Je appartement efficiënt en energiezuinig renoveren? UGent heeft dé oplossing

Met hun Modular Building Block (The Mobble) neemt de UGent deze zomer deel aan de European Solar Decathlon in Boedapest: een wedstrijd waarin studenten nadenken over bouwen en wonen in de toekomst. Hun innovatieve concepten zetten ze om in een tijdelijk paviljoen dat ze tijdens de decatlon voorstellen aan het grote publiek. De studenten architectuur en ingenieurswetenschappen van de UGent en prof. Nathan Van Den Bossche stelden The Mobble alvast voor aan de Livios-redactie.

Gevelrenovatie langs de binnenkant

Het thema van de Solar Decathlon 2019? Renoveren. De studenten kozen voor appartementsrenovatie als focus. “Op vlak van woningrenovatie staan we al ver”, zegt architectuurstudent en projectmanager Bjorn Pieters. “Maar voor appartementen zijn er nog niet veel stappen ondernomen. In dit project focussen we op de appartementsblokken van Etrimo. Die boden een snel antwoord op het heersende woningtekort vlak na de Tweede Wereldoorlog. De structuur van die gebouwen is goed, maar ze zijn hopeloos verouderd: op vlak van technische installaties, isolatie en brandveiligheid voldoen ze niet meer aan de normen van vandaag. Die gebreken nemen we in ons paviljoen onder handen.”

De belangrijkste strategie waarmee de studenten aan dat wedstrijdthema voldoen? Gevelrenovatie. “Vooral omwille van de efficiëntie,” zegt Bjorn. “Als we onze gevelisolatie voor de bestaande structuur plaatsen, kunnen de bewoners tijdens de werken gewoon in hun appartement blijven wonen. De sandwichpanelen van multiplex en minerale wol zijn snel geplaatst en doen meteen dienst als isolatie én afwerking langs de binnenkant. Bovendien kunnen we in de panelen ook de technische installaties verwerken. Naar die methode is al onderzoek gedaan, maar we zijn de eersten die de techniek zo toepassen.”

Eerst bouwschil, dan technieken

Met de gevelpanelen houden de studenten vooral de verwarmings- en koelvraag zo klein mogelijk. “We gaan ervan uit dat de gebouwschil decennialang meegaat, dus dat is de belangrijkste investering”, zegt Bjorn. “Pas daarna kijken we naar de technieken. De grootste uitdaging daarin is koeling. Vaak isoleren we zo goed dat er oververhitting ontstaat. Met onze fotovoltaïsche thermische panelen koelen we de zonnepanelen ook een beetje af. Zo verbeteren we het rendement: een nieuwe toepassing van die panelen. Het is belangrijk dat we de koeling onder controle krijgen: goedkope airco’s verslinden vaak energie.”

Energie- of comfortwinst?

Een goed geïsoleerd appartement is pas de eerste stap in een groter verhaal. “In de praktijk verbruiken woningen met energielabel A gemiddeld bijna evenveel als woningen met label G”, zegt prof. Nathan Van Den Bossche. “Mensen met een oude woning verwarmen vaker tijdelijk de ruimtes waarin ze aanwezig zijn. In een nieuw project met warmtepomp, condenserende ketel of vloerverwarming verwarm je je woning op een lage temperatuur, en dus trager. De verwarming staan dan vaak 24 uur per dag aan. Een renovatieproject levert dus vooral comfortwinst op. Dat is positief, maar zo is het energieprobleem niet opgelost.”

De oplossing van The Mobble? Automatische sturing. “Zo kan je je woning erg snel en efficiënt opwarmen”, zegt Nathan. “Je gps weet bijvoorbeeld wanneer je ‘s avonds thuis komt. Onze Internet of Things-toepassing houdt daar rekening mee: hij bepaalt de binnen- en buitentemperatuur, hoeveel graden je woning moet opwarmen en wanneer dat moet beginnen. Zo koelt, verwarmt en ventileert je gebouw waar en wanneer het nodig is zónder dat je er zelf actief mee bezig bent. Met het oog op de energiedoelstellingen van 2030 en 2050 winnen we veel meer energie door woningen, kantoorgebouwen en scholen automatisch te sturen dan door elk gebouw in Vlaanderen te isoleren.”

