2.3.1
Energieprestatie van Gebouwen - NTA 8800 en NEN 7120
De NTA 8800 [30] is de vervanger van NEN 7120.
De voorgangers van de NTA 8800, de NEN 7120 en de NEN 5128, drukten de energieprestatie van een gebouw uit in één getal: EPC (energieprestatiecoefficient). De EPC is een dimensieloosgetal. De EPC is in 1995 ingevoerd en in de loop der tijd zijn de EPC-eisen in het Bouwbesluit steeds verder aangescherpt: van 1.4 in 1995 tot 0,4 in 2015. In 2020 wordt de EPC vervangen door de drie energieprestatie-indicatoren.
EPC-methode (1995 - 2020)
Voordat we ingaan op de NTA-methode eerst kort nog iets over de EPC-methode op basis van de NEN 7120 en zijn voorganger NEN 5128.
De EPC geeft de mate van energie-efficientie aan van een gebouw, uitgedrukt in een dimensieloos getal. Om de EPC te kunnen berekenen wordt het gebouwgebonden primaire energiegebruik van een gebouw berekend (uitgaande van standaard bewonersgedrag en standaard klimaat) en vervolgens wordt dit energiegebruik dimensieloos gemaakt door het vergelijken met een energiebudget dat gebaseerd is op de grootte van de woning (het gebruiksoppervlak) en de compactheid van de woning (het verliesoppervlak). De verhouding tussen het berekende primaire energiegebruik en het energiebudget is de EPC.
De essentie van de dimensieloze EPC als indicator is dat in een rijtje woningen de hoekwoning ten opzichte van een tussenwoning wat meer energiebudget krijgt (want meer verliesoppervlak bij de hoekwoning) zodat de hele rij woningen met hetzelfde maatregelenpakket (vrijwel) dezelfde EPC heeft. Ookal gebruikt de hoekwoning meer energie dan een tussenwoning, ze hebben toch dezelfde EPC. Met deze aanpak wordt dus bewerkstelligd dat woningen met eenzelfde EPC ook ongeveer eenzelfde maatregelenpakket hebben. Maar gevoelsmatig vinden mensen dat vreemd: de hoek- of de vrijstaande woning gebruikt tenslotte meer energie dan een tussenwoning. In de praktijk bleek de EPC een lastige indicator, daarom is bij de introductie van de NTA 8800 besloten om afscheid te nemen van de dimensieloze EPC en over te stappen op een indicator in kWh/m² per jaar.
Voor de berekening van de EPC wordt het gebouwgebonden energiegebruik bepaald voor de energieposten verwarming, koeling, ventilatie, verlichting, tapwater, bevochtiging en de opbrengst van PV/WKK. Daarbij wordt uitgegaan van een opgelegd standaard gebruikersprofiel en een standaard klimaatjaar. Het berekende energiegebruik is dus niet hetzelfde als het werkelijke energiegebruik omdat bewonersgedrag en klimaat in de praktijk kunnen afwijken van de vaste waarden in NEN 7120 en er daarnaast in woningen ook nog sprake is van een aanzienlijk energiegebruik voor apparatuur (zoals televisies, koelkast, koken etc.). Het met de NEN 7120 berekende gebouwgebonden energiegebruik wordt uitgedrukt in primaire energie in MJ per jaar.
Primaire energie is de hoeveelheid fossiele energie die nodig is 'aan de bron', dat is dus niet hetzelfde als de hoeveelheid energie die 'aan de voordeur' van een woning geleverd wordt. Voor het gebruik van aardgas in een woning wordt er in NEN 7120 vanuit gegaan dat er vrijwel geen energieverlies optreedt tussen winning van het gas in het veld en de levering aan de woning. Met andere woorden de hoeveelheid fossiele energie die aan de voordeur geleverd wordt, is hetzelfde als de hoeveelheid fossiele energie die aan de bron wordt gewonnen. Bij elektriciteit ligt dit anders. De elektriciteit die bij ons thuis geleverd wordt, wordt opgewekt in elektriciteitscentrales, windparken en zonneenergieparken. Daarnaast treden er bij het transport van de elektriciteit naar de woningen verliezen in het elektriciteitsnet op. Om 1 kWh elektriciteit thuis te leveren is daarom (veel) meer dan 1 kWh aan fossiele brandstof nodig. In de NEN 7120 (en NEN 5128) wordt gerekend met een efficiëntie van het elektriciteitsnet van 39% (het gemiddelde rendement van het elektriciteitsnet anno 1995). Dat betekent dat er voor het leveren van 1 kWh elektriciteit aan een woning, 2,56 kWh fossiele energie gewonnen moet worden. Met het oog op de landelijke verduurzaming van het elektriciteitsnet is deze factor in NTA 8800 aangepast naar 69%. In dat geval is er nog maar 1,45 kWh fossiele energie nodig om 1 kWh elektriciteit aan een woning te leveren. In 2017 bedroeg het rendement van de totale landelijke elektriciteitproductie op bovenwaarde (inclusief duurzame opwekking) net iets boven de 50% (bron: CBS, 21-2-2019). NTA 8800 loopt dus nog ver voor op de huidige efficiëntie.
