In de eerste blog over het energievraagstuk bij historische woningen hebben we de juiste volgorde van verduurzamen besproken: isoleren, afgiftesysteem, verwarmingsinstallatie en tot slot het opwekken en opslaan van energie. In de tweede blog hebben we het gehad over isoleren; waar en hoeveel moet je isoleren? We hebben uitgelegd dat het soms niet mogelijk is om te isoleren, of dat je wel eens moet kiezen niet te isoleren om problemen te voorkomen. Het belangrijkste doel van isoleren is om de warmtevraag te verlagen van de woning. Daarmee kunnen we de volgende stap nemen: het verlagen van de systeemtemperatuur van de verwarmingsinstallatie en het aanpassen van afgiftesystemen en ventilatie. In deze blog gaan we daar alles over vertellen.
Verwarming in balans
Bij oude woningen wordt soms zonder nadenken de CV-ketel vervangen door een warmtepomp. Op de achterzijde van een sigarendoosje wordt een vermogensberekening gemaakt. Er wordt niet gekeken hoe de woning geïsoleerd en geventileerd is en radiatoren blijven hetzelfde. De woning wordt niet warm en de warmtepomp krijgt de schuld. “Hadden we maar die goede oude gasketel gehouden.” Helaas komen wij dit soort situaties veel tegen. Wat hier fout gaat is dat de woning niet in balans is. Een warmtepomp werkt met een veel lagere systeemtemperatuur, maar de radiatoren zijn hier niet op aangepast. Bovendien is er geen rekening gehouden met de warmtevraag. Of je een huis warm genoeg krijgt is afhankelijk van drie factoren:
- Systeemtemperatuur
- Isolatie
- Oppervlakte afgiftelichaam.
Wordt één van deze factoren slechter, dan moeten de andere twee dit compenseren. Een gasgestookte CV-ketel vervangen door een warmtepomp kan dus niet zomaar. Hier is eerst een berekening voor nodig. Een van de belangrijkste aanpassingen is het omzetten van het afgiftesysteem.
Bespaar met lagere systeemtemperatuur
Laten we beginnen met de systeemtemperatuur. De meeste verwarmingsinstallaties in Nederland zijn watergedragen; de CV-ketel of warmtepomp verwarmt water in een boiler en pompt het warme water door een leidingsysteem met afgiftelichamen. Een afgiftelichaam kan een radiator of vloerverwarming zijn bijvoorbeeld. Hoe heter het water, hoe kleiner het afgiftelichaam kan zijn. Bij hoge temperatuurverwarming (een gasgestookte CV-ketel) is het water 60 tot 80 graden. Een radiator geeft hoofdzakelijk stralingswarmte af en een klein deel convectiewarmte. Vanwege het grote temperatuurverschil met de omgeving kost het veel energie om een boilervat op 80 graden te houden. Met een lagere systeemtemperatuur kun je dus energie besparen.
Een vloerverwarming werkt met een temperatuur van 30 tot 45 graden. Warmtepompen werken ook met lage temperatuur. Er zijn warmtepompen die een hogere systeemtemperatuur kunnen leveren, maar hiervan is het rendement veel lager. Samengevat kun je dus beter overschakelen naar een lage systeemtemperatuur. Ook je CV-ketel op gas kun je terugschroeven. Maar krijg je de ruimte dan nog wel warm? Om dit te bepalen is het maken van een transmissieberekening nodig.
Mogelijke afgiftesystemen
Heb je de systeemtemperatuur verlaagd, dan moet je dus het oppervlakte van het afgiftelichaam vergroten of de isolatie verbeteren. Daardoor blijft de warmtehuishouding in balans. Een combinatie van beide werkt het beste natuurlijk. Klik hier om de blog over isoleren te lezen.
