ECN

Cauberg-Huygen Raadgevende Ingenieurs BV

TNO

TU/e

TU Delft

Probleembeschrijving

De gebouwschil van moderne gebouwen wordt nog steeds traditioneel ontworpen en gebouwd en is in hoofdzaak een statisch systeem. De zon-, lucht- en lichttoetreding kan vaak slechts op beperkte wijze met handgeregelde (binnen) zonwering, of handbediende ramen of roosters gereguleerd worden. Het statische gedrag van gebouwen biedt veelal onvoldoende comfort waardoor verschillende installaties benodigd zijn om het binnenklimaat behaaglijk te maken, resulterend in een hoog energiegebruik.

Ontwerppraktijk

In de huidige ontwerppraktijk wordt de energieprestatie van een gebouw veelal in de laatste fase van het ontwerp middels een EPC berekening getoetst. Er wordt in het beste geval tijdens de ontwerpfase een dynamische gebouwsimulatie uitgevoerd om de gebouwschil te optimaliseren. Er worden dan verschillende opties voor de gevel zoals isolatiewaarde, raamgrootte, etc. doorgerekend en met elkaar vergeleken om het beste resultaat in energiegebruik en comfort te verkrijgen. Dit leidt echter niet tot een systeem dat optimaal presteert in elk seizoen of op elk moment van de dag, laat staan dat het voorbereid is op veranderende eisen in de toekomst (vanuit klimatologisch perspectief of verandering van gebouwfunctie).

Innovatieve aanpak: inverse modeling

In het FACET project wordt een compleet nieuwe, inverse modellering aanpak toegepast, door de vraag te stellen: “Wat zijn de ideaal gewenste, dynamische eigenschappen van een gebouwschil voor een comfortabel binnenklimaat bij variabele buitenomstandigheden?” Door de vraag om te draaien ten opzichte van de gebruikelijke ontwerpraktijk wordt een set van theoretische ideale, maar realistische buitenschil parameters berekend voor varierende buitenklimaat condities, bij verschillende tijdstappen (seizoen, dag-nacht, instantaan).

Gewenste oplossing

De ontwikkeling van een volledig klimaat adaptieve gebouwschil, met theoretisch ideaal, adaptief gedrag zorgt bij de eindgebruiker voor maximaal binnencomfort en een minimaal energie gebruik voor verwarming, koeling, ventilatie en verlichting. Technologieen om in dit ‘ideale’ gedrag te voorzien zijn gedeeltelijk beschikbaar, in ‘low of high tech’ vorm zoals ‘slimme beglazing, variabele vacuum isolatie, isolerende luiken, etc. Echter, verdere lange termijn technologie ontwikkeling zal gewenst zijn om zo goed mogelijk aan de wens te kunnen voldoen.

Resultaat

De FACET simulaties en de gesimuleerde concepten laten zien dat bij gebouwen die zijn voorzien van een gebouwschil met klimaatgestuurde, thermische en licht technische eigenschappen, het energiegebruik fors (circa 80-90%) lager kan zijn terwijl aan de reguliere of zelfs hogere comforteisen wordt voldaan. Hoewel het energiebesparingspotentieel zeer groot is en ook aan de visuele en thermische comforteisen wordt voldaan, zullen toetsen in de praktijk uit moeten wijzen of de resultaten ook daadwerkelijk gehaald kunnen worden.

FACET is een EOS-LT onderzoeksproject, gesubsidieerd door Agentschap NL.