Het thermisch zomercomfort wordt sinds 2021 via eisen aan nieuwbouwwoningen geborgd (TOjuli), maar voor bestaande woningen is er nog geen dergelijke wettelijke basis. Marco Damsteeg heeft zich met zijn afstudeeronderzoek op dit onderwerp gericht. Uit zijn onderzoek blijkt dat de GTO-rekenmethode geschikt is om een grenswaarde voor de bestaande bouw aan te koppelen. Welke grenswaarde dat precies is, lees je verderop in dit artikel.
Noodzaak voor eis bestaande bouw
Het risico op hoge temperaturen en hittestress in woningen neemt steeds verder toe. Enerzijds door de klimaatveranderingen en de steeds warmer wordende zomers in Nederland, anderzijds doordat we woningen steeds beter isoleren. Door de overheid wordt dit risico erkend en gelden sinds 2021 eisen aan nieuwbouw woningen om temperatuuroverschrijding in woningen tegen te gaan. Dit is in de vorm van een TOjuli eis. Wanneer niet aan deze eis wordt voldaan, dient het risico inclusief eventuele maatregelen via een gewogen temperatuuroverschrijdingberekening (GTO-berekening) onderzocht te worden.
Voor bestaande woningen die gebouwd zijn voor 2021 zijn op dit gebied nog geen wettelijke bepalingen. Dit terwijl er in bestaande gebouwen ook klachten kunnen ontstaan ten aanzien van het thermisch comfort in de zomer. Met name in woningen die tijdens renovaties en groot onderhoud energetisch verbeterd worden neemt het risico op hittestress toe. Terwijl renovatie en groot onderhoud juist natuurlijke momenten vormen waarop warmtebeperkende maatregelen eenvoudig en kostenefficiënt meegenomen kunnen worden.
ATG- en GTO-methode in gebouwsimulaties
De bestaande rekenmethoden adaptieve temperatuurgrenswaarden (ATG) en gewogen temperatuuroverschrijding (GTO) zijn in een onderzoek met elkaar vergeleken om te bepalen welke van de twee rekenmethoden het meest geschikt is om een grenswaarde aan te koppelen voor bestaande woningen. Op basis van de literatuur komt de ATG goed naar voren, deze methode houdt immers rekening met een acceptatie van hogere temperaturen in een woning wanneer het buiten ook warm is. En speelt daarmee in op de capaciteit van mensen om zich aan te passen aan hun omgeving. De GTO-methode houdt hier geen rekening mee.
Uit gebouwsimulaties komt een ander beeld naar voren: juist de GTO-methode blijkt de beter geschikte methode om een grenswaarde aan te koppelen dan de ATG. Eén van de belangrijkste argumenten die in het onderzoek naar voren komt is dat de ATG-, in tegenstelling tot de GTO-methode, geen realistisch spuigedrag hanteert. Spuien is 24 uur per dag mogelijk in de ATG en dat heeft een grote invloed op de uitkomsten van de gebouwsimulaties.
Het binnenklimaat in woningen met een hoge thermische massa (opgebouwd uit beton en steenachtige materialen) wordt hierdoor in de ATG-methode veel gunstiger beoordeeld dan het binnenklimaat in gebouwen met een lage thermische massa (opgebouwd uit hout- en staalconstructies).
De GTO-methode hanteert juist een zeer realistisch spuigedrag van maximaal vier uur per dag verdeeld over de ochtend en avond en benadert daarmee meer de praktijksituatie in de woningen.
Veel bestaande woningen hebben een hoge thermische massa en komen dusdanig gunstig naar voren in de ATG-methode dat het binnenklimaat als goed wordt beoordeeld, terwijl dit in werkelijkheid bij een normaal bewonersgedrag niet gegarandeerd kan worden.
Verder zorgt het uitgangspunt ten aanzien van spuiventilatie in de ATG voor merkwaardige uitkomsten. Wanneer de constructie van een woning wordt geïsoleerd met spouwisolatie of buitengevelisolatie, ontstaan met de ATG minder overschrijdingsuren. Dit leidt ertoe dat volgens de ATG minder of zelfs geen maatregelen nodig zijn na het verbeteren van de thermische schil, terwijl het zomercomfort in de praktijk verslechtert. Daarnaast blijven de binnentemperaturen snel onder de grenswaarden van de ATG zodra warmte beperkende maatregelen worden toegepast. Hierdoor is met de ATG het verschil tussen de maatregelen minder goed zichtbaar en worden effectievere maatregelen niet beter gewaardeerd.
De verschillende uitkomsten die ontstaan tussen de ATG- en GTO-methode na het na-isoleren met spouwisolatie en het toevoegen van de maatregelen zonwerend glas en zonwering zijn zichtbaar in de onderstaande grafieken. Vooral zichtbaar is dat er bij de GTO-methode een meer logische spreiding ontstaat van overschrijdingsuren en een meer ingrijpende maatregel beter gewaardeerd wordt.