Je kunt hele grote radiatoren plaatsen, maar dat is veelal esthetisch niet wenselijk en vaak is daar geen plek voor. Vloerverwarming of wandverwarming is dan een goede optie. Je ziet het niet en het heeft een groot oppervlakte. Vloerverwarming werkt op een andere manier dan een radiator. Een radiator zorgt voor stralingswarmte, vloerverwarming zorgt voor oppervlakteverwarming. De leidingen van de vloerverwarming liggen in de cementdeklaag van de vloer en warmen de vloer op. Zandcement kan goed warmte opnemen, waardoor de cementdekvloer werkt als een batterij van warmte. De warmte wordt langzaam afgegeven aan de lucht in de ruimte.
Een tweede afgiftesyteem die je kunt toepassen bij lage temperatuurverwarming is de lage temperatuur convector. Dit is een radiator met een aantal ventilatoren eronder. De ventilatoren blazen de warme lucht tussen de lamellen van de radiator de ruimte in. Dit is eigenlijk een soort luchtverwarming. Een normale radiator werkt voornamelijk met stralingswarmte. Een lage temperatuur convector werkt hoofdzakelijk met convectie, vandaar ook de naam.
Duidelijkheid met een transmissieberekening
Oké, maar hoe weet je nu vooraf precies hoeveel capaciteit de vloerverwarming moet hebben? En hoe bepaal je hoe groot de warmtepomp exact moet zijn? Dat doe je met een transmissieberekening. Met een transmissieberekening kun je bepalen hoeveel energie verloren gaat uit de woning via de thermische schil, de jas van een woning. Er zijn twee factoren belangrijk in de berekening:
- Isolatie: hoe lager de vraag is, des te minder hoef je te verwarmen. Het is een beetje zoals de reclame van die smeerkaas: “Wat er niet aankomt hoeft er ook niet af”.
- Ventilatie: kies je voor natuurlijke ventilatie met ventilatieroosters en mechanische afvoer of kies je voor een gebalanceerd systeem waar warmte uitgewisseld wordt tussen toe- en afvoer?
Per ruimte wordt gekeken wat het warmteverlies is en wat het vermogen van het afgiftelichaam moet zijn. Met de transmissieberekening kan je ook het vermogen van de warmtepomp bepalen. Je kunt dus in het ontwerptraject bepalen of je woning klaar is om over te stappen van hoge temperatuur met gas naar lage temperatuur met een warmtepomp. Blijkt een overstap niet mogelijk, dan kun je bepalen wat nodig is om het wel haalbaar te maken; bijvoorbeeld een extra radiator of meer isolatie.
Het vermogen van de vloerverwarming kan je beïnvloeden door de vloerverwarmingslussen dichter op elkaar te leggen waardoor er per vierkante meter meer warmte wordt geproduceerd. Ook kan je spelen met de diameter van de leiding. Woonkamers zijn over het algemeen geen probleem omdat de vloer groot genoeg is. Bij slaapkamers of kleine werkkamers daarentegen, komt het regelmatig voor dat deze te weinig vermogen hebben om de ruimte op de norm van 18°C te krijgen. Als gebruiker kun je kiezen om dit te accepteren en geen aanvullend vermogen te plaatsen. Wij adviseren echter om wel te voldoen aan deze vermogensvraag.
Afhankelijk van de ondercapaciteit kun je ervoor kiezen om op een aantal plaatsen extra lage temperatuur convectoren te plaatsen of de systeemtemperatuur te verhogen. Dit laatste zorgt in de meeste gevallen voor een slechter rendement van de warmtepomp en dus meer energieverlies. Wil je meer weten over een transmissieberekening of wil je een offerte aanvragen? Neem dan contact op met PH Bouwadvies.
Ventilatiesysteem
Het ventilatiesysteem heeft veel invloed op het energieverlies van een woning. Er zijn twee soorten systemen:
- Natuurlijke toevoer via ventilatieroosters (dauerluftung) en mechanische afvoer in toilet, keuken en badkamer. Dit noemen we ventilatiesysteem C.