In afbeelding 2.1 is het effect van de daling van de EPC-eis op het primaire energieverbruik te zien van een tussenwoning sinds de invoering van de EPC.
Afb. 2.1
(
De afbeelding geeft het primaire energieverbruik aan voor verwarmen, warmtapwater, koken en het huishoudelijke elektriciteitsverbruik (na aftrek van opbrengst PV) van de referentie tussenwoning (zie bijlage 4) met een EPC aflopend van 1,4 naar 0,4. Het verbruik voor ruimteverwarming en warmtapwater is berekend met NEN 5128:2004 voor de EPC's van 1,4 t/m 0,8 en met NEN 7120:2011 voor de EPC van 0,6 t/m 0,4. Het verbruik voor elektriciteit (na aftrek van hulpenergie voor de installaties) en koken is het gemiddelde verbruik per Nederlands huishouden (dus niet specifiek voor nieuwbouwwoningen) in respectievelijk 1996, 1998, 2000, 2006, 2011 en aanname voor 2015 op basis van 2012 (bron: Energie Trends 2014 [19]).
)
Afb. 2.2
(
De staafdiagrammen geven de CO2-emissie behorend bij het energieverbruik uit afbeelding 2.1
)
NTA-methode (vanaf 2020)
De NTA 8800 is de opvolger van de NEN 7120 en lijkt in hoofdlijnen nog sterk op zijn voorgang. Zo berekenen beide methoden de energieprestatie van een gebouw op basis van het gebouwgebonden primaire energiegebruik voor de energieposten verwarming, koeling, ventilatie, warmtapwater, verlichting en de opbrengst van PV/WKK onder standaardcondities. Maar er zijn ook opvallende verschillen: de EPC als indicator is komen te vervallen, en is vervangen door de drie energieprestatie-indicatoren. Daarnaast worden in de NTA 8800 energiegebruiken consequent uitgedrukt in kWh, terwijl dit in NEN 7120 altijd MJ was (zie ook paragraaf 2.3.2).
De NTA 8800 is ontwikkeld voor de Nederlandse bouwregelgeving maar de methode heeft een duidelijke Europese basis. In CEN verband werd jarenlang gewerkt aan het ontwikkelen van een set Europese normen die gebruikt moeten worden in het kader van de EPBD-plicht van de lidstaten van de EU. Deze set van ongeveer 50 verschillende normen is in 2018 gereed gekomen. Vanaf dat moment konden de lidstaten aan de slag met deze set normen.In Nederland is er voor gekozen om de set Europese normen te verwerken in de NTA 8800. Het voordeel hiervan is dat er voor de Nederlandse markt één norm is waarin de volledige berekening van de energieprestatie beschreven staat (i.p.v. de aansturing van allemaal losse stukjes normen). Ook heeft dit als voordeel dat ontbrekende stukjes norm toegevoegd konden worden, of specifieke Nederlandse toepassingen toegevoegd konden worden. De NTA 8800 is volledig in het Nederlands geschreven om de methode zo toegankelijk mogelijk te maken voor marktpartijen. Het resultaat is een methode die geschikt is voor nieuwbouw en bestaande bouw voor zowel woningbouw als utiliteitsbouw.
De belangrijkste kenmerken van de NTA 8800:
Europese normen zijn als onderlegger gebruikt. Formules en benamingen zijn overgenomen uit de Europese normen zodat de link met de CEN-normen op formuleniveau te herleiden is;
Maandmethode: dat betekent dat de methode een statische methode is waarbij energiegebruiken op maandbasis berekend worden en vervolgens gesommeerd worden tot jaargebruiken;
Energiegebruiken worden uitgedrukt in kWh (conform Euorpese normen). Let daarbij wel goed op dat er verschillende soorten kWh-en zijn: zie paragraaf 2.3.2 voor een toelichting;
Uitgangspunt is een vastgelegd standaard gebruik van het gebouw en een standaard klimaatjaar waar niet van afgeweken mag worden in het kader van de berekening voor het Bouwbesluit;
Energieposten: verwarming, koeling, verlichting (niet voor woningbouw), tapwater, ventilatie. Alle energieposten zijn inclusief energiegebruik voor hulpenergie (zoals pompen). Elektriciteitsopbrengst door WKK of PV kan in mindering gebracht worden op het berekende energiegebuik (wat leidt tot een gunstige score).
