Met een goede toepassing van installaties kan er efficiënt met energie worden omgesprongen en een hoog rendement worden gehaald. Een goede installatietechniek die is afgestemd op het pand en het gebruik, maakt het mogelijk dat de soms lagere isolatiewaarde van de bouwkundige schil van monumenten gedeeltelijk kan worden gecompenseerd. Naarmate de gebruiksintensiteit en het daaraan gekoppelde energieverbruik van een gebouw hoger is, zijn de investeringen in aanvullende installatietechniek rendabel.
De eerste stap in een goede installatietechniek is een energiezuinig verwarmingssysteem; daarvoor bestaan diverse opties met verschillende warmtebronnen. Ook kan gedacht worden aan Warmte Terugwinsystemen (WTW) die energieverlies voorkomen. Afhankelijk van de omvang en complexiteit van een gebouw of complex kan ook gedacht worden aan een Gebouw Beheers Systeem (GBS) waarbij o.a. de installaties voor verwarming, ventilatie en eventueel luchtbehandeling aan elkaar worden gekoppeld om zo een efficiënt energieverbruik te bewerkstelligen.
Er is een keuze te maken tussen:
Voor omvangrijke gebouwen met een hoge gebruiksintensiteit, hogere comforteisen en/of eisen aan het binnenklimaat, kan een Gebouw Beheers Systeem (GBS) diverse voordelen bieden. Bij een GBS worden de installaties (verwarming en ventilatie) centraal aangestuurd. Een GBS is een instrument dat een zo optimaal mogelijk binnenklimaat nastreeft en zorgt voor een goede afstemming van de energievraag en het energieverbruik.
Naast het verlagen van de energievraag is met dit systeem het binnenklimaat beter constant te houden waardoor betere condities worden gecreëerd voor bijvoorbeeld monumentale interieurs of onderdelen. Het aanbrengen van een GBS vraagt wel om een aanzienlijke investering waardoor het alleen rendabel is voor intensief gebruikte, grotere gebouwen..
Een voordeel is dat een GBS niet alleen de installaties regelt en op elkaar afstemt, maar ook alarmeert bij storingen en het de mogelijkheid biedt om het systeem op afstand te sturen. Daarnaast geeft het GBS voortdurend informatie over o.a. de luchttemperatuur en relatieve luchtvochtigheid in het gebouw. Deze gegevens kunnen nuttig zijn voor een verdere optimalisatie van het binnenklimaat.
Aandachtspunten:
- Klimaatinstallaties zijn in de regel omvangrijk en vragen om diverse leidingen, kanalen en beluchtingsroosters die ten koste kunnen gaan van monumentale waarden en de visuele gaafheid. Vaak zijn er ook installaties op het dak noodzakelijk die hinderlijk zichtbaar kunnen zijn. Soms zijn de installaties op zolders onder te brengen, hoewel daarvoor weer ventilatieroosters noodzakelijk zijn die mogelijk het beeld van het monument kunnen verstoren.
- Grotere installaties hebben een aanzienlijk gewicht en kunnen daarom vaak niet zonder een constructieve verstijving op platte daken of zolders worden geplaatst.
- Voor een klimaatinstallatie moet het gebouw een zekere mate van kierdichting hebben; zie kierdichting en tochtwering. Als de kierdichting onvoldoende is, is het effect van een klimaatinstallatie beperkt en is het systeem moeilijk in te regelen. Ook dienen bestaande natuurlijke ventilatieopeningen te worden gedicht aangezien de aan- en afvoer van lucht centraal is geregeld.
Met behulp van een warmtewisselaar wordt ‘afvalwarmte’ terug gewonnen van bijvoorbeeld ventilatielucht, douchewater of wasmachines, en hergebruikt. WTW systemen kunnen op diverse plekken worden toegepast maar is het meest toegepast in combinatie met gebalanceerde ventilatie. Een grote verliespost van warmte is vaak ventilatie. De warme gebruikte lucht wordt immers vervangen door verse koude lucht. Bij een gebalanceerd ventilatiesysteem wordt de aan- en afvoer van de lucht mechanisch geregeld waarbij de inkomende ventilatielucht wordt verwarmd met de uitgaande lucht. Voor de zomer is wel een zogenaamde bypass aan te bevelen, die voorkomt dat de verse buitenlucht door de af te voeren lucht wordt voorverwarmd. Het is ook van belang dat het ventilatiesysteem regelmatig wordt onderhouden om het binnenklimaat gezond te houden.
