Voorbij de ontwerpdag.

1 · De norm

Wat de norm berekent, en wat niet

NBN EN 12831-1 met de Belgische nationale bijlage is de rekenmethode voor het ontwerpwarmteverlies van een gebouw. Ze is nodig en ze is goed. Ze beantwoordt alleen een smallere vraag dan de meeste mensen denken.

Per ruimte telt de norm het verlies door wanden, vloeren, daken en ramen, het verlies door ventilatie en infiltratie, en waar nodig een toeslag om na een temperatuurverlaging weer op te warmen. Dat alles bij één vaste ontwerpbuitentemperatuur, die in België naargelang de ligging tussen −7 en −10 °C ligt. De binnentemperatuur hangt af van het type ruimte.

Het resultaat is het ontwerpvermogen: hoeveel watt elke ruimte nodig heeft in die ene koude toestand. De EPB-verslaggever gebruikt het in de dimensioneringsnota. De installateur kiest er de warmteopwekker en de afgifte mee. Wij rekenen die norm volledig, ruimte per ruimte, vanuit een 3D-model dat wij uit de bouwplannen opbouwen in Effiheat, onze eigen rekensoftware.

Waar de norm ophoudt

De norm is een ontwerpregel, bewust eenvoudig en aan de veilige kant. Ze kijkt naar één moment, zonder zon, zonder de warmte van bewoners en toestellen, en zonder de massa van het gebouw. De vragen die voor een warmtepomp het meest tellen, blijven daardoor open. In elk dossier beantwoorden wij ze:

• Hoeveel levert deze warmtepomp bij −7 °C buiten en 45 °C aanvoer?Een lucht-waterwarmtepomp levert minder naarmate het kouder wordt, net wanneer er het meest nodig is.
• Wat is de COP in november, bij 8 °C en in deellast?Daar draait een warmtepomp de meeste uren van het jaar.
• Houdt de bestaande radiator in de badkamer het bij 45 °C? En bij 40 °C?
• Hoeveel uur per jaar komt een ruimte tekort, en hoeveel graden zakt ze dan?
• Wat kost het, in kWh en in euro, en in vergelijking met de ketel van vandaag?

De grafiek bovenaan maakt de schaal zichtbaar. In 2010, het koudste jaar van de reeks, telde het stookseizoen 6.288 uur. Daarvan waren er 56 op −7 °C of kouder. Gemiddeld over negentien jaar zijn dat er 16. Ruim 70 % van de stookuren ligt tussen 0 en 12 °C. Daar wordt het verbruik bepaald, en daarover zegt het ontwerppunt niets.

2 · De jaarsimulatie

Wat wij daarna doorrekenen

Wij nemen het gebouwmodel van de normberekening en laten er negentien jaar gemeten weer overheen lopen. Elk uur doorloopt dezelfde zes stappen.

1. WeerDe buitentemperatuur van dat uur, op de locatie van het dossier.
2. WarmtevraagPer ruimte het verlies bij die temperatuur, min zon en interne warmte.
3. AanvoerDe laagste watertemperatuur waarbij elke ruimte haar vraag nog haalt.
4. AfgifteWat elke radiator, vloer of ventiloconvector bij die aanvoer levert.
5. OpwekkerVermogen en COP van de warmtepomp bij die buiten- en aanvoertemperatuur.
6. ResultaatkWh stroom of brandstof, de kost, en of elke ruimte op temperatuur bleef.

× 8.760 uur × 19 jaarKomt de opwekker tekort in stap 5, dan zakt de aanvoer en worden stap 3 en 4 opnieuw gerekend.

Het weer van de locatie

Wij rekenen met de uurtemperatuur op de locatie van uw dossier, over negentien jaar (2005–2023), uit de ERA5-heranalyse van Copernicus via PVGIS van de Europese Commissie. Het jaar met het koudste uur bepaalt ons oordeel: haalt een installatie dat jaar, dan haalt ze de andere ook. Verbruik en kosten geven wij als gemiddelde over alle jaren, met de kosten van het koudste jaar ernaast.