- Mechanische toe- en afvoer via een WTW unit (warmte-terug-win-unit). In toilet, keuken en badkamer wordt warme lucht afgezogen. Deze lucht verwarmt verse buitenlucht in een warmtewisselaar. De verse lucht wordt tot slot via een filter in de verblijfsruimte geblazen. Hierdoor blijft de warmte in de woning. Dit noemen we ventilatiesysteem D.
Beide systemen kun je uitrusten met een CO2 sensor en een vochtsensor. Hierdoor kan je gerichter ventileren en daarmee dus energie besparen.
Het nadeel van systeem C (natuurlijke ventilatie) is dat je alle koude lucht die van buiten komt moet verwarmen. Zo’n systeem kan tot één derde van de warmte verliezen via het ventilatiesysteem. Niet alleen zorgt dit voor een hogere energierekening, ook kan dit zorgen voor een onbehaaglijk gevoel van tocht en koude voeten. Veel mensen sluiten daarom ventilatieroosters waardoor woonvocht en CO2 in de ruimte blijven. Een hogere luchtvochtigheid zorgt voor een lagere gevoelstemperatuur. Denk hierbij aan de term “waterkoud”. Het gevolg hiervan is dat je de thermostaat een paar graden hoger zet. Je raadt het al; niet goed voor de stookkosten. Er zijn ventilatieroosters die een elektrische voorverwarmer hebben, maar die zijn niet heel efficiënt.
Dat onbehaaglijke gevoel ontstaat niet bij systeem D; de verse lucht wordt voorverwarmd tot 15 a 18 graden. Omdat de warmte teruggewonnen wordt, hoef je maar een beetje extra te verwarmen vanwege ventilatie. Dit systeem heeft wel een serieus buizenstelsel nodig. Bij nieuwbouwprojecten worden de buizen in de vloer gestort. Bij bestaande woningen is dat lastiger, maar niet onmogelijk. Je kunt leidingen op een slimme manier combineren voor meerdere kamers. In plaats van leidingen in de vloer kun je de leidingen op de wand monteren. Vaak kunnen deze leidingen geïntegreerd worden in een kastenwand, koof of verlaagd plafond, zodat je ze helemaal niet ziet.
Samengevat heeft ventilatiesysteem C, met een natuurlijke aanvoer, een grote negatieve invloed op de transmissieberekening. Heeft jouw woning dus ventilatieroosters, dan heb je een grotere warmtepomp en meer oppervlakte van de vloerverwarming nodig. Wil je meer weten over ventilatiesystemen of wil je dat wij een ventilatiesysteem voor jou berekenen? Neem dan contact op met PH Bouwadvies.
Afgiftesystemen en ventilatie in ons landhuisje
Terug naar ons voorbeeld; in de casuswoning hebben we ervoor gekozen om de begane grond vloer en het dak te isoleren en de beglazing te vervangen. De buitenmuren worden bewust niet geïsoleerd om vochtproblemen met balkkoppen in de verdiepingsvloer te voorkomen. Het oppervlakte van de gevels is beperkt waardoor het effect op het transmissiegetal ook klein is. Uit de transmissieberekening volgt dat de woning voldoende geïsoleerd kan worden om de woning te voorzien van een warmtepomp en vloerverwarming. Op basis van de berekening kunnen we een passend verwarmingssysteem kiezen voor de verschillende ruimten en een passende verwarmingsinstallatie uitzoeken voor de woning als geheel.
Afgiftesysteem
We gaan de hele begane grondvloer eruit halen. Er komt een vloer op zand voor terug met vloerverwarming erin. Op de verdieping bevinden zich alleen een werkkamer en opslagruimten. Daar kiezen we voor lage temperatuur convectoren. In elke ruimte plaatsen we een ruimtethermostaat. Daarmee kunnen we de temperatuur in elke ruimte afzonderlijk regelen. Ben je niet in een bepaalde ruimte, dan kan daar de thermostaat omlaag om energie te besparen.
