Passieve zonne-energie en daglicht
Wat is passieve zonne-energie? Bij passieve zonne-energie voorziet de zon zonder tussenkomst van installaties in een deel van de warmtebehoefte. Passieve zonne-energie werkt energiebesparend en comfortverhogend.
Passieve zonne-energie wordt in de woningbouw benut door: - Glasvlakken. Zonnestraling komt door het glas naar binnen en wordt omgezet in warmte.
- Serres, atria of verglaasde balkons. Deze functioneren als een bufferruimte tussen het binnen en buitenklimaat, waardoor het warmteverlies van de woning vermindert. Daarnaast kan warmere lucht uit de serre als voorverwarmde ventilatielucht dienen.
- Vides en patio. Zonnestraling kan met een vide of een patio ver in de woning toetreden.
Van invloed op de benutting van passieve zonne-energie zijn: - De zongerichtheid. De oriëntatie van de woning bepaalt de mogelijkheden om passieve zonne-energie te benutten.
- Het woningontwerp. In verblijfruimten wordt zonnestraling het meest gewaardeerd, deze ruimten moeten aan de zonzijde liggen.
- De glaseigenschappen. Beter isolerende glastypen hebben een geringere zontoetreding.
- De bouwmassa. Massa kan zonnewarmte opslaan. De bewoner kan dan langer van de zonnewarmte profiteren.
- Zonwering en ventilatie. In de zomerperiode kan de zonnestraling tot een te hoge binnentemperatuur leiden. Zonwering en ventilatie zijn belangrijk om de temperatuur in huis te beheersen.
- Voor utiliteitsbouw speelt het aspect daglicht vooral een belangrijke rol bij benutting van passieve zonne-energie. Het Bouwbesluit en Arbobesluit stellen eisen aan de minimale daglichttoetreding op werkplekken.
Meer informatie
Zongerichte verkaveling - Passieve zonne-energie
De zongerichtheid van de woning bepaalt de passieve zonne-energie benuttingsmogelijkheden.
- De beste mogelijkheden bieden bij huizen met een gevel op het zuiden, plus of min dertig graden.
- Glasopeningen worden asymmetrisch over de woning verdeeld: naar het zuiden meer dan naar het noorden.
- Wanneer bouwblokken dicht op elkaar staan kunnen ze kunnen elkaar beschaduwen. De belemmeringshoek is een maat voor de onderling beschaduwing. Deze hoek wordt bepaald door de afstand tot en de hoogte van het belemmerende bouwblok.
- Als optimum geldt als vuistregel een belemmeringshoek van maximaal zestien graden. Wanneer de belemmeringshoek 24 graden of meer is, dan is de zonbijdrage in de winter nagenoeg te verwaarlozen.
- Het Nationaal Pakket Duurzame Stedenbouw geeft in paragraaf 3.5.4 verkavelingsvoorbeelden, waarbij voor verschillende bouwblokrichtingen de maximale belemmeringshoek en de minimale afstand tussen bouwblokken is bepaald.
- Ook bomen en omliggende hoogbouw zijn van invloed op de bezonning.
Illustratie: Stedenbouwkundige voorwaarden, belemmeringshoek uit Nationaal Pakket
Meer informatie
Een stabiel binnenklimaat dankzij thermische massa en ventilatie
Massa heeft de eigenschap warmte te accumuleren en deze geleidelijk weer af te geven. Door een grote bouwmassa te realiseren, kunnen pieken en dalen in het aanbod van de zon dus worden afgevlakt, zodat zonnewarmte effectiever kan worden benut. De geaccumuleerde warmte wordt via natuurlijke of mechanische ventilatie gedistribueerd naar de verschillende vertrekken in huis. De bouwmassa van een huis kan ook zorgen voor verkoeling in de zomer. Door in de nacht de bouwmassa af te koelen met buitenlucht en overdag de zon te weren, kan gedurende een groot deel van de dag een relatief lage binnentemperatuur worden bereikt.
De bouwmassa kan zowel in muren als in vloeren worden gerealiseerd. Die laatste optie biedt de mogelijkheid om een grote gebouwmassa te combineren met houtskeletbouw.
Het bouwconcept 'passief huis' maakt gebruik van thermische massa. In Nederland wordt dit bouwconcept nog nauwelijks toegepast. Er is momenteel echter wel veel aandacht voor en er wordt een aantal pilotprojecten gerealiseerd.
