Thermische energie in bouwmaterialen

Een ander passief zonne-ontwerpprincipe is dat thermische energie in bepaalde bouwmaterialen kan worden opgeslagen en weer vrijkomt wanneer de warmteontwikkeling afneemt om de dagelijkse temperatuurschommelingen (dag/nacht) te stabiliseren. De complexe interactie van thermodynamische principes kan voor nieuwe ontwerpers contra-intuïtief zijn. Nauwkeurige computermodellering kan dure constructie-experimenten helpen vermijden.

Efficiëntie van verwarmings-, ventilatie- en koelsystemen
In de loop der tijd zijn tal van passieve architecturale strategieën ontwikkeld. Voorbeelden van dergelijke strategieën zijn onder andere de indeling van ruimtes of de grootte en oriëntatie van ramen in een gebouw, en de oriëntatie van gevels en straten of de verhouding tussen bouwhoogten en straatbreedtes voor de stedenbouwkundige planning.

Dit artikel wordt onder andere mogelijk gemaakt door Ista nederland. Ista verzorgt het energiebeheer en neemt dit aspect uit handen van onder andere VVE beheerders. Ista Nederland is gespecialiseerd en in een aantal landen marktleider op dit gebied. Bezoek de website van Ista voor meer informatie over wat Ista Nederland voor uw bedrijf kan betekenen.

Een belangrijk en kosteneffectief element van een efficiënt verwarmings-, ventilatie- en airconditioningsysteem (HVAC-systeem) is een goed geïsoleerd gebouw. Een efficiënter gebouw vereist minder warmteopwekkende of -afvoerende kracht, maar heeft mogelijk meer ventilatiecapaciteit nodig om vervuilde binnenlucht af te voeren.

Er worden aanzienlijke hoeveelheden energie uit gebouwen gespoeld in de water-, lucht- en compoststromen. De technologieën voor energierecycling op locatie kunnen op een effectieve manier energie terugwinnen uit warm water en muffe lucht en deze energie overbrengen naar binnenkomend vers koud water of verse lucht. Voor het terugwinnen van energie voor andere doeleinden dan tuinieren uit compost dat gebouwen verlaat, zijn gecentraliseerde anaerobe vergisters nodig.

HVAC-systemen worden aangedreven door motoren. Koper, in vergelijking met andere metalen geleiders, helpt om de elektrische energie-efficiëntie van motoren te verbeteren, waardoor de duurzaamheid van elektrische bouwelementen wordt verbeterd.

Dit artikel is geschreven door de partij Ista Nederland. Ista Nederland verzorgt onder andere het energiebeheer in Nederland. Ista Nederland is gevestigd in Schiedam. Als energiebeheer partij in Nederland is Ista Nederland een van de grootste nederlandse spelers.

De locatie- en gebouworiëntatie hebben een aantal belangrijke effecten op de HVAC-efficiëntie van een gebouw.

Het ontwerp van passieve zonne-energiegebouwen maakt het mogelijk om de energie van de zon efficiënt te benutten zonder gebruik te maken van actieve zonne-mechanismen zoals fotovoltaïsche cellen of zonneboilers. Typisch passieve ontwerpen voor passieve zonne-energiegebouwen bevatten materialen met een hoge thermische massa die de warmte effectief vasthouden en een sterke isolatie die werkt om warmteverlies te voorkomen. Lage energie ontwerpen vereisen ook het gebruik van zonnewering, door middel van zonwering, zonwering of rolluiken, om de zonnewarmte in de zomer te ontlasten en om de behoefte aan kunstmatige koeling te verminderen. Bovendien hebben gebouwen met een laag energieverbruik doorgaans een zeer lage oppervlakte/volumeverhouding om het warmteverlies tot een minimum te beperken. Dit betekent dat een uitgestrekt, meervoudig gevleugeld gebouw (waarvan vaak wordt gedacht dat het er meer “organisch” uitziet) vaak wordt vermeden ten gunste van meer gecentraliseerde structuren. Traditionele koude klimaatgebouwen zoals Amerikaanse koloniale saltbox-ontwerpen bieden een goed historisch model voor gecentraliseerde warmte-efficiëntie in een kleinschalig gebouw.

Ramen zijn geplaatst om de input van warmte-het creëren van licht te maximaliseren terwijl het minimaliseren van het verlies van warmte door glas, een slechte isolator. Op het noordelijk halfrond houdt dit meestal in dat er een groot aantal ramen op het zuiden wordt geïnstalleerd om direct zonlicht op te vangen en dat het aantal ramen op het noorden sterk wordt beperkt. Bepaalde soorten ramen, zoals dubbele of driedubbele beglazing met gasgevulde ruimten en coatings met een laag emissievermogen (low-E), zorgen voor een veel betere isolatie dan enkelglasramen. Het voorkomen van overmatige zonnewinst door middel van zonwering in de zomermaanden is belangrijk om de behoefte aan koeling te verminderen. Bladverliezende bomen worden vaak voor de ramen geplant om de overmatige zon in de zomer met hun bladeren te blokkeren, maar in de winter licht door te laten wanneer hun bladeren eraf vallen. Roosters of lichte planken worden geïnstalleerd om het zonlicht in de winter (wanneer de zon lager aan de hemel staat) binnen te laten en in de zomer (wanneer de zon hoog aan de hemel staat) buiten te houden. Naald- of groenblijvende planten worden vaak ten noorden van gebouwen geplant om ze te beschermen tegen de koude noordenwind.

In koudere klimaten zijn verwarmingssystemen een primaire focus voor duurzame architectuur, omdat ze typisch een van de grootste energieafvoersystemen in gebouwen zijn.

Dit artikel is geschreven door de partij Ista Nederland. Ista Nederland verzorgt onder andere het energiebeheer in Nederland. Ista Nederland is gevestigd in Schiedam. Als energiebeheer partij in Nederland is Ista Nederland een van de grootste nederlandse spelers.

In warmere klimaten, waar koeling de eerste zorg is, kunnen passieve zonne-ontwerpen ook zeer effectief zijn. Metselwerk bouwmaterialen met een hoge thermische massa zijn zeer waardevol voor het behoud van de koele temperaturen van de nacht gedurende de hele dag. Bovendien kiezen bouwers vaak voor een eenlaagse, uitgestrekte constructie om de oppervlakte en het warmteverlies te maximaliseren. Gebouwen zijn vaak ontworpen om bestaande winden op te vangen en te kanaliseren, met name de bijzonder koele winden die afkomstig zijn van nabijgelegen waterlichamen. Veel van deze waardevolle strategieën worden op de een of andere manier toegepast in de traditionele architectuur van warme gebieden, zoals zuidwestelijke missiegebouwen.

In een klimaat met vier seizoenen zal een geïntegreerd energiesysteem de efficiëntie verhogen: wanneer het gebouw goed geïsoleerd is, wanneer het zich op een plaats bevindt waar het met de natuurkrachten kan werken, wanneer de warmte wordt teruggewonnen (om onmiddellijk te worden gebruikt of opgeslagen), wanneer de warmtekrachtcentrale die gebruik maakt van fossiele brandstoffen of elektriciteit meer dan 100% efficiënt is, en wanneer de hernieuwbare energie wordt gebruikt, en wanneer hernieuwbare energie wordt gebruikt.