Ventilatiesysteem per ruimte
De ventilatie-units worden per ruimte tegen een buitenmuur geplaatst, vaak in combinatie met speciale radiatoren. Naast warmte terugwinning wordt de inkomende lucht direct bijverwarmd. De voorziening vraagt om de plaatsing van in- en uitblaasroosters in de buitengevel. Het plaatsen van deze roosters wordt alleen geaccepteerd bij gevels zonder beeldkwaliteit en/of monumentale waarden. Een nadeel van het systeem is dat het geluid produceert. Een voordeel is dat er geen luchtkanalen nodig zijn.
Centraal ventilatiesysteem
Bij een centraal systeem vindt de afvoer van de units meestal plaats via het dak. In tegenstelling tot een ventilatiesysteem per ruimte die plaatsing van roosters in de gevels noodzakelijk maakt, is deze oplossing vaak minder hinderlijk zichtbaar. Wel is deze oplossing bij daken die prominent in het zicht liggen, ook minder wenselijk. Het is aan te bevelen om te onderzoeken of de voorziening kan worden opgenomen in bestaande rookkanalen die niet meer in gebruik zijn of in dakvlakken die minder in het zicht liggen. Een nadeel van het systeem is dat er door het hele pand luchtkanalen moeten worden aangebracht terwijl het systeem als voordeel heeft dat het minder geluid produceert dan een unit per ruimte.
Aanwijzingen:
- Bij beschermde monumenten kunnen nieuwe ventilatiekanalen de aanwezige interieurwaarden aantasten. Monumenteninstanties verlangen dan ook dat een nieuw kanaal geen gevolgen heeft voor het historisch casco of de interieurwaarden.
Infraroodverwarming is met name geschikt als bijverwarming. Voor grote complexen met grote ruimtes (kerken, fabriekshallen, loodsen) kan het aantrekkelijk zijn om niet de gehele ruimte te verwarmen maar dit alleen plaatselijk te doen. Door niet de gehele ruimte te verwarmen maar alleen ter plaatse van de aanwezige bezoekers, wordt veel energie bespaard.
Lokale verwarming bestaat meestal uit infraroodstralers maar er bestaan ook andere systemen zoals elektrisch verwarmde kussens, panelen of vloerkleden. Bij al deze soorten worden de aanwezige bezoekers rechtstreeks verwarmd waardoor ze zich met een lagere luchttemperatuur toch behaaglijk voelen.
Er bestaan zowel elektrische als gasgestookte stralingsarmaturen. Bij gasgestookte stralingsarmaturen komt bij verbranding veel waterdamp en CO2 vrij. Het vocht kan nadelig werken voor interieuronderdelen en tot sterke condensatie leiden op ramen, wanden en plafonds. Daarnaast vraagt het aanleggen van gasleidingen vaak ongewenste boringen in monumentale onderdelen. Vandaar dat gasarmaturen overwegend niet zijn aan te raden bij monumentale complexen.
Aandachtspunten:
- Bij toevoeging van een groot aantal elektrische verwarmingselementen is de bestaande elektrische installatie vaak niet toereikend en moet deze worden aangepast.
- Een nadeel van lokaal verwarmen is dat niet het hele lichaam wordt verwarmd waardoor lichaamsdelen koud kunnen aanvoelen.
Een verwarmingssysteem dat gebruik maakt van biomassa is een pellet- of houtbrander. Een pelletbrander is een CV ketel die pellets van houtafval als brandstof gebruikt. De systemen heten CO2 neutraal te zijn. Bij verbranding van het hout komt dezelfde hoeveelheid CO2 vrij als wanneer het hout op natuurlijke wijze afbreekt.
