Grootschalige ­verduurzaming van flatgebouwen

De langs- en kopgeveldelen zijn prefab geproduceerd en voorzien van installaties die hiermee in de gevel worden geïntegreerd.

Renovatieconcept Inside Out

Om de bestaande woningen energieproducerend te maken, wordt binnen het ARV-project met een groot aantal partijen samengewerkt, waaronder het Utrecht Sustainability Institute (USI), maar ook woningbouwcorporaties, bedrijven, kennisinstellingen, de gemeente Utrecht én bewoners.
Binnen deze samenwerking is het modulaire renovatieconcept Inside Out ontwikkeld. Dit concept bestaat uit drie multifunctionele bouwdelen die aan de buitenzijde van de flat worden geplaatst op respectievelijk de langsgevel, kopgevel en het dak. De langs- en kopgeveldelen worden prefab geproduceerd en voorzien van installaties die hiermee in de gevel worden geïntegreerd; het gaat daarbij om pv-panelen, ventilatie-units, isolatie, zonwering, hydrauliek en bekabeling. De elementen worden aan binnen- en buitenzijde afgewerkt en op de bestaande woningen aangesloten. Het energiesysteem is gekoppeld aan de collectieve installaties op het dak.
Deze oplossing onderscheidt zich op twee belangrijke punten van bestaande oplossingen. Ten eerste worden de installatiedelen aan de buitenkant van de flat bevestigd, terwijl het gangbaar is dat bijvoorbeeld een cv-ketel en een radiator voor het verwarmen van een ruimte, ín de woning worden geplaatst. Naast ruimtebesparing is een bijkomend voordeel dat bewoners van de flat of woning een minimum aan overlast ondervinden tijdens de renovatiewerkzaamheden. Het tweede kenmerk is dat de hiervoor ontwikkelde componenten over de gehele flat met elkaar worden verbonden, waarmee een collectieve – en tevens economisch aantrekkelijke – oplossing ontstaat voor het verwarmen van de volledige flat.

Data-analyse

Paul Das, projectleider Innovatie & Bouwtechniek bij Inside Out en medeverantwoordelijk voor de installatietechniek: ‘Een ander onderscheidend aspect binnen dit project is dat wij vanaf het moment dat alles draait, voortdurend relevante data verzamelen en analyseren. Op basis hiervan kunnen we de oplossing maximaal afstemmen op de betreffende situatie. Je hebt immers te maken met een gebouw met al zijn bouwkundige eigenschappen die samenhangen met het ontwerp, maar ook met de geschiedenis van het gebouw. Daarnaast is elke omgeving of geografische locatie verschillend. Veel zon, een vochtige omgeving met veel wind of een naastgelegen industrieterrein waarvan veel overtollige warmte aan de omgeving wordt afgegeven; het kan allemaal van invloed zijn op de warmtevraag. Daarbij is uit dit eerste project nu al duidelijk dat de data ook veel zegt over het gedrag van de bewoners. Enerzijds een gevoelig item vanwege de privacywet, anderzijds noodzakelijk om bewoners te informeren over de wijze waarop zij de installatietechniek moeten gebruiken om het collectief te optimaliseren.’

‘Op hete zomerdagen bleek de woning 5 °C koeler dan andere woningen in de flat’

Bewoners

Een eerste stap richting concrete toepassing van de drie bouwdelen betreft een tweetal deelprojecten die gezamenlijk het ‘proof of principle’ leverden. Het eerste deelproject richtte zich op de energetische en constructieve aspecten en valideerde principeoplossingen van de bouwdelen. Het kopgeveldeel en langsgeveldeel zijn daarbij getest op labschaal. Het dakdeel, dat zich vooral richt op de productie van duurzame energie met behulp van zon en wind, is op een testdak geplaatst. Het tweede deelproject betreft de financiële kant van het project én de wijze waarop bewoners moeten worden betrokken in de gehele aanpak.
Das: ‘Dit laatste is een niet te onderschatten aspect wanneer het over grootschalige renovatie gaat. Mensen zitten in de meeste gevallen niet te wachten op overlast en al helemaal niet wanneer ze het idee hebben dat hun fijne verwarming die ze – als ze willen – op 30 °C kunnen zetten, zal verdwijnen. Wanneer we met z’n allen de energietransitie echter succesvol willen voltooien, dan zullen we het ook echt met z’n allen moeten doen. Mensen die na de Tweede Wereldoorlog zijn geboren, en dat zijn de meeste van ons, zijn eigenlijk gewend dat het altijd alleen maar beter, luxer en mooier wordt. Die instelling moeten we veranderen, maar dat betekent zeker niet dat je in de kou komt te zitten of opeens allerlei dingen niet meer mag. Het betekent wel dat je je bewuster moet worden van je energiegebruik, moet leren hoe je dit kunt verminderen of beter kunt afstemmen op het aanbod van energie. En in dit specifieke project geldt dat het renovatiesysteem een collectief systeem is. Rekening houden met elkaar dus, en dat is in deze individualistische wereld ook best een opgave.’

