herkomst van de energie en de hoeveelheid CO2 die daar bij vrijkomt. Een houtkachel is dan niet een gewenste optie voor het verwarmen van een woning maar aardwarmte is wel geschikt.

Energieneutraal, CO2 neutraal en andere begrippen
Energieneutraal werd in de eerste alinea van deze tekst doormiddel van een definitie omschreven. Dat is niet voor niets want er zijn in de praktijk verschillende definities en manieren waarop de begrippen die met verduurzaming en maatschappelijk verantwoord ondernemen worden uitgelegd. Dat zorgt voor verwarring. Er zijn ook mensen en organisaties die energieneutraal wonen koppelen aan duurzame energiebronnen waardoor energieneutraal lijkt op CO2 neutraal. Een woning is in die denkwijze energieneutraal wanneer de woning uitsluitend energie verbruikt uit hernieuwbare energiebronnen zoals zonlicht, windkracht en aardwarmte. Dit zijn energiebronnen waarbij geen CO2 emissie vrijkomt.

Energietransitie
Energietransitie is ook een begrip dat steeds meer wordt genoemd. Bij energietransitie heeft met het over de omschakeling van vervuilende, dikwijls fossiele brandstoffen naar duurzame energiebronnen. Deze duurzame energiebronnen zijn dezelfde als de hernieuwbare energiebronnen die eerder zijn genoemd. Zonlicht, windkracht, aardwarmte zijn slechts een paar voorbeelden van hernieuwbare of duurzame energiebronnen. Ook waterkracht is een hernieuwbare energiebron. Hierbij maakt men gebruik van een groot rad waarvan de schoepen doormiddel van waterdruk in beweging worden gebracht.

Waarop let een deskundige bij het uitgeven van een energielabel voor woningen?

Bovenstaande vraag is belangrijk wanneer men een woning gaat verkopen of verhuren. In Nederland is men namelijk verplicht om een energielabel aan te vragen bij de Rijksoverheid als een woning wordt verkocht of verhuurd. De koper of huurder krijgt doormiddel van een energielabel duidelijkheid over de energiezuinigheid van de desbetreffende woning. Deze informatie is belangrijk als men een goede keuze wil maken voor een woning waarvan de energielasten (gas en elektra) laag zijn.

Energiezuinigheid belangrijk
Bijna dagelijks zijn er berichten in het nieuws over energiezuinigheid, duurzaamheid en alle wetten en regels die daaraan verbonden zijn. Mensen en bedrijven zijn zich steeds meer bewust van de verantwoordelijkheid die ze dragen voor hun omgeving en het milieu. Daarnaast zijn mensen zich ook bewust van de financiële kosten die energieverspilling met zich meebrengt. Daarom willen veel mensen energiezuiniger leven. Kortom, ze willen efficiënter met energie omgaan. Het meeste energie verbruikt een mens echter in een woning door het verstoken van gas en het verbruik van elektriciteit. Het is daarom geen wonder dat men in woningen voortdurend nieuwe technieken toepast en verbouwingen uitvoert om de energiezuinigheid te bevorderen. Niet alle investeringen zijn echter even effectief daarom moet men voor de verbouwing veel informatie inwinnen over het effect van de verbouwing op de energielasten van de woning.

Waarop wordt gelet bij een energielabel voor woningen?
Een woningeigenaar kan via de Rijksoverheid digitaal een aanvraag doen voor een energielabel. Bij deze aanvraag dient men ook aan te geven welke deskundigen de controle mogen uitvoeren op de energiebesparende maatregelen en verbouwingen die in de woning zijn gedaan. De experts of deskundigen dienen zogenoemde ‘bewijzen’ te ontvangen van de energiebesparende maatregelen die in de woning zijn getroffen. Er kunnen maximaal 10 belangrijke maatregelen worden aangegeven door de indiener van de aanvraag voor een energielabel.

Op de volgende aspecten let de deskundige:

  • Leidingen en de isolatie van (verwarming) leidingen.
  • Luchtspouw tussen de muren.
  • CV-ketel (CR, VR, HR).
  • Isolatie van de vloer.
  • Isolatie van het dak.
  • Isolatie van de muren, gevel.
  • HR-beglazing (bijv. HR+-glas of HR++-glas).
  • WTW (warmtapwaterbereiding)
  • Warmtepomp.
  • Zonnepanelen.
  • Zonneboiler.
  • Kierdichtheid.
  • Type kozijnen.
  • Circulatieleiding
  • Rc-waarde, U-waarde, ZTA-waarde

Van al deze verschillende aspecten wordt een totaaloordeel gegeven. Dit totaaloordeel bepaald de aanduiding op het definitieve energielabel van de desbetreffende woning. De aanduiding van dit energielabel loopt op van A (het meest energiezuinig) tot G (het meest energieverslindend).

