themaPassief Bouwen in gietbouw3200914themaPassief Bouwenin gietbouwHet concept Passief Bouwen krijgt in toenemende mate aandacht om de energieprestatie vangebouwen te verbeteren. Passief Bouwen wordt gekenmerkt door een optimale thermische schil eneen efficiënt gebruik van zonne-energie. Door de warmteverliezen te beperken ontstaat eencomfortabel en energiezuinig gebouw met een eenvoudig installatieconcept. Bovendien wordt deenergieprestatiecoëfficiënt (EPC) door Passief Bouwen gehalveerd. Het concept legt sterk de nadrukop zorgvuldige detaillering en vergt kwaliteit in het ontwerp- en uitvoeringsproces. Een naderebeschouwing van het principe van Passief Bouwen, uitgevoerd in beton.1Een belangrijke stap in de richting van energieneutrale woningbouwPassief Bouwen in gietbouw 32009 15De overheid heeft veel ambities als het gaat om energiebespa-ring. De doelstellingen voor de gebouwde omgeving zijn vast-gelegd in het Lenteakkoord, een convenant gesloten tussenhet Rijk en brancheorganisaties uit de bouwwereld. In ditakkoord is onder andere vastgelegd dat de betrokken partijenstreven naar een energiebesparing in de gebouwde omgevingvan 25% in 2011 en 50% in 2015. Als deze ambitie gekoppeldwordt aan de energieprestatiecoëfficiënt (EPC) van woon-functies, geldt in 2011 een EPC van 0,6 en een EPC van 0,4 in2015. Passief Bouwen vormt een energiezuinig bouwconceptwaarmee voor woonfuncties een EPC van circa 0,40 wordtgerealiseerd. Passief Bouwen is daarmee een belangrijke stapin de richting van energieneutrale woningbouw (fig. 3).OntwerpstrategieOm tot een verantwoord energiezuinig ontwerp te komenwordt gebruikgemaakt van de Trias Energetica (fig. 4). Dit iseen ontwerpstrategie waarbij in eerste instantie het energiever-bruik beperkt moet worden. Bij Passief Bouwen wordt sterk denadruk gelegd op deze stap. Hieraan wordt invulling gegevendoor onder andere de thermische schil te isoleren, de infiltratiesterk te reduceren en het toepassen van een passieve koeling(bijvoorbeeld zonwering). De resterende energievraag moet inde tweede stap zo duurzaam mogelijk worden opgewekt. Ditkan door toepassing van een zonneboiler. Voor de energievraagdie overblijft worden vervolgens in stap 3 fossiele brandstoffengebruikt, die zo efficiënt mogelijk worden opgewekt, bijvoor-beeld door middel van een HR-ketel.ConceptcriteriaEen woning die voldoet aan het concept Passief Bouwen moetvoldoen aan de volgende twee criteria:­ de energievraag voor ruimteverwarming en -koelingbedraagt maximaal 15 kWh/m2;­ de totale primaire energiebehoefte voor ruimteverwarmingen koeling, ventilatie, warmtapwater, verlichting en huishou-delijke apparatuur bedraagt maximaal 120 kWh/m2.Met primaire energie wordt energie bedoeld zoals deze wordtaangetroffen in de oorspronkelijk gewonnen energiedrager,bijvoorbeeld steenkool, olie en aardgas. Passief Bouwen steltdus naast eisen aan het gebouwgebonden energiegebruik ookeisen aan het gebruiksgebonden energiegebruik. Bij PassiefBouwen wordt 10 keer minder energie verbruikt voor verwar-ming dan een bestaande woning en 4 à 5 keer minder dan eenhuidige nieuwbouwwoning.drs.ing. Harry NiemanNieman Consultancy B.V.ing. Theo HaytinkAdviesburo Nieman B.V.1 Seifert House in Ennse (Oostenrijk) is gebouwd vol-gens het passiefhuis conceptfoto: Paul Ott2 Van gietbouwcasco naar Passief Bouwen vergt eenkwalitatieve investering in de thermische schilfoto: Gietbouwcentrum3 Toekomstige energiereductie in de nieuwbouwbron: Adviesburo Nieman B.V.4 Schematische weergave Trias Energeticabron: Adviesburo Nieman B.V.2zonneboilerHR-ketelWTWzonneboilerin?ltratiebeperkenwarmtetransmissiebeperkenstap 2:duurzame energie- zonneboiler t.b.v.tapwaterstap 1:energieverbruik beperken- compact ontwerp- oriëntatie- optimaliseren thermischeschil- verlagen infiltratie- passieve koeling(zonwering)stap 3:eciënt energiegebruik- HR-ketel- gebalanceerde ventilatiemet WTW2009 2011 2015 2020EPC = 0EPC = 0,4EPC = 0,6EPC = 0,8passief bouwenenergieneutraalhuidige bouw34themaPassief Bouwen in gietbouw3200916lijnvormige warmteverliezen geven aan hoeveel warmte verlo-ren gaat door een aansluiting per m1detail bij een tempera-tuurverschil van 1 °C. Om het lijnvormig warmteverlies(?