Het dakdeel van de installaties is vooral gericht op de productie van duurzame energie met behulp van zon en wind.

Proof of concept

In de tweede fase van het project aan de Henriëttedreef in Utrecht werd gewerkt aan het ‘proof of concept’. Hiervoor is het modulaire, driedelige renovatiesysteem in juni 2018 aangebracht op de tiende verdieping van de flat van woningcorporatie Bo-Ex. Voor de energievoorziening van de woning, losgekoppeld van gas en stadsverwarming, is een klimaatcontainer op het dak geplaatst.
Deze proefwoning is gedurende de testfase van juli tot december 2018, gewoon in gebruik geweest door ‘echte’ bewoners waarmee onderzoekers de mogelijkheden hadden om het concept onder real-life condities te testen. Daarbij is onder meer gekeken naar de energetische aspecten, maar ook naar de bouwkundige en financiële aspecten. En last-but-not-least zijn de esthetische eigenschappen meegenomen evenals de gedragsmatige aspecten van de bewoners.
Das: ‘Gedurende het project zijn er nog wel wat wijzigingen doorgevoerd, zoals het plaatsen van pv-panelen in het balkon van de flat. De betreffende bewoonster van de proefwoning zat bijna letterlijk in de ‘driver’s seat’. Zij kon de energieprestaties op haar eigen energiemeter volgen en eventuele klachten direct doorgeven. In januari 2019 zijn aanvullende geluids- en luchtdichtheidsmetingen uitgevoerd in de woning.’

Bevindingen

Bouwkundig gezien heeft het proefproject met één woning aangetoond dat er expliciete aandacht moet zijn voor de afwerking aan de binnenzijde van de woning en het opvangen van maatverschillen. Ook is geconcludeerd dat het goed is om tijdens de renovatie een aparte ruimte in te richten waar de betreffende bewoner op de renovatiedagen kan verblijven. Dit om de overlast zoveel mogelijk te beperken. Das: ‘Op basis van de monitoring hebben we onder meer kunnen vaststellen dat het binnencomfort flink is verbeterd. Wanneer het ventilatiesysteem juist is ingesteld, blijft de woning qua comfort ruim binnen acceptabele normen. Op hete zomerdagen bleek de woning 5 °C koeler dan andere woningen in de flat.’
‘Daartegenover staat dat het totale energiegebruik van de flat 13 procent hoger was dan geraamd. Dat betekent dat er meer energie moet worden opgewekt om de flat minimaal energieneutraal, maar het liefst licht energieleverend te maken. We moeten daarbij natuurlijk wel rekening houden met het feit dat deze woning niet 100 procent representatief is voor de hele flat en dat we ook maar gedurende een half jaar hebben gemonitord. Hierin zijn dus niet alle seizoenen aan bod gekomen, laat staan dat we kunnen spreken over een gemiddeld seizoen. Een van de zaken die in deze fase is geadviseerd, betreft het analyseren van de energierekeningen van de bewoners in de volgende fase, zodat er meer inzicht beschikbaar komt over het gemiddelde verbruik.’

De collectieve installaties worden op het dak geplaatst.

Verbeteringen

Op basis van de ervaringen die zijn opgedaan met de proefwoning, zijn enkele optimalisaties in het Inside Out-systeem doorgevoerd. Zo zijn de ventilatiesystemen aan de noordzijde vervangen door eenvoudiger ventilatieboxen waarmee de systeemkosten en het elektriciteitsverbruik zijn gereduceerd. Daarnaast is geadviseerd om de warmtepompen voor ruimteverwarming en warmtapwater te ontkoppelen. Dit vereenvoudigt het energiesysteem en maakt het mogelijk de warmtepompen op het dak te plaatsen.
Tegenover deze besparingen staan de meerkosten voor het balkon. De Inside Out balkonpui met pv, verkleint het bestaande balkon met 30 procent en kan een koudebrug vormen; dit heeft geleid tot de conclusie dat de balkons moeten worden vergroot en geïsoleerd.
In het eindrapport is tevens melding gemaakt van regelingen in het kader van de financiering en is een gedetailleerd bewonersonderzoek voorbereid. Das: ‘Door de combinatie van directe betrokkenheid van de bewoonster van de proefwoning, bewonersavonden, bewonerscommissievergaderingen, nieuwsbrieven en een bezoek aan de proefwoning was al een groot draagvlak vast te stellen. De bewoonster van de proefwoning is enthousiast en de partijen die bij het Inside Out-concept betrokken zijn, hebben een open en transparante communicatie met bewoners weten op te zetten.’

