English
Deutsch
Español
Italiano
Polski
Română
Energieneutrale gebouwen
2.1 Inleiding
Energieneutrale gebouwen (of nul-netto-energiegebouwen) worden vertegenwoordigd door een constructie- en ontwerpmethode die als en einddoel heeft om een energiezuinig gebouw te creëren dat is aangesloten op het elektriciteitsnet en in staat is om zijn eigen energie op te wekken om te compenseren voor de energievraag die het heeft. creëert [5], [6]. Dit betekent dat de energieneutrale gebouwen netto nul energieverbruik hebben, wat zich vertaalt in het feit dat de totale benodigde energie op jaarbasis bijna gelijk is aan de hoeveelheid hernieuwbare energie die ter plaatse of in de buurt wordt opgewekty.
Energieneutrale gebouwen maken efficiënt gebruik van duurzame energieopwekking om zoveel mogelijk energie te benutten als lokaal geproduceerd kan worden. Hoewel het moeilijk is om een volledig evenwicht te bereiken tussen de productie en het verbruik van energie, wordt dit een steeds meer haalbare doelstelling die in verschillende delen van de wereld steeds meer ingang vindt [7].
Eigenaren van commercieel vastgoed raken steeds meer geïnteresseerd in het opzetten van energieneutrale gebouwen om aan hun bedrijfsdoelstellingen te voldoen, terwijl de overheid op weg is naar energieneutrale bouwdoelstellingen als reactie op wettelijke verplichtingen [6].
Hoewel energieneutrale gebouwen het vaakst worden geassocieerd met commerciële gebouwen, kan elke constructie, inclusief woonhuizen, energieneutraal zijn, aangezien het principe schaalbaar is en relevant is voor bijna elk type constructie, of het nu gaat om een grote multifunctionele faciliteit of een kleine huis [6], [7]. Het concept kan zelfs worden gebruikt om steden en instellingen zonder nul te voltooien.
Bron: https://www.energyintime.eu/nearly-zero-energy-standard-2050-eu-half-dream-half-reality/
2.2 Bouwmaterialen
Voor het maken van bouwmaterialen en goederen zijn grondstoffen en energie nodig in de vorm van respectievelijk hout, steen, mineralen, chemicaliën en elektriciteit, olie, kolen, gas [8]. De productie en het transport van bouwmaterialen zijn nauw met elkaar verbonden en veroorzaken de uitstoot van broeikasgassen, die op hun beurt leiden tot gerelateerde milieugevolgen [8], [9].
Overmatig gebruik van energie-intensieve materialen en overexploitatie kunnen zowel energie als materiële hulpbronnen uitputten en schade toebrengen aan het milieu. Ook is het niet eenvoudig om aan de steeds toenemende vraag naar gebouwen te voldoen met uitsluitend energiezuinige traditionele materialen en bouwmethoden.
Daarom is er vraag naar bouwoplossingen die duurzaam, milieuvriendelijk en energiezuinig zijn. Om deze doelen te bereiken, is het meest efficiënte gebruik van beschikbare energiebronnen en grondstoffen vereist [8].
De volgende concepten vertegenwoordigen duurzame alternatieven voor bouwtechnologieën [8]:
- Behoud van energie,
- Minimalisering van materialen die een hoge energie-input vereisen,
- Minimalisering van transport en toename van het gebruik van lokale hulpbronnen en materialen,
- Optimale benutting van lokale vaardigheden en decentrale productie,
- Opname van industrieel afval in het productieproces van bouwmaterialen,
- Hergebruik en recycling van afval afkomstig van bouw,
- Gebruik van hernieuwbare energiebronnen.
Enkele voorbeelden van koolstofarme alternatieven voor bouwmaterialen en -technologieën vindt je hieronder [8], [9]:
- Gemengde cementen,
- Gestabiliseerde modderblokken voor metselwerk,
- Samengeperste vliegasblokken,
- Aangestampte aarden muren,
- Lage energie-intensiteit vloer- en daksystemen.
2.3 Luchtstroom
Gebouwen met natuurlijke ventilatie hebben het potentieel om aanzienlijke hoeveelheden koeling en elektrische energie voor ventilatoren te besparen [10]. Er zijn twee soorten luchtstromen in een energieneutraal gebouw: natuurlijke ventilatie en mechanische ventilatie.