-waarde) ter plaatse van de fundering te verminderen wordteen geïsoleerde funderingsbalk toegepast. Een verdere reductievan de ?-waarde wordt gerealiseerd door cellulair glas onderhet buitenspouwblad aan te brengen (fig. 6).De kopgevel is opgebouwd uit een binnenspouwblad van 150mm beton, 240 mm hoogwaardige isolatie met een metselwerkbuitenspouwblad. De totale dikte van de kopgevel bedraagtinclusief luchtspouw 530 mm. Een eventuele vermindering vande geveldikte is te verkrijgen door een dunnere buitenschil,bijvoorbeeld: keramische gevelbekleding of gevelstucwerk.Voor het realiseren van 240 mm hoogwaardige isolatie zijn,uitgaande van het huidige leveringsassortiment, 2 à 3 isolatiela-gen benodigd. Daarnaast moet rekening worden gehouden metspouwankers met een lengte van circa 350 mm.Een voordeel van gietbouw ten opzichte van een lichtere bouw-constructie is het accumulerend vermogen van de constructie.Voor een gebouw met een hoge thermische capaciteit geldt dat deconstructie langzaam opwarmt of afkoelt. Deze warmte of koudewordt opgeslagen en vervolgens afgegeven aan de omgeving.Hierdoor worden extremen in de binnentemperatuur afgezwakt.Detail 2: langsgevel - onderdorpel kozijnIn dit tweede detail is de langsgevel opgebouwd uit een binnen-spouwblad van gevelsluitende houtskeletbouw elementen. Hethoutskeletbouwelement bestaat uit dunne I-profielen, waar-door het negatieve effect van de houten stijlen wordt beperkt(foto 5). Hout isoleert namelijk 4 tot 7 keer minder dan mine-Passief Bouwen in detailDe energiebesparing bij Passief Bouwen komt voort uit hetgebruik van passieve zonne-energie door een optimale zuid-oriëntatie in combinatie met het verlagen van de energievraagdoor een zeer lage transmissie en infiltratie. Naast de warmte-weerstand vormt infiltratie dus een belangrijk aandachtspunt.Dit vergt een kwaliteitsinvestering in de uitvoering: maatvast-heid en zorgvuldig werken, aftapen van naden e.d. Deze maat-regelen hebben vaak ook direct invloed op het casco.De richtlijnen die aan de bouwkundige schil worden gesteldzijn in tabel 1 nader uitgewerkt. Afhankelijk van het ontwerpkan ook met een lagere warmteweerstand aan de eisen wordenvoldaan, dit moet met een PHPP-berekening (rekenmodulePassief Bouwen) worden onderbouwd.De prestaties van de bouwkundige schil zijn door de StichtingBouw Research (SBR) vertaald in referentiedetails die voldoenaan de criteria van Passief Bouwen. Deze details zijn opgesteldvoor zowel houtskeletbouw als gietbouw. Bij tunnelgietbouw zijnbeide bouwsystemen van toepassing. Immers, bij tunnelgiebouwworden de voor- en achtergevel doorgaans ingevuld met houtske-letbouw. De invloed van het concept Passief Bouwen op gietbouwwordt aan de hand van drie details nader beschouwd:­ detail 1: fundering ­ kopgevel;­ detail 2: langsgevel - onderdorpel kozijn;­ detail 3: hellend dak ­ langsgevel.Detail 1: Fundering - kopgevelHet verminderen van het warmteverlies is niet alleen te realise-ren door de warmteweerstand van de vloer, gevel en dak teverhogen, maar ook door lijnvormige warmteverliezen ofwelde lineaire warmtedoorgangscoëfficiënten te verminderen. De5prestatie voorbeeldmaatregelbeganegrondvloer Rc=6,50 m2K/W350 mm ribcassette- of kanaalplaat-vloer, vloerisolatie met gesloten cellenkopgevel Rc=10,0 m2K/W150 mm beton binnenspouwblad,240 mm hoogwaardige gevelisolatielangsgevel Rc= 8,0 - 10,0 m2K/W285 mm houtskeletbouw binnen-spouwblad met I-liggers voorzien vanhoogwaardige