Omdat een hout aangestuurde CV ketel in één keer veel energie produceert, wordt aan de CV een groot buffervat gekoppeld om de warmte op te slaan. Ook kan aan een dergelijke CV ketel de warmwatervoorziening worden gekoppeld door een spiraal te plaatsen in het buffervat die de warmwaterboiler voedt.
Het nadeel van een hout aangestuurde CV ketel is dat de asla met enige regelmaat moet worden geleegd. De pellets kunnen in zakken worden geleverd maar het is ook mogelijk een meer omvangrijke opslag of silo door een silovrachtwagen te laten vullen. Afhankelijk van de grootte van de pelletlader moet de lader ca. 1 keer per maand worden bijgevuld.
Aandachtspunten:
- Wanneer een gebruiker de beschikking heeft over een grotere partij brandhout kan tevens gedacht worden aan de toepassing van een pelletbrander met een stukhoutlader. Deze ketel heeft een lade voor stukhout waarbij het systeem afhankelijk van het stookgedrag en de capaciteit van de ketel, iedere 24 tot 36 uur moet worden gevuld. Wanneer het stukhout op is, schakelt de installatie volautomatisch over op houtpellets.
- Wat betreft de hoeveelheid energie die verkregen wordt bij de verbranding staat 1 kuub gas ongeveer gelijk aan 1,7 kilo pellets. Pellets kosten ca. € 0,28/ kg. Het prijspeil voor gas is € 0,65/m³. Dit maakt dat het equivalent van pellets ten opzichte van 1 kuub gas € 0,48 kost en goedkoper is.
- De systemen zijn relatief duurzaam (20 tot 30 jaar) en zijn zeer geschikt voor het verwarmen van grotere objecten zoals landhuizen en boerderijen die de wat omvangrijkere installaties kunnen herbergen
Een warmtepomp haalt met een warmtewisselaar warmte uit onuitputtelijke bronnen zoals water, lucht of bodem. Warmtepompsystemen gebruiken daardoor weinig tot geen fossiele brandstof en veroorzaken weinig milieubelasting. Bij een warmtepomp wordt gebruik gemaakt van een gratis warmtebron waardoor de kosten voor verwarming vervallen. Het systeem verbruikt wel elektriciteit. Het stroomverbruik is afhankelijk van het vermogen van de warmtepomp. Veelal ligt het stroomverbruik op ca. 20-25% van het afgegeven vermogen in kW.
Een warmtepomp kan zowel gebruikt worden voor verwarming als koeling. Er zijn veel systemen en variaties in de handel waaronder zelfstandige waterpompen en systemen die gekoppeld zijn aan WTW of zogenaamde hybride warmtepompen die gecombineerd zijn met een CV installatie. Er kan hierbij een onderscheid gemaakt worden tussen centrale systemen die het hele pand of meerdere panden verwarmen, en decentrale systemen die één ruimte verwarmen. Deze laatste zijn vaak luchtwarmtepompen die gecombineerd worden met ventilatie. De meeste warmtepompsystemen zijn geschikt voor een LTW verwarmingssysteem.
Voor kleinere monumenten als woonhuizen zijn luchtwarmtepompen of hybride warmtepompen vaak meer geschikt. Wanneer het grotere objecten of complexen betreffen, kan gedacht worden aan bodem- of aardwarmte. Bij bodemwarmte kan een onderscheid gemaakt worden tussen een open en een gesloten bodemenergie systeem. Bij een open systeem wordt het grondwater opgepompt om er energie aan te onttrekken, waarna het vervolgens wordt teruggepompt. Bij een gesloten systeem wordt een vloeistof, vaak met toegevoegde anti-vriesmiddelen, in buizen door de bodem geleid. Deze vloeistof neemt de warmte van de bodem op en transporteert deze energie naar de warmtepomp. Elke grondsoort heeft een afgifte in wattage per strekkende meter, vandaar dat de samenstelling van de bodem bepalend is voor het aantal boringen voor de voeding van de warmtepomp.
Aandachtspunten:
- Een open systeem wordt in de regel alleen toegepast bij zeer omvangrijke projecten. Meestal worden bij monumenten en monumentale complexen alleen gesloten bronsystemen toegepast.