Met de NTA 8800 worden de drie energieprestatie-indicatoren berekend:
BENG 1 (EweH+C;nd;ventsys=C1): Maximale energiebehoefte voor verwarming en koeling, in kWh/m² per jaar;
BENG 2 (EwePTot): Maximale primaire fossiele energiegebruik voor verwarming, koeling, verlichting, ventilatie, tapwater, bevochtiging, PV, in kWh/m² per jaar;
BENG 3 (RERPrenTot): Minimum aandeel gebruikte hernieuwbare energie, uitgedrukt in een %.
De termen BENG 1, 2 en 3 komen niet voor in de NTA 8800. De markt gebruikt deze termen omdat ze makkelijker zijn dan de officiële termen. In het vademecum gebruiken we, vanwege de aansluiting met de markt, daarom de termen BENG 1, 2 en 3.
De berekening van de BENG 2 indicator vertoont grote gelijkenissen met de berekening van de EPC in NEN 7120, de andere twee indicatoren zijn volledig nieuw ten opzichte van de NEN 7120.
BENG 1: Maximale energiebehoefte voor verwarming en koeling
De eerste energieprestatie-indicator heeft als doel om ontwerpers van woningen te stimuleren om een ontwerp te maken dat een zo laag mogelijke energiebehoefte heeft voor zowel verwarmen als koelen. Het gaat hierbij om de optelling van de warmtebehoefte (thermische energie!) en de koudebehoefte (thermische energie) op ruimteniveau uitgedrukt in kWhth/m² per jaar.
De BENG 1 indicator is zo vormgegeven dat het in feite een schilindicator is die niet beinvloed wordt door de keuze van de installaties en het ventilatiesysteem. Aspecten die wel van invloed zijn op de BENG 1 indicator zijn de mate van isolatie, geometrie, orientatie, zonwering, verhouding open/dicht van de schil en de thermische massa van de woning.
De BENG 1 indicator wordt, ongeacht het daadwerkelijk in de woning toegepaste ventilatiesysteem, altijd berekend met een vast ventilatiesysteem C1 om de invloed van het ventilatiesysteem uit te schakelen. Het gevolg van deze beleidsmatige keuze om te rekenen met een vast ventilatiesysteem is dat de berekende energiebehoefte voor BENG 1 niet de werkelijke energiebehoefte van de woning zal zijn. Men moet dus niet de fout maken om het verwarmingssysteem de dimensioneren op de BENG 1 indicator!
Doordat de BENG 1 indicator uitgedrukt wordt in kWhth/m² zal deze indicator voor een tussenwoning altijd lager (beter) zijn dan die van de naastgelegen hoekwoning omdat de hoekwoning een extra gevel heeft waar warmteverliezen over optreden. In een rijtje woningen is de hoekwoning dus de maatgevende woning voor BENG 1 (en BENG 2).
BENG 2: Maximale fossiele primaire energiegebruik
De tweede BENG indicator is de meest complete berekening. In deze berekening worden alle aspecten meegenomen: van energiebehoefte tot en met opwekkers die in deze energiebehoefte moet voorzien. Ook worden in deze berekening alle energieposten meegenomen: verwarming, koeling (indien aanwezig), ventilatie, warmtapwater, verlichting en de opgewekte elektriciteit met PV en/of WKK.De BENG 2 indicator wordt uitgedrukt in primaire energie per m² per jaar. De primaire energie wordt daarbij uitgedrukt in kWh. Zoals hiervoor al beschreven is de hoeveelheid primaire energie niet hetzelfde als de hoeveelheid energie die op de (elektriciteits)meter afgelezen kan worden. Bij de berekening van primaire energie wordt er rekenening mee gehouden dat er ook nog verliezen op kunnen treden bij de opwekking en het transport van de energie naar de woning.In NTA 8800 worden voor gasgebruiken geen verliezen in rekening gebracht voor het transport en de opwekking bij de bron (primaire energiefactor 1), bij elektriciteitsgebruiken moet rekening gehouden worden met een gemiddeld rendement van het elektriciteitsnet van 69% (primaire energiefactor 1.45).