De warmtevraag per ruimte

Het verlies per uur volgt uit hetzelfde gebouwmodel als de normberekening: dezelfde wanden, ramen, U-waarden en ventilatie, nu bij de buitentemperatuur van dat uur. Daarvan trekken wij de zonnewinst door de ramen en de interne warmte van bewoners en toestellen af. Ruimtes wisselen warmte uit met hun buren door de gemeenschappelijke wanden, en elke ruimte heeft haar eigen thermische massa. Een kort piekuur leidt daardoor niet meteen tot een koude kamer. Sanitair warm water rekenen wij mee waar dat gevraagd is, met voorrang op de verwarming.

Een tekort is een temperatuur

Komt een installatie een uur tekort, dan zakt de binnentemperatuur, en wij rekenen uit hoe ver. Per ruimte ziet u hoeveel uur ze meer dan 0,5 en 1 °C onder het setpunt zat, op hoeveel dagen dat voelbaar was en hoe koud ze werd. Een ruimte die een halve graad inlevert op het koudste uur van het decennium, is iets anders dan een ruimte die elke winterochtend koud is.

Vergroot

3 · Concrete toestellen

Met de echte toestellen

Wij rekenen niet met het nominale vermogen uit een folder. Het vermogen en het rendement van een warmtepomp hangen af van twee temperaturen tegelijk: die van de buitenlucht en die van het water.

Daarvoor houden wij een eigen database bij met ruim 140 toestellen, zodat ons advies over concrete modellen gaat:

• lucht-water- en bodem-waterwarmtepompen van onder meer Daikin, Vaillant, NIBE, Bosch en Buderus;
• airco’s, dus lucht-luchtwarmtepompen, van Daikin, Mitsubishi, Toshiba en Fujitsu;
• ventiloconvectoren van Jaga, Radson en Vasco;
• gascondensatieketels, mazoutketels, pellet-, hout- en gaskachels en elektrische radiatoren;
• radiatorreeksen van Brugman, Henrad, Purmo, Radson, Vasco en Stelrad.

Voor elke warmtepomp nemen wij het vermogen en de COP over bij verschillende buitentemperaturen en aanvoertemperaturen, zoals de fabrikant ze publiceert: meetpunten volgens EN 14511 en EN 14825, Heat Pump KEYMARK en de datasheets. Bij elk toestel noteren wij de herkomst van de cijfers.

Moet een dossier rekenen boven het gepubliceerde bereik, dan extrapoleren wij voorzichtig en tonen wij dat gestippeld. Warmtepompen zonder gepubliceerd meetpunt op −7 °C of kouder gebruiken wij niet voor een advies.

Voor de afgifte werken wij net zo. Radiatoren rekenen met hun vermogen volgens EN 442 en de exponent van hun eigen reeks, ventiloconvectoren met de EN 16430-curve van de fabrikant, vloerverwarming volgens EN 1264. Airco’s tellen met hun vermogen bij −7 °C buiten, niet met de cataloguswaarde bij 7 °C.

Vergroot

Voor de koudste uren rekenen wij met wat er echt hangt: de ingebouwde elektrische bijverwarming van de warmtepomp, een ketel in hybride opstelling, of een reservetoestel per ruimte zoals een elektrische radiator, een airco of een kachel. Elk met zijn eigen rendement en tarief.

In het verbruik rekenen wij ook het afgifterendement mee, zoals de EPB-regels dat doen: 0,96 voor watergedragen afgifte, 0,88 voor warme lucht, 0,87 voor een lokale kachel. De SCOP in ons rapport is daardoor die van dit toestel in dit gebouw met dit weer. In het demodossier is dat 4,60, tegenover 4,82 op het label van de warmtepomp.

4 · Per ruimte

Elke ruimte, elk uur getoetst

In de simulatie krijgt elk uur de laagste aanvoertemperatuur waarbij elke ruimte haar vraag van dat uur nog haalt. De ruimte die de hoogste temperatuur vraagt, bepaalt de aanvoer voor het hele circuit.

