Betonkernactivering: wat, hoe en waarom?

In het licht van de evolutie naar energie-efficiënte, energieneutrale of zelfs volledig passieve woningen en de naderende 2020-deadline, die onder andere stipuleert dat nieuwe woningen vanaf dan energieneutraal moeten zijn, zetten bouwheren, studiebureaus, aannemers en architecten steeds meer in op geavanceerde energetische technieken. Eén van de technieken die in ons land gestaag aan een opmars bezig is, is betonkernactivering. Omdat nog lang niet alle professionals er ervaring mee hebben, zoeken we in dit artikel uit wat het systeem precies inhoudt en wat de voor- en nadelen ervan zijn.

Wat is betonkernactivering en hoe werkt het?

Betonkernactivering, de term op zich beantwoordt al een beetje onze vraag. Beton is een materiaal met een erg dichte massa, oftewel een erg dichte kern. Bij betonkernactivering ‘activeert’ men deze massa door ze op strategische momenten warmte of koelte te laten opslaan en afgeven. Ze doet met haar grote dichtheid dienst als buffer tegen te hoge of te lage buitentemperaturen en zorgt ervoor dat de binnentemperatuur er op geen enkele manier door beïnvloed wordt. Je kan zelf makkelijk bepalen of het systeem je gebouw verwarmt of koelt, wat door de thermische inertiekwaliteiten van de betonmassa bovendien op een erg gespreide en dus aangename manier gebeurt. De techniek van betonkernactivering is in feite gebaseerd op oude gebouwen met een grote massa (zoals kerken en kathedralen) die in de zomer altijd aangenaam koel zijn, terwijl het er in de winter nooit ontzettend koud is.
Maar hoe wordt deze betonmassa nu precies verwarmd of gekoeld? Heel simpel: tijdens het storten van het beton legt men tussen twee gietsels enkele leidingen waardoor men – eens het gebouw in gebruik genomen is – water laat stromen. Wanneer het water warmer is dan de ruimtetemperatuur wordt het gebouw verwarmd, wanneer het kouder is start de koeling. De thermische energie wordt op die manier opgeslagen in en afgegeven door de vloeren en de plafonds. Aangezien dit enkel met water van zeer gematigde temperaturen mogelijk is en de straling uitermate ‘gespreid’ plaatsvindt, kan de verwarming en de koeling erg goedkoop gebeuren.

 

Geen extra investeringskost

In tegenstelling tot vloerverwarming (waar de warmte enkel naar boven afstraalt) zorgt betonkernactivering voor een warmteafstraling naar boven én beneden. Dit levert je heel wat meer rendement op. Bovendien kan de techniek verwarmen en koelen tegelijk, wat volgens ingenieur-architect Saskia Wouters (Rehau) een grote troef is. “Wanneer een bouwheer beslist om een duurzaam pand te laten optrekken, denkt hij in eerste instantie aan een efficiënte isolatie. Maar hij staat er niet bij stil dat de koelbehoefte daardoor stijgt, gewoonweg omdat de warmte in het gebouw blijft. Afhankelijk van de interne warmtelasten en de oriëntatie van het gebouw is dit al nodig vanaf het moment dat de buitentemperatuur 12°C bedraagt. Vaak denkt men hierbij dan aan luchtkoeling, maar deze techniek is veel minder efficiënt dan betonkernactivering in combinatie met geothermie. Enkel deze laatste oplossing zal het verwachte rendement opbrengen zonder het milieu te belasten. 

“Betonkernactivering vraagt bovendien geen extra investering, integendeel: het is zelfs goedkoper dan traditionele systemen zoals vloerverwarming, stookketels, conventionele aircosystemen, enz.” licht Veronique Houben van Airdeck toe. “Betonkernactivering vereist in tegenstelling tot de gewone airconditioningsystemen nauwelijks onderhoud. Als je betonkernactivering dan ook nog eens aan geothermie koppelt, kan dit leiden tot een forse reductie van je energiekosten. Ten opzichte van een gebouw met traditionele verwarming en airco kan je maar liefst negentig procent besparen! Natuurlijk vereist geothermie wel een serieuze investering, maar dan nog zijn terugverdientijden tot drie jaar haalbaar!”

Veronique Houden van Airdeck geeft uitleg bij de winsten die het betonkernactiveringssysteem in het Hollandsch Huys in Hasselt oplevert.


Voordelen

Een aantal belangrijke voordelen van het systeem werden hierboven al aangehaald. Behalve de grote energie- en kostenbesparing zorgt de geleidelijke straling dus voor een aangenaam binnencomfort. Daarnaast biedt betonkernactivering flink wat voordelen ten opzichte van het traditionele airconditioningssysteem: het genereert geen tocht en aangezien er geen luchtcirculatie is, behoren ook het risico op het sick building-syndroom of de overdracht van bacteriën, stofcirculatie en droge lucht bij verwarming tot het verleden. Er is tevens minder elektrosmog doordat er minder elektrische leidingen zijn. Betonkernactivering is in principe onzichtbaar en staat de esthetiek van je gebouw dus ook niet in de weg. Tot slot werkt betonkernactivering ook nog eens geluidsloos: van kloppende verwarmingsleidingen en zoemende airco’s heb je met andere woorden geen last,” aldus Houben.