Meer informatie
Vergroting van het wooncomfort middels passieve zonne-energie: serre, atrium of verglaasd balkon  Een serre, een atrium of een verglaasd balkon is een onverwarmde overdekte buitenruimte die aan de woning grenst en grotendeels door glas is omgeven. De kosten voor een serre of een atrium zijn relatief hoog. Daar staat tegenover dat bewoners deze oplossingen in het algemeen zeer op prijs stellen. Het geeft de mogelijkheid om langer ‘buiten’ te zitten.
  
Voorbeelden van een serre. Een meerlaagse serre heeft vaak een groter effect op de EPC dan een éénlaagse. Bij de constructie van een serre is dosering van de zonnewarmte door ventilatie naar buiten en naar de woning een belangrijk punt van aandacht.
- De zon warmt de lucht in deze onverwarmde buitenruimte op, waarna deze via mechanische of natuurlijke ventilatie ten goede komt aan de vertrekken in de woning.
- Andersom verminderen energieverliezen, doordat de temperatuur in de afgeschermde ruimte al snel tien graden boven de buitentemperatuur ligt.
- Voor een optimale werking is een serre op het zuiden, zuidwesten of zuidoosten gericht.
- Een serre is geen verblijfsruimte. In voor en najaar kan een serre als aangename ruimte dienen, maar de serre mag nooit ten koste gaan van de afmetingen van de woning zelf. Dit om te voorkomen dat bewoners de serre permanent bij de (te krappe) woonkamer gaan trekken, met een veel hoger energiegebruik tot gevolg.
- De ruimte kan in de winter dienen als droogruimte, opstelplaats voor apparatuur en voorzieningen, plantenkas, verkeersruimte of werkplaats.
Meer informatie
Vides en patio: licht en warmte tot diep in de woning
 Vide
Via een vide kan de zon tot in de noordzijde van de woning doordringen. Vanuit het zuiden schijnt de zon in de vide en via glas worden warmte en licht gedistribueerd over de andere ruimten in huis. Aanvullende daglichttoetreding is mogelijk via een dakraam boven de vide. Door een vide ontstaat vaak een aangename atmosfeer en kan de hoeveelheid glas op het noorden worden beperkt.
Illustratie: Vide Patio, voor ongunstig georienteerde woningen Ook met behulp van een patio kan licht tot diep in een woning doordringen. Met een patio wordt de schil van de woning in feite groter. Daardoor nemen transmissieverliezen toe. Bij een ongunstig georiënteerde woning kan een patio toch ‘winst’ opleveren, doordat de oost- en de westgevel dan relatief gesloten kunnen zijn. De energieopbrengst kan nog worden vergroot door de patio afsluitbaar te maken, bijvoorbeeld met een glazen schuifdak.
Compact bouwen met een patio
Een patio wordt door bewoners vaak hoog gewaardeerd, vooral wanneer woningen dicht opeen zijn gebouwd. Bij een compacte bouw kan een patio een middel zijn om voldoende licht in de woning te realiseren.
Meer informatie
Passieve zonne-energie benutting via glasvlakken: glaseigenschappen
Behalve de zonne-oriëntatie en zonweringsvoorzieningen bepalen de glaseigenschappen hoeveel warmte en licht de woning binnen komt.
- Het Bouwbesluit stelt voor ramen (glas inclusief kozijnen) dat de warmtedoorgangscoëfficiënt (U-waarde) niet hoger mag zijn dan 4,2 W/m²K. Dit houdt in dat dubbelglas moet worden geplaatst.
- Glas dat beter isoleert laat minder zonnewarmte en daglicht toe; deze glaseigenschappen komen tot uiting in respectievelijk de zontoetredingsfactor (ZTA-waarde) en de lichttoetredingsfactor (LTA-waarde). De waarden van U, ZTA en LTA zijn op te vragen bij de leverancier van het glas. De ZTA-waarde wordt in EPC berekeningen en temperatuurberekeningen meegenomen.
- De SBR-infobladen geven aandachtspunten voor de selectie van isolatieglas met de invloed op het energiegebruik (onder thermische isolatie: isolatieglas selecteren).