In de hoofdslaapkamer is een lichte ondercapaciteit. Die accepteren we omdat de bewoner graag een wat koelere slaapkamer wil hebben. Ook in de badkamer is een ondercapaciteit. Hier plaatsen we een handdoekradiator met een timer. De radiator staat alleen een tijdje in de ochtend aan. Er komt een tweede werkkamer op de begane grond. Om nog meer energie te besparen, plaatsen we in beide werkkamers infraroodpanelen. De werkkamers zullen namelijk niet dagelijks gebruikt worden. En als ze gebruikt worden is dat enkele uurtjes. Zonde om dan de hele ruimte te verwarmen. Infraroodpanelen bieden gericht warmte waardoor je energie bespaart. De hele woning verwarmen voor een lange tijd met infraroodpanelen is niet zo’n goed idee. Hiervoor is het rendement te slecht in vergelijking met een warmtepomp.
Ventilatie
Vanwege energiekosten en comfort hebben we gekozen voor een mechanische ventilatie met warmteterugwinning (systeem D). In alle verblijfsruimten plaatsen we een CO2 sensor, zodat we gericht kunnen ventileren. We hebben overwogen om de woning op te splitsen in zones. Dan zuig je maar een gedeelte van de woning af. Bij woningen met een slaapverdieping zie je dit vaak. Omdat onze casuswoning op de verdieping geen slaapkamers heeft en überhaupt niet zo groot is, hebben we dat uiteindelijk niet gedaan. Vaak zullen alle binnendeuren open staan waardoor de CO2 zich over de gehele woning verspreidt. Opdelen in zones heeft dan geen zin. Alle leidingen van het ventilatiesysteem zijn tussen de balken weggewerkt in het plafond. Op plekken waar de leidingen de balken moeten kruisen, verwerken we ze in een verlaagd plafond of een koof.
De volgende stap
De volgende stap is het uitzoeken van een bijpassende warmtepomp. Hierover gaan we uitgebreid schrijven in de volgende blog. In die blog nemen we je mee in de wereld van de verwarmingsinstallaties: welke zijn er allemaal, waar moet je op letten en wat zijn de voor- en nadelen van de verschillende systemen?
Conclusie
Of je verwarmingsinstallatie je huis warm krijgt, is afhankelijk van systeemtemperatuur, isolatie en oppervlakte van de afgiftelichamen. Wordt een van deze factoren slechter, dan moeten de andere twee dit compenseren. De systeemtemperatuur verlagen is slim; je bespaart energie en je maakt het systeem geschikt voor een warmtepomp. Ventileren is noodzakelijk. Een ventilatiesysteem met mechanische toe- en afvoer en warmteterugwinning is comfortabel en energiebesparend. Soms zijn deze maatregelen al effectief genoeg en hoef je de muren niet te isoleren. Dit is ook het geval bij de casuswoning. Het niet isoleren van de muren bespaart geld & ruimte en voorkomt mogelijke vochtproblemen in de toekomst. Daarbij bieden de maatregelen die genomen worden genoeg verwarmingscapaciteit. Dit is geconcludeerd door de resultaten van de transmissieberekening. Hiermee kun je bepalen hoeveel energie verloren gaat uit de woning, welke capaciteit de vloerverwarming moet hebben en welke warmtepomp je het beste kunt aanschaffen.
Andere onderwerpen
Het energievraagstuk is niet het enige wat we aanpakken bij het landhuisje. Eerder schreven we blogs over:
- Metselwerk en gevelreiniging
- Schilderen van historisch metselwerk
- Introductie-blog energievraagstuk bij historische woningen
- Isoleren van historische woningen
In de komende weken schrijven we ook nog over:
- Verwarmingsinstallatie en warmtepompen
- Bronboringen voor warmtepomp
- Energieopwekking en opslag
- Asbestverwijdering
Blijf op de hoogte
Wil je alle berichten over deze case automatisch ontvangen? Schrijf je dan in voor de speciale nieuwsbrief ‘Case verduurzaming historische woning’.
