Duurzame woning als studieobject

In de duurzame Wijk van Morgen tussen Heerlen en Aken is een woning gebouwd vol duurzame installatietechniek,dat dienst doet als permanent studieobject.  

Studenten, onderzoekers, bedrijfsleven en overheid werken samen aan de ontwikkeling. Hier worden de laatste ontwikkelingen op het gebied van duurzaamheid en energie bestudeerd en uitgeprobeerd om liefst vandaag nog te worden toegepast in onze gebouwde omgeving. Daar worden zo veel mogelijk bouwers, adviseurs en installateurs bij betrokken. Maar het is ook een project om onderwijs en praktijk dichterbij elkaar te brengen. Er zijn verschillende onderwijsinstellingen bij betrokken, van HBO tot VMBO. De Wijk van Morgen, in totaal vier gebouwen, wordt door en met studenten gebouwd onder de praktische leiding van het bedrijfsleven.

Passiefhuis

Het gebouw, ‘Knik naar de Zon’, is het winnende afstudeerontwerp van een aantal HBO-studenten. ‘Knik naar de Zon’ moest voldoen aan passiefhuis-eisen: het energiegebruik mocht niet meer zijn dan 120 kW per jaar per m². Door heel geraffineerd te detailleren en dankzij de hoge R_c-waarde – variërend tussen 7 en13 m²K/W – is het energiegebruik zelfs slechts 44 kW/m² geworden. Daarvan is niet meer dan 15 kW voor de verwarming. De overige 29 kW is voor verlichting, warmtepomp, gebruik huishoudelijke apparaten, koken en elektronica. Voor de verlichting is er in het gebouw een laagstroomnet aangebracht. Armaturen voor de led-verlichting bleken nog erg prijzig: er is wel voor 40.000 euro aan armaturen verwerkt in deze niet eens zo ruime praktijkwoning.

Windturbines

De PV-panelen op het dak leveren niet voortdurend voldoende stroom om volledig te voorzien in de behoefte. Ricochet, medesponsor en medebegeleider van een aantal studenten die de installaties uitwerken, heeft daarom twee prototypes geplaatst van een kleine, nieuw ontwikkelde windturbine. Deze Raywavers hebben geen wieken, maar gebogen rotorbladen die draaien om een verticale as. De Raywavers hebben een hoogte van ongeveer 15 meter en dienen als aanvulling voor de hele wijk.

Bodemnet

Het pand is voorzien van gebalanceerde ventilatie middels drie ventilatie-units met warmteterugwinning. De voor de ventilatie aangezogen verse buitenlucht wordt eerst door de grond geleid om -afhankelijk van het seizoen – de lucht voor te verwarmen of te koelen. De ventilatiekanalen van de drie WTW’s monden uit in de ruimte onder de PV-panelen op het dak om daar de temperatuur te verlagen. PV-panelen gaan namelijk minder presteren bij hogere temperaturen. Verwarmen gebeurt middels een warmtepomp. Voor de WKO hiervoor kon niet worden gewerkt met diepe bronnen. Bodemonderzoek wees uit dat de structurele opbouw van de bodemlagen daar niet geschikt voor was en bovendien konden oude mijngangen en schachten door verzakkingen mogelijk schade aan het buizenstelsel berokkenen. Daarom is gewerkt met een horizontaal buizensysteem van circa 700 meter lengte over een oppervlakte van ca 400 m². Deze ligt op 2,5m diepte in de grond naast het gebouw.

Luchtdichtheid

“De luchtdichtheidseis van het passiefhuisconcept is heel streng. Dat was nog best een probleem”, geeft Math Steps toe. Onder zijn leiding  werkten een aantal studenten aan het bouwfysische deel van het project. “Alles moest zonder kit- en PUR-spuit. Die dichtheid kan je halen met metselwerk en kit, maar met hout? De detaillering van de constructies en aansluitingen bezorgde ons heel wat hoofdbrekens. De luchtdrukproef heeft bewezen dat het gelukt is. Maar wat de werking van het hout door de wisseling van de seizoenen straks gaat doen?”

Nooit klaar

Knik naar de Zon, waaraan in september 2009 werd begonnen, is inmiddels gerealiseerd maar eigenlijk nog steeds niet helemaal klaar omdat het een studie-object blijft. Er zal nooit echt worden gewoond. Men is op dit moment weer bezig 7,5 km aan signaalkabels te verwerken voor de monitoring van energieprocessen.

Vertragende factor bij de realisatie van Knik naar de Zon was uiteraard het leerproces dat de studenten en leerlingen onder leiding van professionals moesten doorlopen en de voortdurend nieuwe ideeën die zij aandroegen. De uitwerking en het ontwerp en de berekeningen van de constructies en de installaties zijn en worden gedaan door stagiairs bij de constructeurs en adviesbureaus. Hierbij voeren de studenten het overleg terwijl de professionele adviseurs er als raadgever bij zitten. Leerlingen van VMBO en MBO scholen lopen op de bouw of timmerfabriek mee te monteren. Het is ook een internationaal project: de Fachhochschule Aachen, de Haute Ecole de la Province de Liège, Cedubo en Nizhniy Novgorod State University of Architecture and Civil Engineering (NNGA SU) doen mee. De Russische studenten hebben onderzocht of het duurzame concept van ‘Knik naar de Zon’ ook voor Siberische omstandigheden geschikt was, waarna de Russische overheid een stuk grond ter beschikking heeft gesteld voor een proefproject.

Betrokken partners: Hogeschool Zuyd (opdrachtgever); Arcus College; SVOPL; Fundeon; Ingenieursbureau Palte BV; Imtech; Bouwbedrijf Jongen; Laudy Bouw en Ontwikkeling; Cofely GDF Suez; Provincie Limburg; Wonen Limburg; Rockwool; AM Energy; Cauberg-Huygen Raadgevende Ingenieurs; Dreessen Architecten; ECN; Avantis GOB; Satijn+ Architecten; Senter Novem; Hestia Groep; PRC Zuid; TNO; Woonpunt; Gemeente Heerlen.