‘Een geweldig project om zo datagestuurd te kunnen optimaliseren’

Een volledige flat

Met de positieve resultaten uit de fase ‘proof of concept’, is in de derde fase de volledige flat van 58 woningen – waarin zich ook de testwoning bevindt – gerenoveerd met het Inside Out-renovatieconcept. Das: ‘In deze staat levert de sociale huurflat meer energie op dan de bewoners gebruiken, waardoor de woonlasten dalen. Daarnaast ervaren bewoners meer comfort door een beter binnenklimaat en een verbeterde luchtkwaliteit in de woningen. Eind 2021 is hierover een vertrouwelijk rapport opgeleverd, waarin de eerste bevindingen zijn opgenomen. Vanwege het vertrouwelijke karakter kan ik over de inhoud niet veel vertellen en bovendien zijn we met de plaatsing van het systeem nog niet klaar. Integendeel. Nu pas breekt de periode aan van data verzamelen en optimaliseren. Iedere liter water, iedere kWh meten en monitoren we. Daarna volgen analyses, aanpassingen, nieuwe metingen en opnieuw analyses.’
‘Hierbij zoek je grenzen op. Stel dat je de aanvoertemperatuur van je water 1 °C verlaagt, of misschien wel 2 °C: wat betekent dit dan voor de woningen? Zijn er mensen die aangeven dat ze het niet warm genoeg hebben of is de verlaging acceptabel? En wat gebeurt er als je nog verder zakt? Een ander mooi voorbeeld in het kader van analyse was de ontdekking dat elektrische verwarmingselementen in bepaalde gevallen onterecht inschakelden. Je moet dan onderzoeken waar dat aan ligt en de achterliggende oorzaak wegnemen. Op deze manier kun je heel nauwkeurig gaan regelen en zo het maximale aan energie besparen. Een geweldig project om zo datagestuurd te kunnen optimaliseren.’

Met de oplevering van het project is grootschalige verduurzaming van de bestaande hoogbouwflats in Nederland een flinke stap dichterbij.

Samenwerking

Het loggen en uitlezen van data gebeurt veelal op afstand, zodat bewoners hier verder geen last van hebben. Maar dat is wellicht ook het enige deel waarin zij niet worden betrokken, want – zoals eerder aangegeven – is het contact met de bewoners van alle flats intensief. Das: ‘Dit is ook erg belangrijk vanwege privacy. Je mag volgens de wet immers niet zonder toestemming privé-gegevens van mensen verzamelen. Dat mensen daar toestemming voor geven, betekent dat zij ons moeten vertrouwen. Ergens zie je toch hoe lang mensen douchen, hoe hoog de verwarming staat enzovoorts.’
‘Anderzijds werkt het twee kanten op. Bepaalde bewoners sturen regelmatig een mailtje met bevindingen of vragen en dan kunnen we ze ook heel praktisch helpen. Zo was er een bewoner die graag de temperatuur in zijn woning op 23 °C wil hebben als hij thuis is, maar dat lukte hem niet. Dit probleem is opgelost nu hij de temperatuur bij het verlaten van de woning niet meer op 18 °C, maar op 20 °C zet. We werken immers met lagetemperatuursystemen, wat betekent dat er meer tijd nodig is om op te warmen. Vanaf 20 °C is de doelstelling van 23 °C wel haalbaar.’
‘Een andere ‘klacht’ speelde bij meerdere ouderen in de flat die door het LTV-systeem de directe stralingswarmte van hun vertrouwde radiator missen. Hierop hebben we in een aantal woningen getest hoe een IR-stralingspaneel wordt ervaren en wat dit doet met de energiebalans.’

Opschalen

Met de oplevering van dit renovatieproject is grootschalige verduurzaming van de bestaande hoogbouwflats een flinke stap dichterbij. Niet in de laatste plaats omdat er in Nederland ongeveer 25.000 vergelijkbare hoogbouwflats staan. Elk van deze flats heeft te kampen met het feit dat er een relatief klein dakoppervlak beschikbaar is voor het aantal woningen dat zich hieronder bevindt. Het wordt dan heel lastig om met alleen pv op het dak en warmtepompen een energieneutraal gebouw te realiseren.
Paul Das: ‘Nu dit met Inside Out toch is gelukt, hebben we een tool in handen – technisch en gericht op de gebruiker – om een behoorlijk deel van Nederland verder te verduurzamen. Voorlopig gaan we door met monitoren en het opbouwen van kennis om verder te optimaliseren. En uiteraard deze kennis op Europees niveau te delen. Bij beoordeling van het ARV-project door de Europese Commissie werd Inside Out namelijk betiteld als ‘meest veelbelovend’ voor opschaling.’
‘Ook blijven we vol inzetten op goede informatie over het gebruik van de installaties in de woning en begeleiden we bewoners om hun nieuwe energievoorziening te begrijpen. Zodanig dat ze gebruik maken van de energiedisplay en grip krijgen op hun eigen energiegebruik. Want als we één ding geleerd hebben, dan is het wel dat duurzaamheidsoplossingen pas werken wanneer er voldoende draagvlak is en dat betekent: bewoners al in een vroeg stadium meenemen wanneer het gaat om veranderingen. En natuurlijk ook hun wensen vertalen in de toegepaste oplossingen. Zeker bij alle renovatieklussen.’

Tekst: ing. Marjolein de Wit - Blok
Fotografie: Paul Das