isolatiewoningscheidende wand - niet geïsoleerd 1)dak Rc=10,0 m2K/W275 mm hoogwaardige dakisolatie(sporenkap met houten I-liggers)ramen Uraam= 0,80 W/m2Kgeïsoleerde kozijnprofielen,drievoudige beglazingdeuren Udeur = 0,80 W/m2K geïsoleerde deurenluchtdoorlatendheid qv;10;kar? 0,15 dm3/s per m2tapen, kitten, manchetten, knevelendhang- en sluitwerk, tochtportalenlineaire warmteverliezen ?phpp < 0,01 W/mK `geen thermische bruggen'passieve koeling= 100 uur / jaar oververhit-ting (Twoonkamer > 25°C)- zonwering, - zomernachtventilatie(ventilatievoud n = 4)Tabel 1 Overzicht bouwkundige maatregelen bij Passief Bouwen1) De woningscheidende wand wordt bij gietbouw niet geïsoleerd, dit in tegenstelling tot eenwoningscheidende wand van houtskeletbouw. Bij houtskeletbouw wordt de woningscheiden-de wand geïsoleerd in verband met de vereiste geluidsisolatie tussen de woningen.Passief Bouwen in gietbouw 32009 175 Houten I-profielenbron: Adviesburo Nieman B.V.6 SBR-Referentiedetail 103.1.0.01.T2: aansluitinggeïsoleerde fundering, ribcassettevloer op kopgevelbron: SBR-Referentiedetails Comfort7 SBR-Referentiedetail 201.0.1.0.1.T2: aansluiting houtenbinnenspouwblad met I-ligger op houten kozijnbron: SBR-Referentiedetails Comfortrale wol. Een voordeel van houtskeletbouw is dat de isolatie inde constructie is geïntegreerd, waardoor de dikte van de langs-gevel inclusief metselwerk 425 mm bedraagt (fig. 7).De ramen vormen energetisch gezien een warmtelek in debouwkundige constructie. Om een Uraamvan 0,8 W/m2K te reali-seren worden de houten, kuststof of aluminium kozijnen voor-zien van drievoudige beglazing. De isolatiewaarde van eenhouten kozijn is te verbeteren door het kozijnhout uit te voerenin een sandwichconstructie (foto 9). De opbouw bestaat uit houtwaarin in de kern een isolatielaag is opgenomen. In het referen-tiedetail is tevens een geleiderail voor zonwering aangegeven.Om oververhitting in de zomerperiode te voorkomen is hetaanbrengen van zonwering bij de zongeoriënteerde ramennoodzakelijk. Een alternatief voor zonwering is toepassing vaneen overstek. Een overstek is in verband met de zonnestandalleen voor ramen met een zuidoriëntatie effectief.Om te hoge temperaturen in de zomer te voorkomen moet dewoning naast ventilatie- en spuivoorzieningen worden voor-zien van mogelijkheden voor zomernachtventilatie. Zomer-nachtventilatie is mogelijk door in elke verblijfsruimte eenklepraam, ventilatieluik of dakraam toe te passen. Door nacht-ventilatie kan de temperatuur in de woning gedurende de(zomer)nachtperiode sterk worden verlaagd.Detail 3: hellend dak - langsgevelDe aansluiting van het hellende dak op de langsgevel (fig. 8) iszowel in de traditionele bouw als bij Passief Bouwen kritischten aanzien van luchtdichtheid. Aan de luchtdoorlatendheidworden bij Passief Bouwen hoge eisen gesteld. De karakteris-tieke luchtdoorlatendheid qv10;karmag maximaal circa 0,15dm3/s.m2bedragen. Om dit te realiseren moeten aansluitingenworden afgetapet en doorvoeringen worden voorzien van eenmanchet. Tevens is controle op de uitvoering noodzakelijk,zodat bij oplevering de gehanteerde rekenwaarde bij het uitvoe-ren van een blowerdoortest ook daadwerkelijk wordt behaald.In het binnenspouwblad van houtskeletbouw mogen geenleidingen in de wand worden opgenomen. Indien elektraleidin-gen in de langsgevel gewenst zijn, wordt een extra geïsoleerdeleidingspouw geadviseerd, waarin een elektradoos kan wordenopgenomen. Hierdoor wordt de dampdichte folie niet onder-broken en blijft de luchtdichtheid in stand waardoor er geenconvectief vochttransport kan optreden.hoogwaardige isolatie? reken= 0,023 W/(m.K)PEIL = 0MAAIVELD I 25-Pisolatie metgesloten cellendekvloerribcassettevloer15038015024040100isolatie metgesloten cellen? reken= 0,030 W/(m.K)open stootvoegt.b.v. vochtafvoer410 -Pspeciaal cellulair