Jaaroverzicht 2011: Opmars van enkele nieuwe energie-efficiënte technieken

De tijd staat niet stil, zeker niet in het bouwwezen. Energie-efficiënte systemen zoals warmtekrachtkoppeling en betonkernactivering zijn relatief nieuw in België, maar toch kende het gebruik ervan het voorbije jaar weer een bescheiden groei. Architectura wijdde er gedurende het voorbije jaar een speciale nieuwsbrief aan en gaat in dit artikel nog eens in op de voor- en nadelen van beide systemen.

Warmtekrachtkoppeling (WKK)

Principe

Warmtekrachtkoppeling (WKK) is een energetisch proces waarbij warmte en elektriciteit gelijktijdig worden opgewekt in eenzelfde installatie, uitgaande van dezelfde primaire energiebron. Gezien warmte moeilijk te transporteren is, bevindt deze installatie zich dicht bij de warmteverbruiker. De hoogwaardige warmte die vrijkomt bij het verbranden van de brandstof wordt dan eerst gebruikt voor het produceren van mechanische energie, die dan verder via een alternator wordt omgezet in elektriciteit. Hierna blijft laagwaardige warmte over, die wordt gebruikt om te voldoen aan de specifieke warmtevraag van een bedrijf, ziekenhuis, ... Op deze manier wordt een brandstof meer efficiënt ingezet. De opmars van de WKK is voor een groot deel te danken aan Cogen Vlaanderen, het expertisecentrum dat via allerlei initiatieven bijdraagt aan de ontwikkeling van kwalitatieve WKK-systemen. Het vierde z’n tienjarig bestaan in mei met een groot opgevatte studienamiddag met toegepaste lezingen. Om te weten te komen welke verschillende stappen u moet ondernemen om een WKK te installeren, publiceerden we een handig stappenplan op onze site.

Schematische weergave van het principe van warmtekrachtkoppeling.



Voordelen

Het grote voordeel van WKK of cogeneratie is dat de in de brandstof aanwezige energie beter wordt benut doordat de warmte en de elektriciteit gezamenlijk opgewekt worden. Hierdoor is minder brandstof nodig dan bij een gescheiden productie van eenzelfde hoeveelheid warmte en elektriciteit. Door de efficiëntere productie bespaart men primaire energie. Als gevolg van deze primaire energiebesparing zorgt WKK er dus voor dat de CO2-uitstoot en de uitstoot van andere schadelijke stoffen (roet, NOx, SO2, CO, ...) gereduceerd wordt en dat de aanzienlijke investeringskosten op termijn terugverdiend worden. Zowel op Vlaams als nationaal niveau kan men overigens een beroep doen op een aantal subsidiemechanismen. 

 

Nadelen

De installatie en het onderhoud van een WKK-systeem is erg duur. Ondanks de subsidies die men ervoor kan krijgen, worden bedrijven en particuliere gebruikers  dikwijls afgeschrikt door de hoge basisprijs. Voorts brengt de plaatsing van een WKK heel wat administratieve verplichtingen (milieuvergunningen, stedenbouwkundige vergunningen en verplichtingen bij aansluiten op het elektriciteitsnet) met zich mee. Aan welke eisen u juist moet voldoen, kan u opzoeken in het handige overzichtsartikel dat we op onze site publiceerden.
Een derde nadeel is dat de combinatie van een alternatieve techniek met een WKK-installatie de rendabiliteit van de installatie in sommige gevallen negatief kan beïnvloeden. Als je een WKK-installatie bijvoorbeeld combineert met een pv-installatie, zal je misschien een grotere hoeveelheid elektriciteit moeten verkopen, wat de rendabiliteit van beide technieken negatief beïnvloedt. Beide vermogens moeten op elkaar afgestemd worden.

Projecten met een WKK

Een WKK gedijt het best in gebouwen waar de warmtevraag redelijk groot en stabiel is, zoals appartementsblokken, hotels en restaurants, rust- en ziekenhuizen, onderwijsinstellingen, kantoorgebouwen, winkels, supermarkten, winkelcentra en zwembaden en ontspanningscentra. Home Van Hellemont, een rusthuis in Anderlecht, en het woonzorgcentrum van het OCMW in Wilsele zijn hier uitstekende voorbeelden van. Een andere opvallende integratie van een WKK-systeem vinden we op de vernieuwde Elishout-campus. Het is vooral in de zorgsector dat WKK’s alsmaar populairder worden. Kleinere bedrijven en instellingen kunnen een beroep doen op micro- of mini-WKK’s. Het verwarmingscircuit van de Greenbridge Incubator, een uitbreiding van the Energy Box in Oostende, is uitgerust met zo’n micro-WKK. Ook gezinnen die zelf voor hun energieproductie en –beheer willen instaan durven deze aangepaste systemen al te integreren. 

Betonkernactivering

Principe

Bij betonkernactivering ‘activeert’ men de betonmassa van een gebouw 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. 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.

Schematische weergave van het betonkernactiveringsprincipe.



Voordelen

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. De installatie en het onderhoud van een betonkernactiveringssysteem vraagt bovendien geen extra investering en is zelfs goedkoper dan enkele andere traditionele technieken. Mits koppeling aan geothermie kan betonkernactivering leiden tot een forse reductie van je energiekosten. 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 geluidloos.

 

Nadelen

Toch is het niet allemaal rozengeur en maneschijn en heeft betonkernactivering wel degelijk ook nadelen. 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. Je dient het ontwerp van je pand met andere woorden aan te passen aan de techniek. Een ander aandachtspunt is de langzame werking van een betonkernactiveringssysteem: het verhogen of verlagen van de ingestelde temperatuur met één enkele graad kan al snel enkele uren duren. De temperatuur kan ook niet in elke ruimte afzonderlijk geregeld worden. Een derde grote handicap waar betonkernactivering mee worstelt, is dat de techniek in principe enkel in nieuwbouwprojecten kan worden toegepast. Bij renovaties stort men immers zelden beton, wat natuurlijk wel nodig is bij de installatie van betonkernactivering. Een laatste nadeel van het systeem is dat het niet met valse plafonds en verhoogde vloeren samengaat omdat deze – net als wandkasten – de warmte- en koelingsafstraling enkel maar belemmeren. Je zal dus enkele aanpassingen moeten doen om je akoestiek alsnog in orde te krijgen.

Het Infrax West-kantoor in Torhout.



Projecten met betonkernactivering

Het opwarmen of het afkoelen van de betonmassa neemt makkelijk enkele uren in beslag. Vandaar dat betonkernactivering minder geschikt is 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. Op onze site bespraken we al enkele projecten die uitgerust zijn met een betonkernactiveringssysteem: het nieuwe Grontmij-kantoor in Mechelen, het Infrax West-kantoor in Torhout, de privéwoning van architect Davy Stroobants, het nieuwe KHLim-gebouw in Diepenbeek, het Hollandsch Huys in Hasselt, het ICAR-project in Grobbendonk, enz.



Architect Davy Stroobants plaatste in z'n eigen woning zelf een betonkernactiveringssysteem.