DGMR. Meer dan een oplossing

Ir. J. Paauw en ir. I.M. Kuijpers van Gaalen, DGMR Den Haag

Het gratis rekenprogramma EP Varianten Utiliteitsgebouwen is uitgebreid met een module waarmee de relatie tussen de EPC en de kwaliteit van het binnenklimaat bepaald kan worden.

Voor woningbouw was het al mogelijk een indicatie van de gevolgen van het ontwerp op het binnenklimaat te berekenen met de oververhittingsmodule die aan de NPR 5129 gekoppeld is. Voor utiliteitsbouw was een dergelijk instrument nog niet voorhanden. Dit was voor Novem BV reden om aan DGMR opdracht te geven om voor het rekenprogramma EP Varianten Utiliteitsgebouwen een module te ontwikkelen die een voorspelling geeft van het thermisch binnenklimaat. In november 2000 is EP Varianten Utiliteitsgebouwen uitgebreid met deze module. In dit artikel wordt ingegaan op de nieuwe mogelijkheden van EP Varianten Utiliteitsgebouwen V2.0.

Een terugblik: EP Varianten Utiliteitsgebouwen V1.1

Vanaf maart 2000 is het rekenprogramma EP Varianten Utiliteitsgebouwen V1.1 te downloaden van de EPN-internetsite van Novem (www.novem.nl/epn). In de periode maart 2000 tot en met heden is dit gratis rekenprogramma ca. 1700 keer gedownload. Het aantal keren dat het programma daarna is vermenigvuldigd is wellicht nog vele malen groter!

Het doel van het programma EP Varianten Utiliteitsgebouwen V1.1 is het verkrijgen van een indicatie van de energieprestatie van een nog te ontwerpen gebouw en het bestuderen van effecten van energiebesparende maatregelen op de energieprestatie, zonder dat de exacte gegevens van het gebouw en installaties bekend zijn.

Het programma is in beginsel bedoeld om in een vroegtijdig ontwerpstadium te kunnen vaststellen met welke combinaties van energiebesparende maatregelen een gewenst EPC-niveau is te realiseren voor een eigen ontwerp. Hierbij wordt ook een indicatie van de kosten van energiebesparende maatregelen gegeven.

In het programma kan gerekend worden met (meegeleverde) voorbeeldgebouwen. Daarnaast is het ook mogelijk het eigen ontwerp (vereenvoudigd) in te voeren.

Omdat het programma op een aantal onderdelen van de EPC van vastgestelde uitgangspunten uitgaat en er bovendien voor de gebruiksvriendelijkheid voorkeurskeuzen gemaakt zijn, zijn de berekeningen niet bedoeld voor het maken van de vereiste EPC-berekening bij een bouwaanvraag. Het berekenen van de EPC ten behoeve van de bouwaanvraag zal moeten geschieden met een formeel EPC-berekeningsprogramma bijvoorbeeld NPR 2917, het computerprogramma EPU van het Nederlands Normalisatie Instituut (NEN).

EP Varianten Utiliteitsgebouwen V 2.0

In november 2000 is een nieuwe versie van EP Varianten Utiliteitsgebouwen, versie 2.0, uitgekomen. In deze versie zijn de volgende wijzigingen doorgevoerd:

• Met de toegevoegde behaaglijkheidsmodule kan voor kantoor-, onderwijs-, winkel en klinische gezondheidszorggebouwen op eenvoudige wijze inzicht worden verkregen in de invloed van bouwkundige en installatietechnische voorzieningen op het thermisch binnenklimaat.
• Ten opzichte van versie 1.1 is het aantal te modelleren klimaatinstallaties uitgebreid. Hierbij is aangesloten bij de in ISSO 43 opgenomen klimaatinstallaties (IA1 t/m IA12). Daarnaast is de selectie van de klimaatinstallatie opgesplitst in twee invoerschermen, installatie W1 en installatie W2, om de keuze van klimaatinstallatie volgens ISSO 43 te vereenvoudigen.
• In de bestaande kostenmodule kan naast weergave van de kosten in guldens per m² gebruiksoppervlakte nu ook gekozen worden voor weergave van kosten in euro's per m² gebruiksoppervlakte. De kosten van de installaties zijn opnieuw bepaald omdat klimaatinstallaties opnieuw zijn gedefinieerd.

In dit artikel wordt ingegaan op de toegevoegde behaaglijkheidsmodule waarmee het thermisch binnenklimaat van een vertrek bepaald kan worden.