glasEPS funderingskist100 400 275schaal 1:567510035041060drievoudigeisolerende beglazingkierdichtingaluminium zetwerk300 12591114220afstandhoudergeleiderailgeleiderailzonweringaluminiumdorpelafdekkeraluminium waterslagvoorzien vanantidreunlaagwaterdichte laagopzetten tegenneggekantenbinnenspouwbladnaaddichtingbeplating 12mmafdichtinggeen leidingenin binnenspouwbladschaal 1:5251001402040100125300waterwerende houtvezelplaat 20mmhoogwaardige isolatie 240mm(? reken= 0,023 W/(m.K))I-liggersdampremmende laagbeplating 2x 12,5mm67themaPassief Bouwen in gietbouw32009188 SBR-Referentiedetail 401.1.1.0.1.T1: aanslui-ting houten binnenspouwblad met sporen-kap en verdiepingsvloerbron: SBR- Referentiedetails Comfort9 Geïsoleerd kozijnprofiel met drievoudigebeglazingfoto: Timmerfabriek Overbeek B.V.collectoren en indien nodig naverwarmd met de cv-ketel. Methet boilerwater wordt de ventilatielucht opgewarmd als dewarmtevraag hoger is dan de WTW-unit kan leveren.In beide installatieconcepten wordt een zonneboiler toegepast.Daarmee wordt het energiegebruik voor tapwaterbereidingongeveer gehalveerd.Tot slotDuurzaam bouwen in beton is met Passief Bouwen goed moge-lijk. De referentiedetails benadrukken dat Passief Bouwen eeninvestering in kwaliteit vergt. Een dergelijk energiezuinig encomfortabel concept wordt alleen gerealiseerd door zorgvuldigte ontwerpen en kwaliteitsbewust te bouwen. Een integralekennis van bouwfysica, materialen, installaties en uitvoering isdaarbij van groot belang. )InstallatieconceptenDoor de hoge eisen die gesteld worden aan de bouwkundigeschil is een eenvoudig installatieconcept mogelijk. Uitgaandevan de gangbare technieken liggen er twee installatieconceptenvoor de hand: een concept met water als transportmediumvoor warmte en een concept met lucht als transportmedium.Een specificatie van beide concepten is in tabel 2 opgenomen.Door de zeer geringe energiebehoefte voor ruimteverwarmingis een centrale verwarming niet of nauwelijks nodig. In heteerste installatieconcept wordt voor verwarming en tapwateruitgegaan van een HR-combiketel. Het vermogen van de ketelis alleen voor tapwaterbereiding benodigd. Voor de warmteafgifte kan als gevolg van de lage warmtevraag uitgegaanworden van radiatoren met een beperkte afmeting.Het tweede installatieconcept bestaat uit een gebalanceerdventilatiesysteem, met daaronder een kleine HR-ketel en eenboilervat. Het boilervat wordt primair verwarmd met zonne-beplating 10mmvochtwerend behandelenwaterwerende endampdoorlatende laaghoogwaardige isolatie 160mm(? reken= 0,023 W/(m.K))beplating 12mmafdichtingpanlattengeldakpanminerale wolnaaddichting1212,529727510afdichtingverankering (ondersabelen)dekvloerbetonvloer22028060schaal 1:5geen leidingen in binnenspouwbladwaterwerende houtvezelplaat20mmhoogwaardige isolatie 240mm(? reken= 0,023 W/(m.K))I-liggersdampremmende laagbeplating 2x 12,5mmwaterwerende beplating 10mmhoogwaardige isolatie(? reken= 0,023 W/(m.K))I-liggersdampremmende laagbeplating 12mmbeplating 12,5mm100 4020 240 25125300installatieconcept 1 installatieconcept 2verwarming enwarmteafgifteHR-combiketel(transportmedium water)radiatoren met beperkteafmetingenluchtverwarming(transportmedium lucht)verwarmingselement in WTW-unittapwaterHR-combiketelzonneboiler t.b.v. tapwaterHR-ketel t.b.v. tapwater, eventueelgeïntegreerd in toestel zonneboilert.b.v. tapwaterventilatiegebalanceerde ventilatieWTW-unit met 100% bypassgebalanceerde ventilatie WTW-unitmet 100% bypassTabel 2 Mogelijke installatieconcepten bij Passief Bouwen89I LiTeraTuur1 Clocquet, R., Boonstra, C. en Joosten, L., Passiefhuizen in Nederland.Æneas, Boxtel 2006.2 Referentiedetails Houtskeletbouw en Comfort Passief Bouwen. SBR,Rotterdam 2009.3 Clocquet, R., Jansen, D en Joosten L., Uitwerkingsinstructie Toolkit-concepten Passiefhuis Laagbouw. SBR, Rotterdam 2009.