Passiefhuis-ramen, de X-factor voor energieneutraal bouwen

Ramen, deuren en kozijnen zijn de zwakke schakels in een goed geïsoleerde gebouwschil. En daarom zijn ze bepalend voor het succes van energieneutraal bouwen. Passiefhuis-ramen op de juiste plek verminderen niet alleen het warmteverlies, maar verwarmen ook je huis in hartje winter. Minder stookkosten dus en meer comfort. Maar hiervoor is kennis nodig. Kennis in de kozijnfabriek, op het kantoor van stedenbouwkundigen en ontwerpers én op de bouwplaats.

Door Clarence Rose, expert energieneutraal bouwen en docent Kennisinstituut KERN

Traditioneel kozijn is vragen om problemen

Ramen kennen een lange geschiedenis. Vroeger maakte men gevelopeningen voor daglicht, frisse lucht en contact met buiten en nam men de winterkou die er door naar binnen kwam, voor lief. Ook in de recente bouwgeschiedenis, waarin energie steeds meer aandacht krijgt, komen ramen niet af van hun imago als energieslurper.

Maar de energetische verschillen tussen de gebouwschil en de traditionele gevelopening worden steeds groter. Behalve de domper op de energiebalans doen ze ook afbreuk aan het comfort. En dit proberen we dan op te lossen met beter isolerende beglazing. Maar nu wordt de zwakste schakel – het kozijn en de aansluiting op de gevel – een bouwfysische uitdaging. Condensvorming leidt hier tot een groot risico op bouwschade en een ongezond binnenklimaat. We kunnen dus niet meer om energetisch geoptimaliseerde gevelopeningen heen. Maar het leuke nieuws is: als je het goed aanpakt krijg je met geïsoleerde ramen de energiebalans perfect op de rit.

Energieleverende passiefhuis-ramen gebruiken de zon – Is dat te simpel?

Zonne-energie is cruciaal voor de toekomst van onze energievoorziening. Dit inzicht is al goed ingedaald: inmiddels beginnen Nederlandse daken op te vallen waarop géén pv-panelen schitteren. Als het om de potentie van ramen voor onze toekomst zonder fossiele brandstoffen gaat, tasten Nederlandse ontwerpers en bouwers veelal volledig in het duister. Gemiste kans, want het slim gebruikmaken van zonne-energie kan zo veel simpeler en goedkoper, de ecologische voetprint is veel kleiner en je kunt er veel meer comfort uit halen. Ramen kunnen onze kachels zijn.

Dan houd je aan ramen namelijk energie over en hoef je, zelfs in hartje winter, stukken minder te stoken. De stralingsintensiteit van de laagstaande winterzon op een zuidgevel is ruim 900W/m2. Als je deze opvangt via glas komt er een paar uur lang zo’n 500 W per m2 glasoppervlakte binnen. In een goed geïsoleerd gebouw kan deze warmtetoevoer voldoende zijn om het gebouw gedurende een etmaal op temperatuur te houden. Bij buiten 2 graden onder nul kan dus gewoon de kachel uit! Deze gratis warmte is essentieel voor passiefhuizen, maar komt ook in alle andere energieneutrale projecten van pas.

Energiepositief met passiefhuis-ramen

Ook door goed geïsoleerde ramen, met bijvoorbeeld een Uw van 0,85 W/(m2K), gaat 10 keer meer warmte verloren dan door een dik ingepakte gevel met een Rc van 10 m2K/W. Met de winterzon op de ruiten blijft er netto in het stookseizoen toch meer warmte over. Deze ramen zijn dus energiepositief. De voorwaarde is natuurlijk dat de kozijnen zelf ook zo min mogelijk energie lekken. State of the art zijn ramen met geïsoleerde kozijnen en een smalle aanzichtbreedte. De drievoudige beglazing houdt niet alleen warmte binnen maar laat de zonnewarmte wel goed door.

Oriëntatie is cruciaal voor energieleverende passiefhuis-ramen

Een positieve energiebalans bereik je alleen bij volle winterzon. Dus zuidgeoriënteerde ramen zonder noemenswaardige schaduw in de winter. Op oost of west zijn de winsten even hoog als de verliezen. En bij ramen aan de noordkant krijg je veel meer verlies dan winst.

Het stedenbouwkundige plan met een ongunstige ligging door schaduw en verkeerde oriëntatie kan de energierekening van energieneutrale gebouwen zomaar doen verdubbelen! En de oriëntatie van de straten heeft echt impact op de benodigde energielevering voor een hele wijk.

Ontwerpen met de juiste tools

Een juist ontwerp heeft dus een grote impact op de energieprestatie van een gebouw. Hiervoor zijn er handige tools beschikbaar. Bijvoorbeeld DesignPH, een op Sketchup gebaseerd 3D-energiemodel. Hiermee krijg je al in een vroeg ontwerpstadium inzicht in de impact van de oriëntatie, schaduw en de grootte van ramen op de energiebalans. Later kun je dit verfijnen met de nZEB-tool; een energiebalansberekening waarmee je de energieprestatie van gebouwen exact kunt voorspellen.

En, let op: met de befaamde U-window kom je er niet als het om werkelijke kilowatt-uurtjes gaat. Over de waarden die er echt toe doen lees je meer in de volgende afleveringen van deze blog.