Waarom een behaaglijkheidsmodule?

Als gevolg van de invoering van de energieprestatie eisen en normen in 1995 is onder andere de isolatiegraad van gebouwen de laatste jaren gestegen. Gevels worden voorzien van een betere isolatie, en ook het glas dat toegepast wordt heeft een hogere isolatiegraad. Daarnaast is de interne warmtelast in gebouwen gestegen. Dit wordt ondermeer veroorzaakt door het feit dat in bijvoorbeeld kantoren steeds meer PC’s met grote monitoren, printers ed. gebruikt worden.

Doordat de warmte die in het gebouw geproduceerd wordt (en die door de ramen naar binnen komt) slecht via de (goed geïsoleerde) gevel weer naar buiten kan, zal de temperatuur in het gebouw oplopen tot hoge waarden. De situatie kan dus ontstaan dat u een gebouw ontwerpt met een lage EPC, maar met een slecht binnenklimaat. Met behulp van de nieuwe behaaglijkheidsmodule die aan EP Varianten Utiliteitsgebouwen gekoppeld is, kan een voorspelling gemaakt worden van zowel het binnenklimaat als de EPC. Op deze wijze kan een optimum gezocht worden tussen een goede EPC en een behaaglijk thermisch binnenklimaat.

Wat is een goed en wat is een slecht thermisch binnenklimaat?

Door de Rijksgebouwendienst zijn voor de verschillende gebouwfuncties richtlijnen opgesteld voor de beoordeling van het thermische binnenklimaat. Hierbij is onder andere rekening gehouden met de bedrijfstijden en het gebruik van een gebouwfunctie. Deze richtlijnen van de Rijksgebouwendienst zijn in EP Varianten Utiliteitsgebouwen vertaald in klimaatklassen die in tabel 1 opgenomen zijn.

Voor de beoordeling van het binnenklimaat van kantoorgebouwen wordt gebruikgemaakt van weeguren (GTO). Hierbij wordt niet alleen gekeken naar het aantal uren dat de binnentemperatuur boven een bepaalde waarde uitkomt, maar wordt ook rekening gehouden met de hoogte van die temperatuur. Wanneer het in een vertrek bijvoorbeeld 2 uur 30 °C is, dan weegt dit zwaarder dan wanneer het in hetzelfde vertrek gedurende 2 uur 28 °C is.

Voor de gebouwfuncties onderwijsgebouw, winkelgebouw en gezondheidszorggebouw klinisch vindt de beoordeling van het binnenklimaat alleen plaats op basis van het aantal uren dat de binnenluchttemperatuur boven 25 °C en 28 °C uit komt, in relatie tot de bedrijfsperiode.

Behaaglijkheid op vertrekniveau of gebouwniveau?

De EPC wordt bepaald op gebouwniveau. De eisen voor het binnenklimaat zoals hiervoor omschreven gelden echter voor alle vertrekken in een gebouw: het volstaat dus niet om een gemiddeld binnenklimaat op gebouwniveau te bepalen.

Veelal zal het meest ongunstige vertrek, bijvoorbeeld een vertrek op het zuiden met grote glasoppervlakken, bepalend zijn voor de keuze en dimensionering van het klimaatsysteem en daarmee voor de invoervariabelen van de EPC-berekening. Het programma EP Varianten Utiliteitsgebouwen biedt met de behaaglijkheidsmodule de mogelijkheid om voor een aantal vertrekken, op vertrekniveau dus, het binnenklimaat vast te stellen en daarmee een keuze te maken voor de invoervariabelen op gebouwniveau.

Conclusie

Met de nieuwe behaaglijkheidsmodule die gekoppeld is aan EP Varianten Utiliteitsgebouwen kan naast een indruk over de te verwachten EPC en kosten van energiebesparende maatregelen nu ook onderzocht worden wat de invloed van bepaalde maatregelen op het thermisch binnenklimaat is.

Dat een goed thermisch binnenklimaat niet noodzakelijkerwijs tot een hogere EPC en hogere kosten leidt illustreert het voorbeeld!

Meer informatie

Het rekenprogramma EP Varianten Utiliteitsgebouwen V2.0 is gratis te downloaden van Internet: http://www.novem.nl/epn, of te bestellen via Novem Sittard, tel.: 046 -  420 22 50 (o.v.v. bestelnummer DV 1.3.190 00.03 prijs fl. 7,50 excl. BTW). 