Komt de warmtepomp tekort, dan zakt de aanvoertemperatuur en levert elk element wat het bij die lagere temperatuur nog kan. Ruimtes met krappe afgifte zakken eerst en het diepst, ruim bemeten ruimtes blijven op temperatuur. Staat er in een ruimte een reservetoestel, dan rekenen wij per uur de goedkoopste combinatie van aanvoertemperatuur en bijverwarming.

Per ruimte vindt u in het rapport drie getallen. Nodig is het ontwerpverlies volgens de norm, dezelfde waarde als in de dimensioneringsnota. Afgifte is wat de elementen bij de ontwerpaanvoer leveren. Daarnaast de uren en dagen dat de ruimte te koud werd in het koudste jaar. Daaruit volgt ons oordeel:

• voldoetDe ruimte blijft het hele koudste jaar op temperatuur.
• krapEnkele uren tot 1 K te koud, of te klein volgens de norm maar toch gedekt in de simulatie.
• tekort2 K of meer onder het setpunt, of meer dan 10 uur per jaar meer dan 1 K eronder.

Vergroot

Het rapport en het online dossier tonen per ruimte hetzelfde oordeel en dezelfde verbruiks- en kostcijfers, uit één en dezelfde berekening. Wat de installateur in het rapport leest, ziet de klant online.

5 · Een voorbeeld

Te klein volgens de norm, gedekt in het koudste jaar

De demowoning op onze website heeft een ontwerpvermogen van 8,79 kW. Een Daikin Altherma 3-warmtepomp verwarmt de living, keuken, badkamer, berging en het bureau. In de twee slaapkamers hangt een Daikin Perfera-airco. Zo staat het bureau in het rapport.

Rapport, hoofdstuk 9, p. 13

Rapport, hoofdstuk 11, p. 17

Volgens de dimensioneringsnota levert de vloerverwarming in het bureau 950 W tegenover een vraag van 965 W. Dat is 98 %, dus “te klein”, en de nota stelt voor om de legafstand te verkleinen, het regime iets te verhogen of een extra element te plaatsen. De jaarsimulatie laat zien dat het bureau in het koudste jaar van negentien geen enkel uur onder zijn setpunt zakte. Wij markeren het bureau daarom als krap, met beide cijfers erbij, en bespreken met de installateur of de eigenaar of een ingreep de moeite loont.

Het verschil komt uit wat de norm bewust weglaat: zon, interne warmte, de massa van het gebouw en de veiligheidstoeslagen van de ontwerpberekening. Voor de warmtepomp geldt hetzelfde. De simulatie toont hoeveel uur per jaar de ontwerpvraag echt voorkomt, en of een kleinere warmtepomp met bijverwarming of een ketel voor de koudste uren volstaat. Soms blijkt dat zo, soms niet. Wij tonen het, in uren en in euro.

6 · Watertemperatuur

De laagste watertemperatuur die het nog haalt

Hoe lager de aanvoertemperatuur, hoe hoger de COP. De vraag is welke ruimte een lagere temperatuur tegenhoudt.

In hoofdstuk 9 van het rapport staan de gehanteerde regimes voor vloerverwarming, radiatoren en ventiloconvectoren, en de rij “Aanvoer nodig voor de geplaatste elementen bij θe”. Daar staat welke aanvoertemperatuur de zwaarste ruimte vraagt, en welke ruimte dat is. In het voorbeeldrapport is dat het bureau. Hoofdstuk 7 geeft per radiator de laagste aanvoer waarbij hij de vraag haalt.

Zo zien wij meteen welke ruimte het hele circuit omhoog trekt. Vaak zijn dat er één of twee: een badkamer op 22 of 24 °C, een ruimte met veel glas, een radiator die te klein is. Daarna rekenen wij de alternatieven door die u wilt bekijken: een lager ontwerpregime, een grotere radiator of een ventiloconvector in die ene ruimte, een airco als aanvulling. Bij elke wijziging rekenen wij het hele jaar opnieuw door, zodat u de nieuwe aanvoertemperatuur, de SCOP, het verbruik en het comfort per ruimte naast elkaar ziet.