- De SenterNovem-publicatie 'glas in de bouw' gaat dieper in op innovaties op het gebied van isolerende beglazing.
Meer informatie
Zonwering hoort bij passieve zonne-energie - Passieve zonne-energie
Door voldoende ventilatie en zonwering toe te passen zijn in de zomer te hoge temperaturen te vermijden. Uit bewonersonderzoek blijkt dat degelijke voorzieningen vaak in de praktijk niet in voldoende mate zijn aangebracht
 Zonwering is niet alleen nodig bij woningen met veel glas op het zuiden, maar vooral bij woningen met relatief veel glas op het westen. In de zomer kan de laagstaande middagzon dan tot oververhitting leiden.- Buitenzonweringwerkt het meest effectief. Binnenzonwering is alleen effectief als de warmte die achter het glas vrijkomt direct wordt afgevoerd.
- Bij glas op het zuiden is het met behulp van overstekken of lamellen vrij eenvoudig mogelijk de zomerzon tegen te houden terwijl de laagstaande winterzon ver naar binnen kan schijnen.
- Een markies of screen komt van pas in een woning met veel glas op het westen.
- Loofbomenkunnen als zonwering dienen. In de zomer schermen de bomen de zon af, in de winterperiode laten ze het zonlicht door en zal de zon met een lage zonnestand onder de kruin door schijnen.
- Ook bij atria moet men denken aan voorzieningen voor ventilatie en zonwering. Het gebruik van zoveel mogelijk natuurlijke ventilatie beperkt het elektriciteitsverbruik.
- Een automatische regeling voor ventilatie en zonwering is aan te bevelen. Gebruikers schakelen de zonwering en ventilatie pas aan wanneer de te hoge temperatuur reeds aanwezig is. Wel moet een handbediening altijd mogelijk blijven.
- Het is belangrijk om te berekenen of een te hoge binnentemperatuur kan ontstaan. Een indicatie van de eventuele temperatuuroverschrijding kan met behulp van de rekenmodule ZTW (zontoetreding woningen) worden berekend. Dit programma is gekoppeld aan de EPCsoftware (NPR 5129). Zie voor meer informatie de EPN-site van SenterNovem en de website van het NNI (Nederlands Normalisatie Instituut). Op de SenterNovem EPN website staan voorbeeldberekeningen.
Illustratie: Zonwering
Meer informatie
Passieve zonne-energie benutting via glasvlakken: zonne-oriëntatieBeglazing is de meest elementaire vorm van passieve zonne-energie. Een asymmetrische verdeling van glasvlakken heeft nadrukkelijk te maken met energetische optimalisatie en een goed comfort voor de bewoner. Een juist ontworpen zonnewoning kan dit bieden. Zonnestraling komt door het glas naar binnen en wordt omgezet in warmte. Meest gunstig is een asymetrische verdeling van glas in de woning: veel glasvlakken in de zuidgevel, weinig glas in de noordgevel: - Glas vangt enerzijds zonne-energie (warmte en licht) op en heeft anderzijds warmteverlies tot gevolg. Het verlies is in alle windrichtingen ongeveer even groot maar de input van energie is het grootst wanneer een raam op het zuiden is gericht. Zo kan bij een zuidgeoriënteerd raam met goed isolerend glas een netto energiewinst ontstaan ten opzichte van een goed geïsoleerde gevel.
- Bij glas op het zuiden kan ’s zomers de zon eenvoudig worden geweerd met een overstek. Die mogelijkheid ontbreekt bij oriëntatie op het oosten of het westen.
- Het ‘verplaatsen’ van glas van de noordkant naar de zuidkant in een woning heeft een gunstig effect op de energie-prestatie. En andersom: bij eenzelfde EPC is een groter glasoppervlak (meer licht) mogelijk op het zuiden dan op het noorden.
 In een rijtjeshuis in een oost-west georiënteerde straat, heeft de verdeling van het glas over de noord- en zuidgevel van een woning een effect op de EPC. Dit diagram laat dat zien. Op de horizontale as staat de hoeveelheid glas op het zuiden. Voor drie situaties met een noordgericht glasoppervlak van respectievelijk 4, 8, 12, 16 en 20 m², is de EPC berekend. Meer of minder glas op het zuiden heeft vrijwel geen effect op de EPC. Veel groter is het effect van de verplaatsing van glas van noord naar zuid. Bij eenzelfde hoeveelheid glas, kan de EPC hierdoor 0,08 lager uitvallen. Te veel glas op het zuiden leidt echter tot gevaar voor oververhitting.