In het programma is een nieuw tabblad opgenomen, waarmee een indruk kan worden verkregen van de thermische behaaglijkheid van kantoor-, onderwijs-, winkel- en klinische gezondheidszorggebouwen.

Om een indicatie te krijgen van het thermische binnenklimaat van een vertrek moeten de volgende stappen doorlopen worden:

1. Vul eerst alle gegevens in de tabbladen ‘Project’, ‘Indeling’ en ‘Bouwkundig’ in;
2. Vervolgens komt u in het scherm ‘Binnenklimaat’. Dit scherm kan op twee manieren gebruikt worden:
   1. Standaard doet het programma een voorzet voor de maatgevende (slechtste) gevel en de daarachter liggende vertrekken waar mogelijk de meeste problemen met betrekking tot de temperatuuroverschrijding zijn te verwachten. Hierbij wordt gebruik gemaakt van de combinatie van raampercentage, ZTA van het glas, zonwering en oriëntatie van de gevels. Naar keuze kan het effect van gebouw- en installatieparameters op het binnenklimaat afgelezen worden in het kleurenbalkje. Er is een onderscheid naar 4 verschillende klimaatklassen gemaakt, variërend van ‘zeer goed’ (donker groen vakje) tot ‘slecht’ (rood vakje).
   2. Het tabblad ‘Binnenklimaat’ kan ook op een andere wijze gebruikt worden. Door het gewenste binnenklimaat in de kleurenbalk aan te klikken, zal het programma aangeven met welke vorm van koeling in combinatie met het ventilatievoud aan dit binnenklimaat voldaan kan worden. Hierbij worden de bouwkundige gegevens niet gewijzigd.
3. Wanneer u bepaald heeft met welke combinatie van maatregelen u het gewenste binnenklimaat kunt realiseren, kunt u verder gaan met het invullen van de schermen ‘Inst. W1’ tot en met ‘Warmtapwater/zonne-energie’. Automatisch wordt de installatiekeuze die u in het tabblad ‘Binnenklimaat’ gedaan heeft, overgenomen in de tabbladen ‘Inst. W1’ en ‘Inst. W2’.

Bij het bepalen van het thermisch binnenklimaat wordt rekening gehouden met de bouwkundige gegevens van het vertrek (raampercentage, zonwering, gegevens voor de uitvoering en samenstelling van plafond, vloer, binnenwand en borstwering, type glas). Daarnaast wordt rekening gehouden met de oriëntatie van het vertrek, de optredende interne warmtelast en het type installatie dat toegepast wordt.

Wanneer u op het knopje ‘TO-vertrekken’ klikt komt u in een hulpscherm waarin verschillende vertrekken doorgerekend kunnen worden om meer inzicht te krijgen in het binnenklimaat van speciale vertrekken (bijvoorbeeld vertrekken met een hoge interne warmtelast of met veel glas). Overigens verandert de maatgevende gevel in het scherm ‘binnenklimaat’ niet door deze variantberekeningen. Indien gewenst kunt u er wel voor kiezen om de maatgevende gevel te wijzigen op basis van de variantberekeningen die u in ‘TO-vertrekken’ uitgevoerd heeft.

Bij het rekenprogramma wordt een aantal voorbeelden meegeleverd. Een van de voorbeelden betreft een kantoorgebouw met een gebruiksoppervlak van 12.000 m². In dit voorbeeld is een aantal varianten doorgerekend. Uitgangspunt bij het opstellen van deze varianten is dat voldaan wordt aan de Bouwbesluit-eis (EPC_kantoor £ 1,60).

Kantoorgebouw 12.000 m² met raampercentage van 50 %

In dit voorbeeld wordt een EPC van 1,55 gerealiseerd door HR+-glas toe te passen met een (standaard) ZTA van 60 %. Daarnaast wordt de lucht die in het gebouw ingeblazen wordt beperkt gekoeld. Door het toepassen van deze maatregelen wordt weliswaar aan de EPC-eis voldaan, maar ontstaat in de vertrekken die aan de westgevel gelegen zijn een slecht thermisch binnenklimaat (meer dan 200 weeguren).

