Zo krijgen bestaande woningen energielabel A++++

Van E, F of G naar een A++++-label? Dat klinkt bijna te mooi om waar te zijn. Maar bij een aantal jaren 60-woningen in Eindhoven is het al gelukt. Die panden zijn voorzien van dakisolatie, zonnepanelen, een warmtepomp én een speciaal gevelsysteem dat in staat is om verrassend veel warmte uit zonnestraling te absorberen. Om vervolgens die warmte door te geven voor het verwarmen van de woning en het tapwater. Verwachte terugverdientijd van dat gevelsysteem: zeven jaar, waarbij uiteraard ook veel afhangt van de toekomstige ontwikkeling van de energieprijzen.

Zonnewarmte niet reflecteren, maar absorberen

Een spontaan opborrelende vraag kan zomaar tot nieuwe inzichten en zelfs tot een innovatief idee leiden. Dat overkwam Bart Erich zo’n acht jaar geleden op een beurs. De senior researcher bij TNO raakte daar in gesprek met een aantal mensen van AkzoNobel. “Ze lieten mij een innovatieve verf zien waarbij het met donkere kleuren mogelijk was om een groot deel van het zonlicht te reflecteren. Om precies te zijn: het zonlicht dat wij mensen niet kunnen zien. Dat was een ideale oplossing om daken en gevels koel te houden, zeiden ze. ‘Dat is eigenlijk voor ons klimaat heel raar’, was mijn eerste reactie. ‘De zon is immers onze grootste bron van energie. Zou het niet mogelijk zijn om het principe om te keren en zo coatings te ontwikkelen waarbij het met een lichtere kleur mogelijk is om zoveel mogelijk zonnewarmte te absorberen?’. In eerste instantie waren ze niet zo blij met mijn opmerking”, zegt Erich lachend. “Maar het leidde vervolgens wel tot een samenwerking tussen TNO, AkzoNobel en Emergo, een bedrijf dat gespecialiseerd is in prefab-oplossingen voor de bouw.”

ENVISION: volledige oppervlak van gebouwen inzetten

In 2017 startte het door de EU gesubsidieerde project ENVISION. Een grootschalig project om tot oplossingen te komen waarbij het volledige oppervlak van gebouwen kan worden ingezet om zonne-energie en -warmte te winnen. Dus niet alleen de daken, zoals tot dusver het geval is, maar ook de gevels en zelfs de ramen. Een belangrijk onderdeel van ENVISION was het verduurzamen van bestaande woningen met behulp van gevelelementen die voorzien zijn van coatings die AkzoNobel speciaal heeft ontwikkeld om zoveel mogelijk zonnewarmte vast te houden. Precies de coating dus waar Erich eerder op zinspeelde.

Geheel prefab tuinhuisje

“We wisten al wel dat het gevelsysteem een veelbelovende oplossing was, want we hadden de werking ervan al getest. Bij een sporthal bijvoorbeeld”, blikt Nicole Meulendijks (projectmanager bij TNO) terug. “Maar een woning brengt andere uitdagingen met zich mee. Bij zo’n duurzame renovatie wil je de overlast voor de bewoners zo beperkt mogelijk houden. Daarbij krijg je bij de toevoeging van gevelelementen aan bestaande woningen al snel te maken met de welstandscommissie.

Om lange procedures te voorkomen, ontstond al vrij snel ook het idee om een apart tuinhuisje te ontwikkelen met op het schuine dak zonnepanelen en op de horizontale vlakken gevelelementen. In die berging was dan ook plaats voor de warmtepomp en de rest van de technische installatie. Geheel prefab, dus snel te plaatsen, wat in deze tijd van arbeidskrapte natuurlijk ook een groot voordeel is.”

“Als een huishouden via de thermische gevelcollectoren meer warmte wint dan benodigd, is het toch mooi als die warmte straks via een netwerk automatisch met buurtgenoten kan worden gedeeld"

Een kosteneffectieve aanpak

Zowel de gevelelementen op de woningen als de speciale tuinhuisjes presteerden boven verwachting. De drie woningen in Eindhoven (van woningcorporatie Sint Trudo) die tijdens het onderzoeksproject werden verduurzaamd, ontvingen na afloop zelfs het begeerde A++++-label. “Per woning is daar maar vijftien vierkante meter aan gevelcollectoren voor nodig, verdeeld over de voor- en achtergevel. Daarbij gaat het om woningen die we niet eens maximaal hebben geïsoleerd”, benadrukt Erich.

