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 en eventueel te treffen maatregelen via een gewogen berekening voor temperatuuroverschrijding (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 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 geschiktere 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.
Beton en steen gunstig voor ATG
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. Deze komen daardoor gunstig naar voren in de ATG-methode en het binnenklimaat wordt bij deze methode dan sneller als goed beoordeeld. In werkelijkheid kan dit bij een normaal bewonersgedrag echter niet gegarandeerd worden.
ATG en spuitventilatie
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. Zo kon bepaald worden in hoeverre deze klimaatjaren gebruikt kunnen worden voor het toekomstbestendig maken van woningen. 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 is realistisch voor het huidige klimaat en is op de korte termijn klimaatbestendig. Dit klimaatjaar is bestendig tegen de gematigde verwachtingen voor 2050 en 2080, maar niet tegen de meest extreme verwachtingen.
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. Hiermee kan de staat van een bestaand gebouw beoordeeld worden. Ook kan hiermee worden bepaald 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 dat als de woning aan de volgende klasse voldoet:
Goed: Hiermee wordt voldaan aan de nieuwbouw-eis. Het risico op discomfort en oververhitting in de zomerperiode is beperkt.
Acceptabel: Het risico op discomfort en oververhitting is beperkt groter zijn dan bij nieuwbouwwoningen. In deze klasse nemen vooral de uren met een beperkte overschrijding toe. Het aantal uren met extreme hoge temperaturen blijven echter beperkt. Deze uren treden vaak op in periodes waarin het buiten warm is en een hogere binnentemperatuur geaccepteerd wordt.
Matig: De woning wordt redelijk vaak onaangenaam warm en het risico op discomfort en oververhitting neemt toe. Ook het aantal uren met extreem hoge temperaturen neemt toe. Deze klasse is alleen van toepassing in tijdelijke situaties of wanneer te onderbouwen is waarom de klasse ‘Acceptabel’ niet haalbaar is.
Slecht: De woning wordt erg vaak onaangenaam warm en het risico op discomfort en oververhitting neemt toe. Het aantal uren met extreem hoge temperaturen neemt bij deze klasse ook flink toe.
Conclusie
Aan de hand van dit onderzoek kunnen een aantal conclusies worden getrokken. Zo blijkt de GTO-methode het meest geschikt 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. Hierdoor worden gebouwen met een hoge thermische massa niet te gunstig beoordeeld. 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.
Links
Bouwfysica
Daglichttoetreding
Nieuwe dachtlichtnorm NEN-EN 17037