Huishoudtoestellen

The Mobble past een gelijkaardige techniek toe op de huishoudtoestellen. “Ons systeem detecteert op basis van de verbruikscurve van je diepvriezer, wasmachine en andere huishoudtoestellen welke types er aanwezig zijn in je woning”, legt Nathan uit. “Zo kan je toestellen met een hoog stand-by verbruik automatisch uitschakelen: je stuurt dus het verbruik. Zo’n systeem is ook interessant voor oudere toestellen: om veel energie te besparen, is het niet altijd nodig om je huis vol te stouwen met A +++ toestellen. Zeker als je huidige model niet versleten is: het kost ook energie en grondstoffen om al die nieuwe toestellen te produceren. Die boodschap willen we in ons paviljoen meegeven.”

Sanitair warm water

Nog een winstpost van het energiezuinige paviljoen? De verwarming van sanitair water. “Hiervoor gebruiken we een vat met een warmwaterpomp die lucht gebruikt van zowel de binnen- als buitenomgeving”, zegt student-HVAC-ingenieur Laura Landuyt. “Is je binnentemperatuur te hoog? Dan neemt de pomp die warmte af om het sanitair water te verwarmen. Zo koelt het paviljoen meteen terug af. Bovendien bestrijdt onze pomp de legionella bacterie op een energie-efficiënte manier.” Een doctoraatsstudente van de UGent ontwikkelde een speciaal controlesysteem dat de groei van die bacterie voorspelt. De warmtepomp warmt dus alleen maar op tot de nodige 60 graden als de bacterie aanwezig is en beperkt zo het energieverlies.

Ventilatie door de gebouwschil

Andere energiezuinige troeven van het paviljoen zijn het vacuümtoilet, het waterzuiverings- en het ventilatiesysteem.“Het ventilatiesysteem zorgt dat de zuivere lucht direct van buiten naar binnen komt via de buitenschil”, zegt student-HVAC-ingenieur Febe Lanckmans. “De afvoer komt dan weer van de technische ruimte, maar gaat ook naar buiten via de gevel. Een groot voordeel, want daardoor heb je voor het ventilatiesysteem geen kokers en leidingen nodig in je appartement. Bovendien kan je het systeem makkelijk vervangen als het verouderd is: ideaal voor een renovatieproject.”

Elektrische batterijen en collectieve systemen

Daarnaast pakt The Mobble uit met een elektrische batterij. “Op basis van het weerbericht voorspelt die het zonlicht en hoever de batterij kan opladen”, zegt Nathan. “In functie daarvan beslissen we welke toestellen en technieken we aansturen of niet: zo maken we er een slim geheel van. Vanaf 2021 is het ook voor particulieren interessant om zo’n batterij te plaatsen: dan verandert de Belgische wetgeving en kan je probleemloos je eigen productie van overdag opslaan en ’s avonds gebruiken. Vandaag is dat nog niet rendabel.”

Hebben we in de toekomst dan allemaal zo’n batterij?

“Met ons paviljoen willen we zeker inzetten op collectieve systemen en Local Energy Communities”, zegt Nathan. “In een appartementsgebouw kan je verschillende batterijen aan elkaar koppelen. Zo belasten we het elektriciteitsnet minder en minder. Want dat is het grote probleem: hoe meer elektriciteit je produceert, hoe hoger het voltage. Maar vanaf een bepaald punt kan het net dat niet meer aan en stopt de productie. Je produceert dus vaak tot 50% minder dan je denkt. Met batterijen belasten we het net minder: dat is dus een interessante piste.”

Systematisch goedkopere stroom

En wat als dat systeem is ingeburgerd? “In een volgende stap komen er meer en meer variabele tarieven en kan het zelfs zijn dat je een vergoeding krijgt om stroom te verbruiken”, zegt Nathan. “Onlangs kregen enkele grote bedrijven al zo’n vergoeding om stroom te verbruiken, maar over een aantal jaren geldt dat ook voor middelgrote en kleinere ondernemingen. Het idee is om dat systeem op termijn ook in woningen te integreren. Zo kunnen mensen of gezinnen met een batterij systematisch goedkopere stroom krijgen. Want zij vangen ook het verbruik tijdens de piekmomenten op.”

Meer weten over The Mobble? In onze nieuwsbrief Duurzaam Bouwen van 6 juni lees je alles over het tweede belangrijke aspect van het project: modulair en circulair bouwen.