“Bij bestaande woningen is het isoleren altijd een uitdaging en al helemaal bij huizen die in de jaren zestig zijn gebouwd. Maar met dak- en vloerisolatie, kierdichting en dubbele ramen blijk je dus al een heel eind te komen. Dat roept ook de vraag op of het met die benodigde isolatiegraad wel nodig is om in de volledige woning mechanische ventilatiesystemen met warmteterugwinning te installeren. We zijn nu aan het onderzoeken of we dat kunnen beperken tot bijvoorbeeld alleen de woonkamer.”

Warmte-win-gevel marktrijp maken en opschalen

Afgelopen september (2022) werd het ENVISION-project afgerond. Maar dat betekent niet het eind van de door AkzoNobel, Emergo en TNO ontwikkelde warmte-win-gevel. Integendeel. Eind 2021 hebben de drie samenwerkingspartners Calosol opgericht: een joint venture om het innovatieve gevelconcept naar de markt te brengen en op te schalen. Er zijn al vergevorderde gesprekken met verschillende woningbouwcorporaties. “Zij zijn allemaal met het verduurzamen van hun woningvoorraad bezig en zijn zeer geïnteresseerd in een gestandaardiseerde totaalaanpak”, weet Meulendijks. “De huidige hoge energieprijzen maken dat nog urgenter dan het al was.”

Warmte delen

“Binnen het ENVISION-project hebben we samen met de projectpartners ook uitgebreid onderzoek gedaan naar manieren om nieuwe en bestaande energienetwerken op een slimme manier aan elkaar te koppelen en met elkaar te laten communiceren”, vult Erich aan. “Als een huishouden via de thermische gevelcollectoren meer warmte wint dan benodigd, is het toch mooi als die warmte straks via zo’n netwerk automatisch met buurtgenoten kan worden gedeeld. En dat maakt ons gevelconcept nóg interessanter voor woningcorporaties”, aldus de man die zich inmiddels CTO van Calosol mag noemen.

Naast zijn werk voor TNO is Erich nu dus ook hoofdverantwoordelijk voor het technische deel van de joint venture. Wat maar weer bewijst dat het op het juiste moment stellen van de juiste vraag echt tot mooie, nieuwe kansen kan leiden.

En dat was nog niet alles…

…want ENVISION had een veel bredere scope. Als je alle geveloppervlakken in Nederland bij elkaar optelt, kom je tot een oppervlak met de grootte van de gemeente Utrecht. Of nog groter gedacht: het gezamenlijke geveloppervlak van alle bebouwing in de Europese Unie komt uit op een indrukwekkende 60 miljard vierkante meter.

Maar wat is er precies nodig om die enorme hoeveelheid vierkante meters in te zetten voor het winnen van zonne-energie of -warmte? Dat was de centrale vraag van het ENVISION-project, waarbij er van 2017 tot september 2022 door een groot aantal partijen aan de volgende uitdagingen werd gewerkt:

• PV-oplossingen voor plaatsing in glas. Dit heeft geleid tot een concept waarbij er zonnecellen in vensterglas zijn verwerkt. Met name geschikt voor kantoorgebouwen, waar het bijvoorbeeld in het trappenhuis kan worden toegepast. NSG-Pilkington gaat dit PV-glas nog verder verbeteren en op de markt brengen.
• Systemen voor het op een slimme manier verdelen van opgewekte zonne-energie en -warmte, zowel op gebouw als op netwerkniveau, waar dan ook de bestaande netwerken en warmtesystemen bij worden meegenomen. Hier zijn op de campus van de Universiteit van Genova in Italië proeven voor gedaan.
• En de in dit artikel genoemde ontwikkeling van een flexibel, modulair gevelconcept waarbij het mogelijk is om op een visueel aantrekkelijke manier de gevel in te zetten om zonnewarmte te absorberen. En die in te zetten voor de verwarming en het verwarmen van tapwater.

Met dank aan de deelnemende partners, waaronder AkzoNobel, Emergo, EDF (Électricité de France), NSG-Pilkington, RINA consulting, Bergamo tecnologie, University of Genoa en NBArchitecten en de geassocieerde partners woningstichting Compaen en Stichting Sint Trudo.