Energieneutraal bouwsysteem 26 Artikel Energieneutraal bouwsysteem Energieneutrale woningen bestaan al, maar dit zijn vooral demonstratieprojecten op basis van eenmalig toegepast ontwerp en bouwsysteem. De ontwikkeling van een energiezuinige woning tot en met een energieneutraal bouwsysteem voor seriematige productie van betaalbare woningen op grote schaal is nieuw. Om zo'n bouwsysteem op korte termijn en met minimale investering te realiseren, zijn `projectongebonden', `evolutie' en `optimalisatie' de kernwoorden. fotofraanjeBV Energieneutraal bouwsysteem 27 Artikel Dr. Rizal Sebastian MSc. en Stan Klerks MSc. De auteurs zijn onderzoekers Bouwinnovatie van het TNO Expertisecentrum Bouw -en Civiele Techniek Workshops In een aantal workshops, geleid door tno, hebben het aannemingsbedrijf en haar ketenpartners nieuwe en verbeterde bouwkundige en installatie- technische oplossingen onderzocht. eerst is een groslijst van mogelijke oplossingen opgesteld, waarbij alle ketenpartners hun kennis hebben in- gebracht. Vervolgens is het aantal opties teruggebracht door alle maatre- gelen te analyseren op vele verschillende criteria, zoals energiebesparing, toepasbaarheid binnen het systeem, meerwaarde voor de bewoner, ont- werpflexibiliteit en kosteneffici?ntie. Voor dit laatste aspect is met onder- steuning van tno een levenscycluskostenmodel (LCC) opgezet, geba- seerd op netto contante waardeberekeningen. Hiermee zijn terugverdien- tijden en woonlasten in te schatten; belangrijke informatie om koper en mogelijk ook hypotheekverstrekker goed te kunnen informeren. Door vooraf op systeemniveau in plaats van op projectniveau, coherente sets aan extra maatregelen samen te stellen wordt het voor het gehele consor- tium en voor de kopers van de woningen duidelijk wat de kosten, baten en consequenties zijn. een voorbeeld van de afwegingen op basis van de verhouding van investeringskosten, totale levensduurkosten (tCo) en mi- lieu-impact is te zien in figuur 1. Schaalbare oplossingen In de workshops is ook gediscussieerd over de wenselijkheid, het nut en de noodzaak van verschillende (combinaties van) technieken: passieve of ac- tieve maatregelen? naar passiefhuisniveau isoleren en met een conventio- nele ketel blijven verwarmen, of de schil minder rigoureus aanpakken en slimmer warmte en energie opwekken? Dit begint weer vanuit de basis, die wordt versterkt. eerst de ruimteverwarming; door een verbeterde isolatie van de gebouwschil woningen gecombineerd met een vloerverwarmings- systeem en balansventilatie wordt de verwarmingsvraag aanzienlijk terug- gebracht. In deze versterkte basis kan men dan nog toe met een Hr107 ketel. Het systeem biedt ook in alle gevallen ruimte voor een warmteterug- Vaak wordt een vergelijking gemaakt met de auto-industrie als het innova- tie in de bouw betreft. Zo ook hier. Zoals Volkswagen de zeer energiezui- nige Bluemotion-versie van haar modellen ontwikkelt op basis van een bestaand model, ligt er een grote kans voor bouwers om van hun be- staande bouwsysteem een energieneutrale variant aan te bieden. G??n revolutie, g??n blanco vel, maar slimme evolutie, doorontwikkelen met kennis en ervaring. Hiervoor zijn drie basisvoorwaarden. ten eerste, een bestaand bouwsysteem voor seriematige productie, dat geschikt is voor doorontwikkeling met duurzame technieken. De kracht van het bestaande bouwsysteem als de basis voor verdere technische ontwikkeling moet lig- gen in zijn betrouwbaarheid en flexibiliteit voor een nieuw ontwerpvariant. Hierbij komt ervaring en het weten waar de flexibiliteit in het bouwsysteem zit van pas. een beproefd en bewezen systeem is dan in het voordeel. ten tweede, een bestaand samenwerkingsverband met vertrouwde partners die zich graag voor innovatie inzetten. De samenwerkingspartners moeten bekend zijn met de `ins' en `outs' van het bouwsysteem. Zij moeten de kennis en ervaring in het huidige bouwsysteem, de nieuwe technologie?n, de nieuwe technische eisen, en de (klant)vragen samenbrengen. een con- sortium dat al langere tijd samenwerkt, heeft meer onderling vertrouwen ? een voorwaarde voor een succesvolle ontwikkeling. niet het vergroten van de eigen omzet, maar het vergroten van de omzet voor het hele con- sortium moet voorop staan. ten derde, het juiste ict-hulpmiddel voor het integraal ontwerpen. Ict is nodig als hulpmiddel voor de communicatie tus- sen de partijen, om de kennis van verschillende disciplines te integreren in het gezamenlijk