De BENG 2 indicator wordt uitgedrukt in kWh/m² per jaar. Dat betekent dat ook bij deze indicator een tussenwonig beter zal scoren dan de naastgelegen hoekwoning die uitgevoerd is met hetzelfde maatregelpakket. De hoekwoning is dus maatgevend.
BENG 3: Minimaal aandeel hernieuwbare energie
Om te stimuleren dat in iedere nieuwbouw woning in Nederland gebruik gemaakt wordt van duurzame (hernieuwbare) energie is de BENG 3 indicator ontwikkeld. In de NTA 8800 worden de volgende posten gezien als hernieuwbare energie:
Elektriciteit die opgewekt is met PV-panelen op de woning;
Warmte die opgewekt is met zonnecollectoren op de woning;
De warmte die als bron in een warmtepomp gebruikt wordt (grondwater/bodem/oppervlaktewater/buitenlucht) m.u.v. warmte die uit het gebouw zelf afkomstig is;
Koude uit vrije koeling (bijvoorbeeld bij gebruik van een WKO);
Warmte die opgewekt is met een op vaste biobrandstoffen gestookt toestel (bijvoorbeeld houtpelletketel) die voldoet aan bepaalde minimale emissie-eisen;
(Een gedeelte van de) warmte die afkomstig is uit een stadsverwarmingsnet dat gevoed wordt door hernieuwbare energiebronnen.
Om te voldoen aan de eisen in het Bouwbesluit zal iedere woning in Nederland dus gebruik moeten maken van een (of meerdere) van de hiervoor genoemde technieken.
Een gebouw waarin geen gebruik gemaakt wordt van hernieuwbare energie, heeft een BENG 3 score van 0%. Een gebouw met een BENG 2 indicator van 0 kWh/m² heeft een BENG 3 score van 100% en een gebouw met een negatieve BENG 2 indicator heeft een BENG 3 scoren van meer dan 100%.
De inkoop van groene stroom of groen gas telt niet mee in de bepaling van de BENG 3 indicator omdat dit geen gebouwgebonden voorzieningen zijn.
TOjuli-indicator: Temperatuuroverschrijdingsindicator
We worden geconfronteerd met steeds warmere zomers. Hiermee neemt de noodzaak om maatregelen te treffen tegen oververhitting toe. Doordat nieuwe woningen zeer goed geïsoleerd worden, houden ze hun warmte meer vast. In de zomer kan dat problemen opleveren. Hogere binnentemperaturen leiden tot gezondheidsrisico's en overlast.
Om te voorkomen dat er woningen opgeleverd worden die in de zomermaanden veel te warm worden, is er de TOjuli-indicator. Deze indicator geeft aan of er een risico op oververhitting bestaat. Als de TOjuli-indicator onder 1,0 blijft, wordt verwacht dat de woning niet te warm wordt in de zomerperiode. Komt de indicator boven 1,0 uit, dan is een aanpassing van het ontwerp de eerste logische stap: kleinere ramen, ramen op andere oriëntaties, buitenzonwering, overstekken, zomernachtventilatie zijn voorbeelden van maatregelen die getroffen kunnen worden om het risico op oververhitting te verkleinen. Een ander alternatief is uiteraard het aanbrengen van een koelsysteem in de woning: maar dat heeft als nadeel dat het energiegebruik van de woning omhoog gaat.
Voor nieuw te bouwen woningen zal in de bouwregelgeving een grenswaarde worden opgenomen voor TOjuli. Dit is een indicatiegetal waarmee per rekenzone per oriëntatie van het gebouw inzicht gegeven wordt in het risico op temperatuuroverschrijding. De TOjuli volgt automatisch uit de energieprestatieberekening conform NTA8800.
Een temperatuuroverschrijdingsberekening met een dynamisch simulatieprogramma kan specifieker voorspellen wat het risico op temperatuuroverschrijding is. Indien de TOjuli de grenswaarde van 1,0 overstijgt mag aan de hand van een dynamisch simulatieprogramma alsnog aangetoond worden dat het risico op oververhitting acceptabel blijft. In dat geval mogen de Gewogen Temperatuuroverschrijdingsuren (GTO-uren) niet hoger zijn dan 450 GTO-uren.
Forfaitaire waarden
In de NTA 8800 zijn voor een groot aantal voorzieningen en constructies vaste rekenwaarden (forfaitaire waarden) opgenomen. Voorbeelden hiervan zijn het rendement van verwarmingsinstallaties en de U-waarden van de diverse kozijntypen (hout, kunststof en metaal). Met een (erkende) kwaliteitsverklaring voor een voorziening of constructie mogen ook gelijke of betere waarden gebruikt worden dan de standaard waarden.