Wat is een WKO installatie of een KWO installatie?

Voor het verwarmen en koelen van gebouwen kan gebruik worden gemaakt van een WKO-installatie. De afkorting WKO staat voor warmte- en koudeopslag/  warmte-koudeopslag. Daarnaast wordt ook de afkorting KWO gebruikt, deze afkorting staat voor koude- en warmteopslag/ koude-warmteopslag. De afkortingen van deze installaties verschillen toch worden dezelfde installaties bedoelt. Deze installaties worden niet alleen gebruikt voor gebouwen. Tegenwoordig past men WKO-installaties ook toe in de tuinbouw.

Grondwater en WKO-installatie
Een WKO-installatie zorgt er voor dat warmte en koude opgeslagen kunnen worden. Hiervoor gebruikt men het grondwater in de watervoerende lagen van de bodem in de buurt van een gebouw. In de zomer haalt men het koude water uit de aardbodem om de vertrekken van een gebouw te koelen. Het koelen van het een gebouw doormiddel van grondwater kan direct plaatsvinden. Het water wordt in de zomer in de vertrekken van het gebouw langzamerhand warmer door de temperatuur in de vertrekken. Dit verwarmde water wordt vervolgens weer in de bodem gepompt. Het water blijft in de bodem zitten tot de winter.

In de winter wordt het warmere grondwater gebruikt door de WKO-installatie gebruikt voor  het verwarmen van het gebouw. Hierbij is een warmtepomp aangesloten op de bron. Het water uit de grond is meestal niet direct op de gewenste temperatuur en zal daarom extra verwarmd moeten worden. Desondanks zorgt het relatief warme grondwater er voor dat en minder energie nodig is om het grondwater op de gewenste temperatuur te brengen voor de verwarmingsinstallatie.

Energiebesparing doormiddel van WKO en KWO installatie
Het gebruik van warm grondwater voor het verwarmen van gebouwen in de winter zorgt voor een energiebesparing van 40 tot 50 procent. De energiebesparing die kan worden gerealiseerd door koel grondwater te gebruiken voor de koelinstallatie in de zomer is nog groter. Deze energiebesparing kan wel op lopen tot 95 procent. De daadwerkelijke energiebesparing die kan worden behaald is van verschillende factoren afhankelijk. Dit heeft onder andere te maken met de geologie van het gebied waar ondergrondse energieopslag wordt toegepast. De doorlatendheid en de dikte van watervoerende pakketten komen hierbij aan de orde. Het is alleen mogelijk om water uit zandpakketten te halen. Per kubieke meter zand kan een ongeveer 30-35% water worden opgenomen. In sommige gebieden zijn dikke zandpakketten aanwezig die grote korrels bevatten. Dit is een zeer gunstige bodemsamenstelling voor een KWO-systeem. Een KWO-systeem zal in die situatie veel rendement opbrengen. Dunne zandpakketten kunnen weinig water opnemen. Hierdoor zijn KWO-systemen minder rendabel en daarnaast is het terugverdienmodel ongunstig.

Koude-warmteopslag in ondergrondse buffers
Koude-warmteopslag kan worden gedaan in watervoerende lagen maar het is ook mogelijk om gebruik te maken van buffers die in de grond zijn aangebracht. Deze ondergrondse buffers zijn zeer groot en over het algemeen vijf meter diep. De ondergrondse buffers zijn bekleed met folie en daarnaast afgedekt met een isolerend sandwichpaneel. Aan de onderkant en bovenkant van de buffer is een sproeibuis geplaats. Deze wordt gebruikt om water zonder turbulentie in te brengen.

Verschil geothermie en koude-warmteopslag
Er is een belangrijk verschil tussen koude-warmteopslag en geothermie. Bij geothermie wordt gebruik gemaakt van de warmte die in de aardbodem aanwezig. Geothermie is in feite het temperatuurverschil tussen de temperatuur van het aardoppervlak en de aardlagen die onder de oppervlakte aanwezig zijn.   Deze aardwarmte wordt gebruikt om water te verwarmen. Dit door de aarde verwarmde water zorgt er voor dat er een energiebesparing kan worden gerealiseerd.

Bij koude-warmteopslag wordt water in de bodem opgeslagen. Het koude water wordt direct gebruikt en het warme water wordt meestal extra verwarmt. Het water wordt bij koude-warmteopslag dus niet door de aardbodem verwarmd. De opslagbuffer is zelfs voorzien van extra isolatie.

Er bij beide energiebesparende systemen gebruik gemaakt van warmtepompen. Er wordt bij een KWO-installatie gebruik gemaakt van een warmtepomp deze nemen bij een lage temperatuur warmte op. Bij een hoge temperatuur geeft een warmtepomp weer warmte af. Bij geothermie maakt men gebruik van een elektrisch aangedreven geothermische warmtepomp.