ontwerpproces, en om de korte- en langetermijnconse- quenties van verschillende ontwerpalternatieven snel te berekenen. Toepassing aannemingsbedrijf fraanje BV uit Lewedorp en haar ketenpartners (Wal- cheren electrotechniek uit Vlissingen, Van de Velde uit Yerseke, all round Kozijnen uit Zwijndrecht, Xella nederland uit Vuren, en IBIS QC uit Gorin- chem) zijn samen met onderzoeksinstituut tno een zeer energiezuinige of zelfs energieneutrale variant van een bestaand type woning (Multi-Woning) gaan ontwikkelen. Van deze vrijstaande eengezinswoningen ? zie foto ? zijn er inmiddels ruim 350 gebouwd. Het uiterlijk en de bouwwijze van Multi-Woningen kunnen worden beschouwd als traditioneel. Het casco is van kalkzandsteen elementensysteem, zodat eenvoudig aan koperswen- sen kan worden voldaan. Voor het ? door klanten gewenste ? traditionele uiterlijk is metselwerk en een kap onontbeerlijk. Minder zichtbaar, maar niet minder van belang, worden wel meer industri?le producten en werkwijzen toegepast. Geprefabriceerde kappen en kopgevels, montagekozijnen, over het toepassen van geprefabriceerde badkamers wordt nagedacht. 140% Verhouding investeringskosten, TCO en milieu impact origineel variant 1 variant 2 variant 3 120% 100% 80% 60% 40% 20% 0% 100% 100% 100% 103% 104% 95% 115% 79% 87% 133% 29% 57% TCO (40 jaar) investeringskosten milieu impact Figuur 1: Voorbeeld van de afwegingen die in de workshops zijn gemaakt Een bestaande Multi-Woning. Bron:tno Energieneutraal bouwsysteem 28 Artikel winning (WtW)-douche om de tapwatervraag al flink te verminderen. Dit is het startpunt. afhankelijk van de ambitie van de bewoner kan dit systeem worden opgeschaald. De schil kan in nog twee stappen worden verbeterd door tot een hoog of zeer hoog niveau te isoleren, inclusief drie- voudige beglazing en extra aandacht voor luchtdichting. Zonwering wordt dan ook onderdeel van het pakket, een optie die bewoners vaak toch ne- men. Het lage temperatuursysteem leent zich ook voor de toepassing van een warmtepomp, nu of in de toekomst. De set aan maatregelen is vervol- gens nog uit te bereiden met zonnepanelen (PV) en een zonneboilersys- teem, wederom afhankelijk van de ambitie van de bewoner. Toekomstgericht Speciaal voor toekomstige ontwikkelingen is een flexibele set aan oplos- singen ontwikkeld. allereerst om een voor de samenwerkende bouwpar- tijen toekomstgericht systeem te hebben. De nieuwe variant van Multi- Woning is voorbereid op de toekomstige regelgeving op het gebied van energieduurzaamheid. In de huidige situatie is de toegestane maximum ePC-waarde voor nieuwe woningen 0,6. In 2015 wordt de maximum ePC- waarde 0,4, en in 2020 0. Door n? een schaalbare set aan oplossingen toe te passen, is de ePC-waarde tussen 0 en 0,46 voor de Multi-Woningen haalbaar. ten tweede zijn de oplossingen ontwikkeld om ervoor te zorgen dat de koper de mate van energiezuinigheid naar wens kan bepalen. De ambitie van de koper is van belang en het consortium kan die ambitie ondersteunen met oplossingen. toekomstgerichtheid voor de bewoner betekent ook dat ? als de bewoner nu nog niet kiest voor energieneutraal (meestal uit kostenoverwegingen) ? voor de bewoner wel inzichtelijk kan worden gemaakt met welke maatregelen de woning in de toekomst naar energieneutraal kan worden ge?pgraded. Het type nieuwe technieken dat in de komende jaren beschikbaar wordt, is redelijk goed bekend. De (ont- wikkeling van) de prijs en daarmee de kosteneffici?ntie nog niet. Maar het is dus al wel mogelijk te anticiperen op nieuwe technieken, zodat het toe- passen ervan eenvoudig is als de markt en de klant zover zijn. om deze upgrade van ??n woning, maar ook het systeem mogelijk te maken, is de set aan oplossingen samengesteld met een no regret-ge- dachte in het achterhoofd. Dat wil zeggen dat de maatregelen die niet op een later moment aan het systeem of aan de woning kunnen worden toe- gevoegd zoveel mogelijk nu worden opgenomen in het systeem. een voorbeeld: bij de juiste dakori?ntatie is op een later moment nog een PV- systeem aan te brengen, maar als er nu voor verwarming met radiatoren wordt gekozen, is het lastig om ooit nog een warmtepomp in combinatie aan te brengen. Dit is het geval voor zowel de inrichting van het systeem als voor de aanpasbaarheid van de woning in de toekomst. No regret is bij de set aan maatregelen dus van levensbelang. Ketenintegratie Het ontwikkelen van energieneutrale woningen vraagt om multidisciplinaire kennis, bijvoorbeeld