Het is echter ook mogelijk om met andere maatregelen te voldoen aan de EPC-eis. Door een zonwerende beglazing toe te passen met een ZTA van 40 % en in plaats van beperkte koeling een koelplafond of klimaatplafond toe te passen wordt een EPC van 1,53 gerealiseerd. EP Varianten Utiliteitsgebouwen laat in dit geval zien dat het thermisch binnenklimaat dan aanzienlijk verbetert. Het binnenklimaat krijgt dan de classificatie ‘zeer goed’, dit komt overeen met minder dan 100 weeguren per jaar. 

EP Varianten Utiliteitsgebouwen geeft naast de genoemde EPC en classificatie van het binnenklimaat ook een indicatie van de kosten van de energiebesparende maatregelen. In het bovenstaande voorbeeld blijkt dat de kosten voor de energiebesparende maatregelen van ongeveer fl. 755,- stijgen naar ca. fl. 1.034,- per m². Een aanzienlijke stijging dus! Dat het niet altijd noodzakelijk is dat de kosten stijgen om een beter binnenklimaat te realiseren illustreert het volgende voorbeeld.

Kantoorgebouw 12.000 m² met een raampercentage van 35 %

In dit voorbeeld wordt een kantoorgebouw met een gebruiksoppervlak van 12.000 m² beschouwd. Het raamoppervlak beslaat in dit geval 35 % van het geveloppervlak.

Een EPC van 1,55 kan gerealiseerd worden door HR+ beglazing met een ZTA van 0,6 toe te passen. Daarnaast wordt de toegevoerde ventilatielucht beperkt gekoeld. In de vertrekken die gelegen zijn aan de westgevel zal dan een thermisch onacceptabel binnenklimaat ontstaan. De gewogen temperatuuroverschrijding (GTO) zal dan meer dan 200 weeguren bedragen.

Tabel 2: invloed van verschillende varianten op de EPC, het binnenklimaat en de kosten van de energiebesparende maatregelen

 

	EPC	Classificatie binnenklimaat	Kosten energiebesparende maatregelen (fl/m2 GO)
Basis variant (vertrek aan de westgevel): Massa: binnenwanden licht/borstwering zwaar; Apparatuur: 2 PC’s met 15” monitoren per vertrek, geen printer; Binnenzonwering; ZTA = 0,60; Beperkte koeling, n = 3.	1,55	slecht	695,33
Varianten, invloed t.o.v. basisvariant
Massa binnenwanden en borstwering zwaar	1,55	slecht	695,33
Massa binnenwanden en borstwering zwaar, 2 PC’s + 15” monitoren, voorzien van powerdown functie	1,55	goed	695,33
Handbediende buitenzonwering	1,45	zeer goed	720,50
Handbediende buitenzonwering, 2 PC’s + 17” monitoren en 1 laserprinter	1,45	redelijk	720,50
Automatische buitenzonwering	1,42	zeer goed	738,03
ZTA = 0,40	1,48	zeer goed	687,52
Volledige koeling, n = 5	1,57	slecht	917,53
Koelplafond, n = 2	1,50	zeer goed	992,92

In tabel 2 is te zien dat op verschillende wijzen aan de EPC voldaan kan worden. De invloed die de (afzonderlijke) maatregelen op het binnenklimaat en de kosten hebben is aangegeven. Uiteraard is het ook mogelijk om door middel van een combinatie van maatregelen aan de EPC-eis te voldoen en een goed binnenklimaat te realiseren. Het aantal varianten dat met EP Varianten Utiliteitsgebouwen doorgerekend kan worden is enorm groot en is te groot om hier te laten zien. De tabel is bedoeld om een indruk van de mogelijkheden van EP Varianten Utiliteitsgebouwen te geven.

Uit de tabel blijkt door de relatief eenvoudige maatregel van het verlagen van de ZTA van het glas naar 0.4 het binnenklimaat aanzienlijk verbetert. Het binnenklimaat krijgt dan het predikaat ‘goed’, en de EPC daalt zelfs nog verder naar 1,48!

Ondanks het feit dat duurder (zonwerend) glas toegepast wordt, zullen de totale kosten voor de energiebesparende maatregelen zelfs dalen. Dit wordt veroorzaakt doordat er in de zomer minder zonnewarmte door het glas naar binnen komt. Hierdoor kan een kleinere koelmachine toegepast worden. De totale kosten voor de energiebesparende maatregelen per m² dalen van fl. 695,- naar fl. 687,-.

Het toepassen van deze maatregel is dus ook vanuit het oogpunt van kosten een aanrader!