In de 'Databank gecontroleerde kwaliteitsverklaringen' is een groot aantal goedgekeurde kwaliteits- en gelijkwaardigheidsverklaringen opgenomen. Deze kunnen door iedereen gratis worden geraadpleegd. De verklaringen zijn natuurlijk ook verkrijgbaar bij de betreffende fabrikanten of leveranciers.
Voorbeeld forfaitaire waarde
NTA 8800 geeft in tabel 11.18 het energetisch rendement voor warmteterugwinning in ventilatiesystemen. Het forfaitaire, in de norm opgenomen, rendement voor een tegenstroomwarmtewisselaar van kunststof bedraagt 0,80. Wanneer zo'n zelfde warmtewisselaar van een bepaald merk een hoger rendement heeft volgens een (erkende) kwaliteits- of gelijkwaardigheidsverklaring, dan mag dit hogere rendement in de berekening gebruikt worden. De verklaring moet bij de indiening van de bouwaanvraag overlegd worden.
CO2-emissieberekening
De BENG 2 indicator wordt berekend op basis van het primaire energieverbruik (in kWh). Het energiebeleid is voor een belangrijk deel gericht op CO2-emissiereductie. Als informatieve bijlage in de norm en in de bijbehorende software, is daarom een CO2-emissieberekening toegevoegd. De CO2-emissie per kWh verschilt immers per type brandstof zodat bij een zelfde BENG 2-waarde toch verschillende CO2-emissies kunnen voorkomen.
Berekenen energieprestatie-indicatoren van schetsontwerp
Ook in de eerdere fasen van een ontwerp, zoals het schetsontwerp, is het aan te bevelen al berekeningen uit te voeren. Dit is mogelijk door een aantal aannames te doen, waarbij een ruimtelijk ontwerp, situering en gevelindeling de basis vormen. Met name de BENG 1 indicator is gevoelig voor het bouwkundige ontwerp en de oriëntatie van de woning waardoor het noodzakelijk is om al in een vroege fase deze indicator te berekenen.
Niet in NTA 8800 opgenomen
Een aantal maatregelen dat in de praktijk energie kan besparen, is niet in de energieprestatie-berekening in te voeren. Dit is gedaan omdat deze maatregelen òf in strijd zijn met het Bouwbesluit-principe van vrije indeelbaarheid òf omdat deze maatregelen niet met zekerheid gehandhaafd blijven. Dit omdat zo'n maatregel bijvoorbeeld door bewoners gewijzigd kan worden zoals bij het vervangen van een waterbesparende (dus ook energiebesparende) douchekop door een 'normale' douchekop. Ook speelt soms het bewonersgedrag mee. Zo gaat de energiepresatie-berekening er van uit dat de binnentemperaturen in aangrenzende woningen gelijk zijn. Het isoleren van bijvoorbeeld woningscheidende wanden heeft dus geen effect op de energieprestatie-indicatoren, terwijl in werkelijkheid dit isoleren zeker energie kan besparen (als buren wél verschillend stoken).De niet opgenomen maatregelen kunnen echter wel degelijk zinvol zijn. Vaak bieden ze bewoners de kans extra energiezuinig te handelen en soms vergroten ze bovendien het comfort.
Voorbeelden:
Afsluitbare keuken (zie paragraaf 4.2.2);
Tochtportalen (zie paragraaf 4.2.2);
Warmte-isolatie van verdiepings- en zoldervloer (zie paragraaf 4.2.2);
Warmte-isolatie van woningscheidende wanden en vloeren (zie paragraaf 5.1.4);
Vensterbank boven radiatoren of convectoren zodat (in het stookseizoen) de opgaande warme luchtstroom niet achter eventuele gordijnen kan terechtkomen; zie paragraaf 7.2.2 voor de juiste detaillering want de vensterbank mag ook de warmte-afgifte aan de kamer niet belemmeren;
Sterk voor bewonersgedrag gevoelige energiebesparende regelingen van de installatie, zoals thermostatische radiatorknoppen en een regeling waarbij de temperatuur in de slaap/werkvertrekken geheel onafhankelijk is van de woonkamer (zie paragraaf 7.7.3, 7.2.6 en 7.4.1);
(Warm)waterbesparende douchekop (zie paragraaf 9.1.1);
(Warm)waterbesparende kranen (zie paragraaf 9.1.1);
Hot-fill aansluitpunten voor huishoudelijke apparatuur (zie paragraaf 9.1.4);
Energiezuinige apparatuur, verlichting, liften, et cetera (zie paragraaf 10.1).