kennis van gevels, daken, en vloeren, en tevens ken- nis van de opwekking en afgifte van warmte en elektriciteit. Integraal en ketengericht samenwerken is daarom een noodzaak. In de workshops zijn de specialisten, onderaannemers en toeleveranciers direct betrokken bij het ontwerpen, in plaats van achtereenvolgend zoals in het traditionele bouwproces. Door de integrale wijze van samenwerken zijn zowel het werkplezier als het rendement toegenomen. De samenwerkende partijen constateerden dat door het overleg een veel betere afstemming was op detaillering en werkzaamheden van elkaar. Dit ? in combinatie met het in- voeren van een evaluatiebespreking na afloop van een project ? zal voor alle betrokken partijen leiden tot vermindering van de faalkosten en voor de klant tot een nog beter eindresultaat. alle ketenpartners hebben een gezamenlijk belang. Zo ontsluiten zij met de ontwikkeling van energieneutrale woningen een nieuwe markt, wat zal leiden tot een vergroting van de omzet en het marktaandeel en een verbe- tering van de concurrentiepositie. Samen met elkaar willen zij het bouw- proces vernieuwen, van een ambachtelijk craft and resource based con- struction naar mass customization, open prefabrication and assembly. BIM als ict-hulpmiddel Ketenintegratie wordt mede mogelijk gemaakt door BIM. BIM biedt ? naast integratie van twee- of driedimensionale ? gegevens over het bouwwerk, ook de integratie van procesgegevens gedurende de hele levenscyclus van een gebouw. Dit betekent een aanzienlijk kleinere kans op vergissin- gen, en daarmee op faalkosten. BIM is belangrijk ter ondersteuning van een interactief ontwerpproces. Met behulp van een rekentool kunnen tij- dens het ontwerpen de indicatieve ePC-waarden van verschillende varian- ten snel worden berekend. tijdens de workshops werd er alvast ge?xpe- rimenteerd met een manier om de gegevens uit het BIM-model van de Multi-Woning te exporteren voor een dergelijke berekening. BeeLDenfraanjeBV 29 Artikel ten behoeve van het vaststellen van het BIM kennis- en ervaringsniveau van de samenwerkende partijen is er een quickscan uitgevoerd volgens de door tno ontwikkelde methodiek (www.BIMQuickscan.nl). Hierdoor kun- nen deze partijen bepalen welke aanpak is meest praktisch en effectief voor de integrale samenwerking met de inzet van BIM. Door middel van BIM heeft fraanje BV de ontwerpoplossingen in de vorm van parametrische bouwcomponenten in het virtuele woningmodel inge- zet. Dit virtuele model kan gemakkelijk worden aangepast naar de eisen en wensen van de klant. Via een `woningconfigurator' worden de ontwerpwij- zigingen meteen zichtbaar en krijgt de klant dan direct inzicht in de kosten- consequenties. BIM maakt het vervolgens mogelijk om massaal maatwerk te gaan bieden met uitwisselbare standaard componenten die opgeslagen zijn in objectenbibliotheken. Zo kan op basis van het BIM-model het dak worden uitgevoerd met geprefabriceerde dakelementen. Blauwdruk terug naar de analogie van de auto-industrie: die aanpak werkt dus ook in de bouw! De ontwikkelde blauwdruk van bijna energieneutrale woning is een bewijs dat het slim doorontwikkelen van een bestaand ontwerp en bouwsysteem wel haalbaar is. een aanzienlijke impact op energieduur- zaamheid kan worden bereikt op basis van een redelijk conventioneel bouwsysteem, gangbare materialen, en de toepassing van bekende op- lossingen. De sleutel is de combinatie van product- en procesoptimalisa- tie. De blauwdruk omvat dus ook een leidraad voor ketensamenwerking naast de blauwdruk van de woning in BIM. Deze aanpak is geschikt zowel voor groot bouwbedrijf als voor een MKB en kan onderdeel worden van de bedrijfsstrategie voor maatschappelijk verantwoord ondernemen (MVo). We moeten echter nadenken over de grens van optimalisatie van een be- staand product: probeer maar eens een vijftien jaar oude Volkswagen Golf te laten upgraden naar een hybride auto! nieuwe bouwsystemen moeten worden ontwikkeld wanneer op alle aspecten de hoge mate van duur- zaamheid bereikt wil worden. Dus bijvoorbeeld niet alleen op het gebied van energie, maar ook op het gebied van materialen. Dan liggen er ook nog kansen voor een nog kosteneffici?ntere energieneutrale woning. Voor de samenwerkende bouwpartijen geven de huidige ervaringen echter een voorsprong bij de integrale productontwikkeling ten behoeve van het beter inspelen op de klantvraag, maatschappelijke trend en innovatie. Het BIM-model in de `configurator' van de Multi-Woning.