Voor een comfortabel binnenklimaat moet in het rode gebied een driedubbele ventilatievoud en buitenzonwering toegepast worden. In het gele gebied is een dubbele ventilatievoud en binnenzonwering toereikend. In het groene gebied zijn doorgaans geen speciale maatregelen nodig voor een prettig binnenklimaat.
Zonne-orientatie in het woningontwerp
De gevelopeningen en de plattegrond van de woning moeten de zongerichte oriëntatie benutten: - Bij huizen die de zuidgevel aan de tuinzijde hebben, krijgt de woonkamer veel glas richting achtertuin, terwijl de entree, sanitaire ruimtes en verkeersruimtes aan de straatkant komen.
- Bij huizen die de zuidgevel aan de straatkant hebben, is een zongerichte plattegrond te realiseren met bijvoorbeeld een woonkeuken aan de straatkant. Ook zijn er mogelijkheden voor een trappenhuis met een vide, eventueel met een daklicht. Via de vide kan zonlicht de noordgelegen woonkamer bereiken. Overigens is de kwaliteit van isolerend glas tegenwoordig zo hoog, dat aan uitzicht en lichttoetreding aan de noordzijde geen concessies nodig zijn.
Meer informatie
Kosten en baten van passieve zonne-energie
Aan de hand van de rekensheet 'EPC en Kosten' is de EPC invloed van passieve zonne-energie indicatief berekend. De rekensheet is te downloaden van de SenterNovem EPN website. Er is de mogelijkheid om met referentiewoningen te werken en om eigen woningontwerpen in te voeren.
Energiebesparing en EPC invloed glasvlakken - Het effect van glasvlakken op de EPC is berekend aan de hand van de referentie eengezinswoning van Novem. De woning heeft een raamoppervlak van 14 m².
- Wanneer deze woning op het zuiden is georiënteerd is de EPC ongeveer 0,03 tot 0,04 gunstiger is dan wanneer dezelfde woning op het oosten of westen is georiënteerd.
- Wanneer er in totaal meer glas in een woning wordt toegepast, is het effect groter. Bij een totaal glasoppervlak van 22 m² (16m² op zuid en 6m² op noord) is het verschil in EPC tussen zuid- en westoriëntatie ongeveer 0,06.
- Zeer veel glas op het zuidenlevert weinig tot geen energiewinst meer op, terwijl het risico op hoge temperaturen in de zomer toeneemt.
- Met de huidige goed isolerende glassoorten (HR++) is het niet nodig dat zongerichte woningen aan de noordzijde gesloten is.
- De SBR infobladen geven aandachtspunten voor de selectie van isolatieglas met de invloed op het energiegebruik (onder thermische isolatie: isolatieglas selecteren).
- TNO rapport
Illustratie: invloed glasoppervlak en oriëntatie Energiebesparing en EPC invloed serres - De EPC invloed van een serre is minimaal. De beperking van warmteverlies weegt niet op tegen verminderde zontoetreding in de woning.
- Een serre die over meer bouwlagen is gebouwd heeft de grootste energieopbrengst en biedt bovendien de mogelijkheid om ook in de winter de kamers op de verdieping aangenaam te ventileren.
- Ook wanneer de serre gebruikt wordt om ventilatielucht voor te verwarmen is de EPC invloed gering.
- Bij een verkeerd gebruik levert een serre geen besparing maar kost juist energie. Voorlichting over het gebruik is daarom zeer belangrijk.
Kosten - Veel maatregelen behoeven niet tot extra kosten leiden. Dat geldt onder andere voor:
- de oriëntatie van bouwblokken op de zon.
- het zongericht verdelen van glasvlakken over de gevels.
- een zongerichte woningplattegrond.
- Serres, verglaasde balkons en atria zullen nooit alleen vanwege energiebesparing worden toegepast. Daar staat tegenover dat deze voorzieningen ook leiden tot een verbetering van het wooncomfort. Ze worden door bewoners in het algemeen zeer hoog gewaardeerd.
Meer informatie
Wijzigingsdatum | 23-02-2007
|
Print
Stuur door
Bookmark