Nadelen

“Elk nadeel heb z’n voordeel,” wist de grote Nederlandse filosoof Johan Cruijff ons te vertellen. Helaas heeft ook haast elk voordeel z’n nadeel. “Wil je met water op lage temperatuur een goed comfort bereiken, dan moet je het gebouw immers heel erg goed isoleren en breng je best zonwering aan om de warmtelast gedurende de zomer te beperken. Met andere woorden: het ontwerp van het pand dient aan de techniek te worden aangepast, nog in grotere mate dan wanneer geothermie in combinatie met bijvoorbeeld vloerverwarming wordt toegepast,” vertelt Raf Poppe, Product Manager bij Climadeck. 

Een ander aandachtspunt is de langzame werking van een betonkernactiveringssysteem: zomaar de knop aanzetten om warmte of koude te genereren, is helaas niet aan de orde. Zelfs het verhogen of verlagen van de ingestelde temperatuur met één enkele graad kan al snel enkele uren duren. “Dit komt omdat de structuur van het gebouw de warmte of koude eerst moet opnemen vooraleer ze deze kan afstralen,” verduidelijkt Saskia Wouters, “en dat is een proces dat wel enkele uren in beslag neemt. Vandaar dat betonkernactivering minder goed is geschikt voor gebouwen met pieken in de warmte- of koelvraag, zoals woningen. Maar voor panden met een continue koude- of warmtevraag zoals ziekenhuizen, rusthuizen, kantoorgebouwen, shoppingcentra, sportzalen, enz. is het een ideale oplossing. Nu kan het natuurlijk wel gebeuren dat er op bepaalde momenten extra koeling of warmte nodig is, bijvoorbeeld op hete dagen of tijdens bitterkoude winterperiodes. Wegens de trage werking van betonkernactivering is het vaak moeilijk om daarop in te spelen. Vandaar dat de techniek soms wordt gecombineerd met een ander systeem dat dergelijke piekvragen opvangt.”

 

Enkel geschikt voor nieuwbouw

Een grote handicap waar betonkernactivering mee worstelt, is dat de techniek in principe enkel in nieuwbouwprojecten kan worden toegepast. Saskia Wouters legt uit waarom: “Het aanleggen van nieuwe betonplaten is onontbeerlijk aangezien de leidingen in de betonstructuur moeten worden gestort. En precies dergelijke structurele ingrepen worden zelden uitgevoerd bij renovaties. Ook is betonkernactivering minder geschikt voor verticale vlakken aangezien wanden zelden vrij blijven. Er worden kasten tegen geplaatst, wat de straling natuurlijk belemmert. Nog een minpuntje is dat de techniek niet toelaat om de temperatuur in elke ruimte afzonderlijk te regelen. Omwille van de lange reactietijd wordt er immers één globale temperatuur aangehouden. Vandaar dat er met enkele grote zones wordt gewerkt.” 

Tenslotte moet je er ook rekening mee houden dat betonkernactivering niet met valse plafonds en verhoogde vloeren samengaat omdat deze – net als wandkasten – de warmte- en koelingsafstraling enkel maar belemmeren. Toch zijn het net deze elementen die het grootste deel van de akoestische demping in grote gebouwen op zich nemen. “Op zich is dit echter geen onoverkomelijk probleem,” vindt Veronique Houben. Er bestaan tal van andere mogelijkheden om de akoestiek in orde te krijgen: aangepast meubilair, tapijten, baffels, wandschermen,….”

Trage opmars

Hoewel betonkernactivering al een twintigtal jaar actief wordt toegepast, is de techniek in België nog vrij onbekend. “Ons land hinkt nog wat achterop ten opzichte van landen als Zwitserland, Oostenrijk, Nederland en Duitsland,” merkt Veronique Houben. “Dit heeft volgens mij vooral te maken met onze bouwsector, die eerder bij traditionele technieken zweert. Toch beginnen steeds meer bouwheren, architecten en aannemers betonkernactivering te kennen en de voordelen ervan in te zien. Ook de toenemende vraag naar geothermie draagt bij tot de doorbraak van de techniek in België. We gaan ervan uit dat betonkernactivering binnen enkele jaren vrij algemeen zal worden toegepast, naar analogie met pakweg Duitsland waar de helft van de nieuwe kantoor- en andere grote complexen al met deze techniek is uitgerust.”

Ook Raf Poppe ervaart dat er steeds meer interesse is voor het systeem. Toch is er inzake informatieverstrekking over betonkernactivering volgens hem nog een lange weg af te leggen: “Men beseft het niet altijd, maar betonkernactivering is rendabel voor elk gebouw met een continue warmte- en koudevraag: shoppingcentra, ziekenhuizen, rusthuizen en zorgcentra, scholen, … Als je erin slaagt om de energiebehoefte van die gebouwen terug te dringen door de installatie van een betonkernactiveringssysteem, ben je als ecologisch verantwoorde bouwer op de goede weg!”

“Nu komt het er dus enkel nog op aan om de bouwheren, architecten en aannemers ervan overtuigen dat we geen luchtbellen verkopen,” besluit Saskia Wouters. “Maar nu het aantal projecten met betonkernactivering toeneemt, hebben we gelukkig steeds meer voorbeelden waarvan het rendement van de investering zwart op wit wordt bewezen!”

 

Noot: dit artikel is gebaseerd op een artikel van Energymag.nl.