Natuurlijke ventilatie maakt gebruik van natuurlijke krachten zoals temperatuur en wind om de luchtstroom en uitwisseling van lucht in een gebouw te vergemakkelijken. Mechanische ventilatie daarentegen maakt gebruik van elektrische ventilatoren om de luchtstroom in een gebouw te sturen en te regelen. Mechanische ventilatie kan zorgen voor een constante luchtstroom en luchtuitwisseling, ongeacht de weersomstandigheden, maar verbruikt elektrische energie en vereist een periodieke vervanging van ventilatiefilters, die een bron van vervuiling zijn. [10]–[12]
Als het gaat om luchtstroom en natuurlijke ventilatie in een energieneutraal gebouw, zijn er twee hoofdventilatieconcepten [13]:
- Zorg voor voldoende luchtkwaliteit binnenshuis zonder het gebruik van elektriciteit om de luchtbeweging te vergemakkelijken,
- Verbeter de luchtsnelheid overdag en hoge nachtventilatiesnelheden voor thermisch comfort in de zomer.
Het grootste nadeel is de terugwinning van winterwarmte uit warme binnenlucht. Het belangrijkste voordeel is echter de mogelijkheid om hoge ventilatiesnelheden te bereiken voor koeling in de zomer zonder elektriciteit te gebruiken, wat leidt tot meer energiebesparing [13].
2.4 Verlichting
Natuurlijke verlichting moet worden gebruikt in alle energieneutrale gebouwontwerpen. Na het optimaliseren en maximaliseren van het verlichtingsniveau dat wordt bereikt door natuurlijk licht, moet taakverlichting worden toegevoegd in gebieden zoals keukenbladen, badkamers, kantoren enz.
Energieneutrale gebouwen maken zoveel mogelijk gebruik van natuurlijk licht door strategisch geplaatste ramen in woonruimtes. Als het gaat om kunstmatige verlichting, moet nieuwe en energiezuinige verlichting worden gebruikt die het energieverbruik kan verminderen [14].
Dit maakt lichtemitterende diodes (LED’s) de beste keuze, omdat dit de meest efficiënte en duurzame lichtbronnen zijn die er zijn [15], [16]. Een ander voordeel van LED’s – naast het feit dat ze energie besparen en verlichtingskosten verlagen – is het feit dat ze ook de blootstelling aan kwik verwijderen die optreedt bij het gebruik van fluorescentielampen [14].
De manier waarop LED’s licht creëren, verschilt van die van andere verlichtingstechnologieën. In een traditionele gloeilamp wordt een wolfraamgloeidraad verwarmd door elektrische stroom totdat deze gloeit en licht uitstraalt [17]. In een fluorescentielamp drijft een elektrische stroom het gas aan om ultraviolette (UV) straling te genereren, die de fosforcoating in de glazen kap raakt en zichtbaar licht genereert [17].
Een LED is echter een halfgeleiderdiode, een apparaat dat alleen stroom in één richting laat stromen, opgebouwd uit een halfgeleidermateriaal dat is ontworpen om een positief-negatieve (PN) junctiestructuur te vormen [16], [17]. Zodra er een stroom op de P-N-overgang wordt aangelegd, bewegen de overtollige elektronen (die negatief geladen zijn) naar de positieve kant en de overtollige deeltjes van de positieve kant (bekend als “gaten”) naar de negatieve kant. Bij de P-N-junctie werken de gaten en elektronen samen, waardoor energie vrijkomt in de vorm van licht [17].
2.5 Warmtepomp
Warmtepompen zijn buitenunits die deel uitmaken van een verwarmings- en koelsysteem. Het is in staat om zowel een huis te verwarmen als te koelen. Een warmtepomp werkt door warmte uit de koude buitenlucht op te nemen en in de winter naar binnen te transporteren, en in de zomer door warmte uit het huis te halen en naar buiten te brengen. Warmtepompen werken op elektriciteit en geven – via een koelmiddel – warmte af voor comfort [18]. Ook, in tegenstelling tot ovens, die geen fossiele brandstoffen gebruiken voor verwarming, waardoor ze milieuvriendelijk en cruciaal zijn voor energieneutrale gebouwen.
Warmtepompsystemen vormen een kosteneffectieve manier om warmte terug te winnen uit verschillende bronnen, niet alleen in de residentiële sector, maar ook in de commerciële en industriële sectoren [19]. Met de stijging van de energiekosten spelen warmtepompen een sleutelrol bij energiebesparing en kostenreductie.
Geavanceerde cyclusontwerpen voor zowel door warmte als door werk aangedreven systemen, verbeterde cycluscomponenten (inclusief keuze van werkvloeistof) en het maximaliseren van het gebruik in een grotere verscheidenheid aan toepassingen waren de focus van recente ontwikkelingen in warmtepompsystemen [19].
In vergelijking met elektrische weerstandsverwarming zoals ovens en plintverwarmers, kan de huidige warmtepomp de verwarmingskosten tot 50% verlagen [20]. In de zomer ontvochtigen hoogrenderende warmtepompen beter dan typische centrale airconditioners, wat resulteert in een lager energieverbruik en meer comfort.
Bron: https://riverreporter.com/stories/the-heat-pump-basics,41466