- Een warmtepomp kan ook worden aangewend voor de warmwatervoorziening. Voor warm water zijn speciale warmtepompboilers beschikbaar. De boiler wordt in basis verwarmd door de warmtepomp tot ca. 40 à 45 °C en elektrisch bij verwarmd tot een temperatuur van 60 °C. Er bestaan ook systemen met een warmtepompboiler die niet elektrisch worden bijverwarmd maar die aanvullend een hogere temperatuur realiseren d.m.v. een hydrobox.
- Een open of gesloten bodemenergie-systeem is onderhoudsarm en heeft een levensduur van 15 tot 20 jaar. De levensduur van de bron zelf is 30 tot 50 jaar.
- Voor de plaatsing van een installatie boven de 70 kW is een vergunning vereist.
Naast reguliere verwarmingssystemen bestaan er ook Laag Temperatuur (Water) verwarmingen. Van een LTW-systeem wordt gesproken als de aangevoerde watertemperatuur niet hoger is dan 55 °C en de retourwatertemperatuur maximaal 45 °C is (in tegenstelling tot het traditionele 90-70 °C systeem). Door de lagere watertemperatuur is bij een LTW wel een grotere warmteafgifte oppervlak nodig dan bij conventionele verwarmingssystemen. De bestaande radiatoren zijn hiervoor vaak verre van toereikend. Een LTW wordt daarom meestal gekoppeld aan vloer-, wand- en/of plafondverwarming die het bestaande verwarmingssysteem vervangen. Het aanbrengen van een LTW is hierdoor een omvangrijke en kostbare aangelegenheid. Wel kunnen de bestaande radiatoren aan het systeem worden gekoppeld en zo als bijverwarming dienen. Een voordeel hiervan is dat ze, bij plaatsing onder de ramen, dan tevens dienen om koudeval te voorkomen.
Vloerverwarming wordt boven op de bestaande vloer aangebracht waarbij de vloer goed moet zijn geïsoleerd; zie vloeren. Vloerverwarming is daarom onwenselijk bij de aanwezigheid van monumentale vloeren. Veel voorkomend zijn buizen op wapeningsnet (ca. 50 mm vloerdikte) of met een zogenaamde noppen verdeelplaat (minimaal 60 mm vloerdikte). Wel moet rekening worden gehouden met het dikker worden van het vloerpakket en eventuele aansluitingsproblemen bij deuren. Ook kunnen vloerkleden of forse meubels de warmteafgifte beperken.
Bij wand- en plafondverwarming wordt een voorzetwand of (verlaagd) plafond aangebracht waarin de verwarmingsbuizen zijn verwerkt. Bij beide is het aan te bevelen om, ook als het plafond of wand aan een verwarmde binnenruimte grenst, achter de verwarmingselementen isolatie te plaatsen, aangezien het systeem anders trager reageert op temperatuurschommelingen. Bij een monumentale wandafwerking zoals lambriseringen of een monumentaal plafond, is de toepassing van een dergelijke oplossing uiteraard vanuit monumentaal oogpunt ongewenst. Ook voor wandverwarming geldt daarnaast dat grote kasten etc. tegen de wand de warmteafgifte beperken. Dit probleem doet zich uiteraard niet voor bij plafonds. Een nadeel van plafondverwarming is daarentegen (met name bij hogere ruimtes) dat het langer duurt voordat het behaaglijk wordt (warmte stijgt immers op).
Bij vloerverwarming reageert het systeem trager op temperatuurwijzigingen. Het is daarom aan te bevelen de vloerverwarming alleen toe te passen in redelijk tot goed geïsoleerde panden. Een plotselinge daling in de temperatuur, doordat het buiten sterk afkoelt, kan het systeem niet direct opvangen waardoor het een tijd duurt voordat de ruimte weer de ingestelde temperatuur bereikt. Naarmate de buitenschil beter is geïsoleerd, is dit effect kleiner.
LTW is goed aan diverse CV installaties te koppelen maar vooral geschikt bij de toepassing van een warmtepomp. Bij stadsverwarming zal de verdelerunit moeten zijn afgestemd op het type stadsverwarming. Een verdeler die geschikt is voor een CV ketel is niet geschikt voor stadsverwarming. De toe te passen apparatuur wordt in de regel voorgeschreven door de warmteleverancier.