Referentieklimaatjaren in ATG- en GTO-methode
Om de temperatuuroverschrijding te kunnen berekenen in een gebouwsimulatie worden referentieklimaatjaren gebruikt om het buitenklimaat aan te geven. Een referentieklimaatjaar is een statisch samengesteld jaar van historische klimaatgegevens. In de GTO-methode wordt het klimaatjaar 2018:T5 gehanteerd, dat staat voor een klimaatjaar met 5% kans op overschrijding (één keer per 20 jaar). In de ATG wordt het klimaatjaar 2018:T1 gehanteerd, dat staat voor een klimaatjaar met 1% kans op overschrijding (één keer per 100 jaar).
De temperaturen van de klimaatjaren zijn vergeleken met de klimaatvoorspellingen van het KNMI uit 2014 om te bepalen in hoeverre deze klimaatjaren gebruikt kunnen worden om woningen toekomstbestendig te maken. De ATG rekent met het meest kritische klimaatjaar en lijkt daarmee op de lange termijn het meest klimaatbestendig. Dit klimaatjaar is bestendig tegen alle voorspellingen voor 2050, alleen niet voor de meest extreme situatie die verwacht wordt in 2080. De GTO-methode rekent met 2018:T5 dat realistisch is voor het huidige klimaat en op de korte termijn klimaatbestendig is. Dit klimaatjaar is bestendig tegen de gematigde verwachtingen voor 2050 en 2080 alleen niet tegen de extreme verwachtingen uit 2050 en 2080.
Ondanks dat de ATG-methode met een kritischer klimaatjaar rekent is om de volgende redenen niet gekozen voor de ATG-methode om een grenswaarde aan te koppelen:
- Zelfs met dit kritische klimaatjaar komt de ATG onterecht gunstiger uit voor gebouwen met een hoge thermische capaciteit dan de GTO-methode.
- Er ontstaan niet meer overschrijdingsuren na het na-isoleren met spouwisolatie of buitengevelisolatie, terwijl het zomercomfort in de praktijk zal verslechteren.
- De verschillen tussen maatregelen worden niet goed zichtbaar gemaakt en een meer ingrijpende maatregel wordt niet beter beoordeeld.
Grenswaarden
Voor de GTO-methode zijn op basis van gebouwsimulaties passende grenswaarden bepaald voor de bestaande bouw. Er is geanalyseerd welke temperaturen en PPD-waarden ontstaan bij verschillende aantallen GTO-uren. Op basis van deze analyse zijn vier klassen bepaald om de huidige staat van een bestaand gebouw te beoordelen en te bepalen welke maatregelen er nodig zijn voor een verbetering van het thermisch zomercomfort.
De grenswaarden zijn ingedeeld in de volgende vier klassen:
- Goed: 0 – 450 GTO-uren
- Acceptabel: 450 – 900 GTO-uren
- Matig: 900 – 1350 GTO-uren
- Slecht: 1350+ GTO-uren
Hierbij betekent:
Goed: Als de woning aan deze klasse voldoet, dan wordt voldaan aan de nieuwbouw-eis. Daarmee is het risico op discomfort en oververhitting in de zomerperiode beperkt.
Acceptabel: Als de woning aan deze klasse voldoet, dan zal het risico op discomfort en oververhitting beperkt groter zijn dan dat in nieuwbouwwoningen. Uit onderzoek blijkt dat in deze klasse met name de uren met een beperkte overschrijding toenemen en extreme hoge temperaturen in aantal beperkt blijven. Deze uren treden vaak op in periodes waarin het buiten warm is en een hogere binnentemperatuur geaccepteerd wordt.
Matig: Als de woning aan deze klasse voldoet, dan kan de woning redelijk vaak onaangenaam warm worden en neemt het risico op discomfort en oververhitting toe. Uit onderzoek blijkt dat hierbij het aantal uren met extreem hoge temperaturen ook toeneemt. Deze klasse is alleen van toepassing in tijdelijke situaties of wanneer er onderbouwd kan worden waarom de klasse ‘acceptabel’ niet haalbaar is.
Slecht: Als de woning aan deze klasse voldoet, dan kan de woning erg vaak onaangenaam warm worden en neemt het risico op discomfort en oververhitting toe. Uit onderzoek blijkt dat hierbij het aantal uren met extreem hoge temperaturen ook flink zal toenemen.
Conclusie
Uit het onderzoek tussen de ATG- en GTO-methode blijkt dat de GTO-methode de meest geschikte methode is om een grenswaarde aan te koppelen voor temperatuuroverschrijding in de bestaande bouw. Dit ondanks dat de ATG-methode beter naar voren komt uit het literatuuronderzoek. Uit de gebouwsimulaties blijkt namelijk dat de GTO-methode een meer realistisch spuigedrag aanhoudt en ervoor zorgt dat gebouwen met een hoge thermische massa niet te gunstig beoordeeld worden. Verder ontstaat er bij de GTO-methode een meer logische spreiding van het aantal overschrijdingsuren en wordt een meer ingrijpende maatregel beter gewaardeerd. Er wordt hierbij geadviseerd om voor de bestaande bouw de klasse ‘Acceptabel’ te hanteren met een maximum van 900 GTO-uren. Hierbij kan de woning enigszins warm worden, maar de meest extreme situaties worden voorkomen.