Zo wordt de keuze tussen “alle radiatoren vervangen” en “niets doen” een keuze per ruimte, met een prijs en een effect op het verbruik. Het regime waarvoor u kiest, nemen wij als ontwerpregime op in de dimensioneringsnota.

7 · Beslissen

Varianten, kosten en het online dossier

Varianten

Wij werken de varianten uit die u wilt vergelijken: een andere warmtepomp, een hybride opstelling met ketel, andere afgifte per ruimte, airco’s of ventiloconvectoren, extra isolatie en andere ramen, een ander ventilatiesysteem, andere temperaturen en regimes. Het gebouw blijft hetzelfde. Elke variant gaat door dezelfde uursimulatie, en op vraag maken wij het rapport per variant op.

Kosten over de jaren

Per variant nemen wij de investering over zoals ze op de offerte staat, inclusief btw en plaatsing, met de premie en de vaste jaarkosten zoals onderhoud of keuring. De energiekost volgt uit de simulatie, met de prijzen voor stroom, gas, pellets en stookolie die u opgeeft en een jaarlijkse prijsstijging. Zo ziet u de totale kost van elke optie, jaar na jaar, over een termijn tot 30 jaar, met de terugverdientijd tegenover het vertrekpunt.

Vergroot

De uitkomst is niet altijd een verkoopargument. Op onze WoningScan-pagina staat een voorbeeld waarin extra muurisolatie zich bij de ingevulde prijzen niet binnen 30 jaar terugverdient. Ook dat antwoord geven wij liever vóór de werken beginnen.

Het online dossier

Bij elk dossier hoort een link, zonder account. De ontvanger ziet het 3D-model, de plattegronden, het warmteverlies per ruimte, de jaarsimulatie en de kostenvergelijking, ook op een telefoon. Wie het dossier opent, kan zelf varianten proberen: een andere warmtepomp, afgifte per ruimte aan- of uitzetten, airco’s of ventiloconvectoren toevoegen, isolatie, ventilatie en temperaturen aanpassen. Elke variant wordt volledig doorgerekend, en het dossier zoals wij het opleverden verandert niet.

In het online dossier zit ook een assistent die vragen over de woning beantwoordt, zoals “kan ik mijn radiatoren behouden met een warmtepomp?”. De assistent kan varianten opzetten en tot acht scenario’s tegelijk vergelijken. Voor de beslissing zelf staan wij klaar.

8 · Overstappen

Van mazout naar warmtepomp, stap voor stap

Stookolie is duur, en veel woningen stoken er nog op. De vraag die wij het vaakst krijgen: kan hier een warmtepomp, met de radiatoren die er hangen? En wat levert het op?

Een eerste indicatie staat in elk dossier: dezelfde warmtevraag naast één enkel systeem, met standaardrendementen en de energieprijzen van het dossier. Voor de demowoning ziet dat er zo uit:

Energieprijzen van het dossier: stroom € 0,35/kWh, gas € 0,11/kWh, pellets € 0,08/kWh, stookolie € 1,00/l. Wij rekenen met de prijzen die voor u gelden.

Voor een echte overstap vertrekken wij van de bestaande installatie. De mazoutketel en de huidige radiatoren gaan in het dossier, en wij rekenen hun verbruik uit in kWh en in liter stookolie. Elke stap daarna werken wij uit als variant, met zijn eigen investering, verbruik en terugverdientijd tegenover vandaag.

Werkt u liever in fasen, dan zetten wij elke fase als aparte variant naast de andere: eerst hybride, later volledig elektrisch na het dakwerk, bijvoorbeeld. Zo ziet u per fase wat ze oplevert tegenover vandaag, wat het eindpunt kost en wanneer het terugverdiend is.

9 · Voor wie

Eén dossier, drie lezers

10 · Samenwerken

Wat u aanlevert en wat u ontvangt

11 · Transparant

Onze aannames

Een simulatie blijft een model. Wij bouwen het op gemeten weer, fabrieksgegevens en het echte gebouw, en wij noteren elke aanname in het rapport. Dit zijn de belangrijkste:

Het resultaat is een raming. Wel een raming die u kunt narekenen, omdat elke aanname in het dossier staat.