De meest voorkomende verwarmingsinstallatie is een CV-ketel die gekoppeld is aan radiatoren. Een alternatief zijn convectoren, vaak verzonken in de grond, maar er zijn ook wandconvectoren. Radiatoren geven convectie- en stralingswarmte af in tegenstelling tot convectoren die alleen convectiewarmte afgeven. Radiatoren geven daarmee vaak een iets hoger comfort.
Het vervangen van een verouderde ketel door een energiezuinige HR++ ketel betekent een sterke reductie van het gasverbruik. Deze ketels hebben een extra hoog rendement doordat elke kuub aardgas bijna geheel wordt omgezet in nuttige warmte. Het meest toegepast zijn zogenaamde combi-ketels, waarbij ook warm water wordt geleverd. Afhankelijk van de gevraagde hoeveelheid warm water en comfortvraag kan er ook een (elektrische) boiler worden toegepast. Er bestaan ook mogelijkheden om de ketels aan een zonneboiler te koppelen. Een andere mogelijkheid is de combinatie van de ketel met een warmtepomp, een zogenaamde hybride warmtepomp, waarbij de ketel alleen nog zorg draagt voor warm water en bijverwarmt tijdens koudepieken; zie Warmtepomp.
Aandachtspunten:
- Historische radiatoren, mits nog in een goede conditie verkerend, zijn vaak goed te koppelen aan de moderne ketels; mogelijk is door de omvang van de leidingen wel een zwaardere CV-pomp nodig.
- Bij historische interieurs zijn radiatoren vaak weggewerkt in kasten met een sleuf aan de onderzijde en sleuven of een rooster aan de bovenzijde. Hierdoor functioneert de radiator meer als een convector en hebben de gebruikers geen profijt van de stralingswarmte die een radiator afgeeft. Het is aan te bevelen, indien dit vanuit de kwaliteiten van het interieur kan, om te kijken of de kasten zo open mogelijk zijn te maken zodat de warmteafgifte zo min mogelijk wordt beperkt. Verder is het aan te bevelen om de kasten aan de muurzijde goed te isoleren zodat de warmte niet te veel in de constructie gaat zitten; zie Radiatorfolie.
- De rookgassen die HR++ ketels produceren bevatten veel vocht. Wordt voor de afvoer van rookgassen gebruik gemaakt van de oorspronkelijke schoorsteen is het raadzaam de schoorsteen hiertegen te beschermen met een flexibele binnenmantel.
Er valt veel energie te besparen met een goede inregeling van het bestaande verwarmingssysteem (15-20 %). Een grote verbetering treedt al op bij een weersafhankelijke regeling waarbij de stooktemperatuur wordt aanpast aan de buitentemperatuur. Daarnaast kan gekeken worden hoe de diverse vertrekken worden verwarmd en alleen de ruimten te verwarmen waar nodig. Zo is met de toepassing van draadloos bedienbare thermostaatkranen eenvoudig een aansturing per radiator mogelijk. De gebruiker kan dan op afstand ieder vertrek apart regelen met behulp van bijvoorbeeld een smartphone of tablet.
Het plaatsen van een hoog rendementsketel (HR-ketel) is inmiddels gemeengoed als het gaat om het reduceren van het gasverbruik. Er zijn daarnaast diverse andere systemen die ervoor zorgen dat de energiebehoefte minder hoog is. Dit kan door de toepassing van een verwarmingsysteem dat minder energie verbruikt zoals Laag Temperatuur Water verwarming (LTW) of gebruik maakt van andere warmtebronnen zoals een warmtepomp, biomassa of warmte opwekken met elektriciteit.
Ook is een aansluiting op stadsverwarming gunstig voor de energieprestatie van een pand. Een variant op stadsverwarming is blokverwarming; daarmee kan bijvoorbeeld een heel huizencomplex worden voorzien van warmte via een collectieve ketel. Collectief warmte opwekken met gebruik van restwarmte is gunstiger voor het milieu dan individueel warmte opwekken. Stadsverwarming is te koppelen aan zowel radiatoren als LTW.
Er is een onderscheid te maken tussen:
