Warmteverliesberekening ISSO 51/53/57 of PHPP? Het grote verschil zit in de aannames!

Een zeer goed geïsoleerde woning heeft maar weinig warmte nodig. Bij een passiefhuis zelfs zo weinig dat je gezin en tien kaarsen op tafel al voor voldoende warmte zorgen als het buiten vriest. Maar hoe kun je als installateur hier chocola van maken? Je wil de installatie volgens de regels erin zetten en dan moet je ook 2 jaar lang garanderen dat het werkt. Dat houden die kaarsen niet vol. Dan toch maar de ISSO 51/53 erop napluizen? Of mag je ook gewoon rekenen met PHPP en kun je er op aan als de passiefhuisadvieseur beweert dat een haarföhn in het ventilatiekanaal volstaat? 

Door Clarence Rose
Redactie en inhoudelijke ondersteuning door Ydo Schuuring en Carl-peter Goossen

Toekomstgericht bouwen vraagt om integrale installatie

De (bouw)wereld verandert in rap tempo. Meer integrale ontwerpteams, betere samenwerking tussen disciplines, nieuwe kwaliteitskaders en vernieuwende producten en diensten zijn inmiddels aan de orde van de dag. Maar soms schuurt het wel in het ontwerpproces. Wie nu een zeer goed geïsoleerde woning bouwt, kan erop rekenen dat de warmteverliesberekening onderwerp van discussie wordt. De installatie-adviseur komt vaak uit op een veel groter verwarmingsvermogen dan de passiefhuisontwerper. Het is dan niet eenvoudig om tot een goed concept te komen. Daarbij ligt de oorzaak meestal niet in een rekenfout, en ook niet in de gebruikte rekenmethodiek, maar in de uitgangspunten.

De marge maakt de meester?

Als installateur wil je vooral één ding: Zekerheid en problemen voorkomen. En als je dan het zekere voor het onzekere wil nemen kies je installaties die meer aankunnen dan nodig. Traditioneel strijken deze marges bouwkundige gebreken glad zorgen voor comfort ook als de wind door het huis giert. Daarom gaan traditionele warmteverliesberekeningen uit van een aantal veilige aannames. Denk aan een buitentemperatuur van -10 °C, koude aangrenzende ruimtes en luchtlekken. Dat levert een een hoger berekend vermogen op en een robuuste installatie.

Daarbij vragen grotere en complexe installaties ook meer inzet van de installateur. En een grotere investering. Vaak gaat dit wel ten koste van de betaalbaarheid, met name bij gebouwen met een hoogwaardige gebouwschil. En daar veroorzaken te grote installaties juist ook problemen. Die worden dan “opgelost” met nog meer installaties: Extra sturingen, buffers, bevochtigers. Er ontstaat een vicieuze cirkel van techniekstapeling die niets toevoegt aan comfort of kwaliteit. En die ook als onderhoudspost impact heeft op de woonlasten. Daarbij snijdt dit mes ook aan twee kanten: grote en complexe installaties zijn niet alleen duurder in productie en aanschaf, maar ook in gebruik. Een gebouw dat warm blijft wanneer in hartje winter de deuren openstaan, verbruikt makkelijk meer energie dan een gebouw waar bewoners in de gaten hebben dat het afkoelt. Een hoger energieverbruik wordt dan vaak ten onrechte toegeschreven aan het gedrag van bewoners. Op weg naar betere kwaliteit kom je uit op eenvoud: Lowtech.

Zeer energiezuinige passiefhuizen tikken anders

Goed geïsoleerde en luchtdichte gebouwen, en met name passiefhuizen, hebben dus iets andere eisen en mogelijkheden dan installateurs en installatie-adviseurs gewend zijn. Passiefhuizen “tikken” anders. Als alles goed op elkaar is afgestemd volstaat een minimale installatie om een gezond en zeer comfortabel binnenklimaat te creëren. Maar zo’n lowtech-installatie goed ontwerpen vereist nieuwe kennis en ervaring. Inzicht in die samenhangen is net zo belangrijk als een kwalitatief hoogwaardige uitvoering. Zowel van de gebouwschil als de installaties.

Foto links: Deze installatie voorziet een hele wijk van warmte en koelte @ De Groene buren. Bij het ontwerp is gebruik gemaakt van een nauwkeurige warmteverliesberekening met PHPP.
Foto: Bouwnext

Discussies over te grote vermogens en andere installatietechnische denkkaders zijn voor mij al zo’n 15 jaar vaste prik in mijn werkweek. Carl-peter Goossen was een van mijn eerste klanten. Ook hij, ja, je leest het goed, trok met zijn ontwerpteam de PHPP-berekening in twijfel. De installateur van de Veldhuizer school liet zich er niet van weerhouden om een warmtepomp te plaatsen met 10(!) keer de door mij berekende verwarmingscapaciteit voor deze passiefhuisschool. In hartje van de ijskoude winter 2012 stond deze veel te grote warmtepomp dagenlang op storing. En niemand had dit in de gaten. Al doende leert men. Carl-peter adviseert inmiddels scholen waar de kinderen de klas verwarmen en ook in de winter bij een grote bezetting met buitenlucht gekoeld wordt. Low tech.

Carl-peter Goossen: “Ik heb er zelf ook 1,5 jaar over gedaan om te snappen waarom het in goed geïsoleerde gebouwen werkt zoals het werkt. Iedereen moet er doorheen. Pas als je het een keer meemaakt dat die 2,5kW-warmtepomp echt volstaat, kun je de uitgangspunten beter beoordelen. Voor mij is PHPP nu de basis voor al mijn adviezen.”

Rekenregels warmteverliesberekening ISSO 51/53/57 en PHPP nu dichter bij elkaar

Adequate dimensionering verwarming zeer energiezuinig gebouw – hoe doe je dat?

Het goede nieuws is: Hoe beter de “theemuts”, hoe beter voorspelbaar is de verwarmingsbehoefte. Als je maar werkt met de juiste vertrekpunten, geschikte tools en kwaliteitsborging in de uitvoering.

Voor zeer energiezuinige en passieve gebouwen biedt het PHPP een solide transmissieberekening. Deze methode wordt sinds het begin van de jaren 1990 wereldwijd met succes toegepast in zeer energiezuinige nieuwbouw- en renovatieprojecten van uiteenlopende omvang en functie. Het PHPP staat onder voortdurende wetenschappelijke controle en validatie door het PHI en heeft zich bewezen als een robuust en betrouwbaar instrument. De nauwkeurige transmissieberekeningen maken een zeer precieze bepaling van zowel de piekbelasting als de benodigde verwarmingscapaciteit mogelijk.

Daarnaast is het PHPP een waardevol hulpmiddel tijdens het ontwerpproces. Het maakt de gevolgen van ontwerpkeuzes inzichtelijk en ondersteunt een integrale afstemming van bouwkundige en installatietechnische maatregelen.

Is een transmissieberekening met PHPP wettelijk toegestaan?

Ja, zeker. De Nederlandse bouwwetgeving eist juist een op het gebouw afgestemde verwarmingsinstallatie, dus zonder overcapaciteit, zie Bbl Artikel 4.248. Daarbij laat de wet het geheel over aan de adviseur op welke wijze hij/zij het warmteverlies bepaalt. De PHPP-berekeningsmethodiek is gebaseerd op de internationaal gevalideerde Europese norm EN 832. Gelukkig zien steeds meer installatie-adviseurs de toegevoegde waarde in van het PHPP als integraal en gevalideerd ontwerptool.

Bouwbesluit Artikel 4.248-2: Een technisch bouwsysteem is adequaat gedimensioneerd, geïnstalleerd, ingeregeld en instelbaar.

PHPP alternatief voor de BENG-berekening

Overigens is het PHPP ook als gelijkwaardige rekenmethode geaccepteerd voor de BENG. Zie de bevestiging hiervoor in het eindrapport van de adviescommissie STOER (op pagina 40). Bij gecertificeerde passiefhuizen en EnerPHit kun je PHPP gebruiken in plaats van NTA8800-berekeningen bij een aanvraag voor een bouwaanvraag. Ook kwaliteitsborgers voor de Wkb mag voor de controle van de energieprestatie gewoon samenwerken met een passiefhuis-certificeerder.

Nauwkeurige warmteverliesberekening ook met ISSO 51/54/57 mogelijk!

Natuurlijk kun je ook met ISSO 51/53/57 de passende verwarmingscapaciteit bepalen voor een zeer energiezuinig project. Deze is de meest gebruikelijke methode in Nederland en een vertaalslag van de Europese norm EN 12831-1.

ISSO 51/53/57 aangepast voor zeer energiezuinig bouwen

De opzet hiervan stamt uit een periode waarin Groningen nog geen last had van aardbevingen door gaswinning en overcapaciteit letterlijk voor ieders comfort zorgde. Voor toepassing in beter geïsoleerde gebouwen is deze methode sinds 2023 meermaals herzien. Met name zijn de rekenregels beter afgestemd op de condities in goed geïsoleerde gebouwen met WTW en een goede luchtdichting. De resultaten van de ISSO 51/53/57 en PHPP komen nu ook veel dichter bij elkaar.

Carl-peter Goossen: “In VABI krijg je nu dus nagenoeg dezelfde resultaten als in PHPP, mits je dezelfde uitgangspunten aanhoudt.”

Uitkomsten ISSO 51/53/57 gevoelig voor de invoerwaarden en aannames

Echter, de uitkomsten in een ISSO 51/53/57-berekening zijn sinds deze herziening sterk afhankelijk van de gehanteerde configuratiegegevens. Meer behoudende invoergegevens zoals bijvoorbeeld toch een minder goede luchtdichting dan beoogd, leiden nog steeds tot een behoorlijke overschatting van de transmissie. Dat zorgt in de praktijk, ook met de aangepaste berekeningen, tot soms zelfs flink overgedimensioneerde verwarmingsinstallaties.

Een belangrijke oorzaak ligt in de wijze waarop de extreme scenario’s worden bepaald. Zodra alle invoergegevens zijn ingevuld, genereert het rekenmodel automatisch een risico-inschatting en een bijbehorende vermogensbehoefte. Daarbij zijn bepaalde hogere risicoklassen uit eerdere versies van ISSO 51/53/57 verdwenen, terwijl de systematiek nog steeds uitgaat van veilige aannames die niet altijd goed aansluiten bij de omstandigheden van toekomstbestendige gebouwen. Voor de installatieadviseur die nog niet is gewend aan projecten met een zeer kleine warmtevraag kan dat soms juist tot verwarring leiden.

Foto rechts: Basis hiervoor was een energiebalansberekening met PHPP. Hierdoor kon een juiste inschatting worden gemaakt van de warmtebehoefte en bijpassende installatie voor de aangesloten woningen. Zo werd een overkill aan installaties voorkomen. Twee warmtepompen op één open bron verwarmen het hele erf met 26 woningen. © Bouwnext

Carl-peter Goossen: “Wij maken vaak mee dat installateurs domweg niet in de uitkomst van de ISSO- berekeningen geloven. Dan gaan ze toch maar sleutelen aan de invoergegevens. Dan zetten ze de luchtdichtheid op qv10=0,4 in plaats van 0,15, of voeren een minder efficiënt ventilatiessyteem in.”

Het is dus van belang dat je in de ISSO51/53/57-berekening de juiste bouwkundige vertrekpunten gebruikt. Wanneer factoren zoals luchtdichtheid, hoogwaardige isolatie, interne warmte, WTW-rendementen en de invloed van aangrenzende woningen correct worden meegenomen, kan de warmtevraag aanzienlijk lager uitvallen. Lager dan de waarden die op basis van de standaardmethodiek worden berekend. En lager dan je als installatieadviseur gewend was.

Hieronder lees je waar je als installatie-adviseur het beste rekening kunt houden bij een ISSO-berekening voor een (bijna) passiefhuis:

1) Moderne woningen blijven warm

In het verleden werd gerekend op situaties waarin aangrenzende woningen sterk konden afkoelen, bijvoorbeeld tot circa 10°C. Bij woningen met hoogwaardige isolatie, drievoudige beglazing en een WTW-installatie is dit niet realistisch. Zelfs bij afwezigheid en zonder actieve verwarming zal de binnentemperatuur hier niet verder dalen dan 17°C. In de capaciteitsbepaling van een verwarmingssysteem scheelt dit honderden Watt in het extra vermogen.

2) Transmissieberekening bij juiste randvoorwaarden

Ook de huidige versie van de ISSO 51/53/57 maakt gebruik van een eenvoudig maar extreem weerscenario voor de meest koude dagen. Het is dan -10ºC én bewolkt.

Maar dit is geen realistisch vertrekpunt voor de dimensionering van geïsoleerde gebouwen. Sterker nog, in Nederland is het zeer onwaarschijnlijk dat zich zo’n weer zich ooit zal voordoen.

Carl-peter Goossen: “Dan hebben we ijskoude wind uit Yekaterinburg én een vulkaanuitbarsting in Hamburg. In Nederland kan wekenlang de zon niet schijnen, maar dan is de temperatuur gemiddeld niet lager dan 2 ºC. Als de temperatuur dan zakt trekken de wolken weg en krijgen we zonnige winterdagen.”

Als het buiten vriest schijnt in Nederland de zon. En de winterzon zorgt voor zo’n 500W per m2 glasoppervlakte. Gratis warmte (in een gebouw zonder zonwerend glas, wel te verstaan). Deze passieve zonne-energie kan de warmteverliezen van een goed geïsoleerdere woning compenseren. Bij passiefhuizen gaat vaak de verwarming weer uit als het vriest.

3) Geïsoleerde gebouwen zijn resistent tegen extreem weer

Bovendien hebben goed geïsoleerde gebouwen een stabiel binnenklimaat. Of anders gezegd een hoge thermische inertie: Het duurt dagen tot weken voordat extreme koude buiten binnen voelbaar is. Daardoor zijn tijdelijke koudepieken vaak voorbij voordat ze überhaupt effect hebben op de warmtebehoefte.

Daarom houdt ook de ISSO 51/53/57 rekening met de tijdsconstante van hoogwaardig geïsoleerde gebouwen en rekent bij een correcte invoer van de bouwkundige gegevens met minder extreme buitencondities. Bij een goed geïsoleerde woning reken je met -6 ºC in plaats van -10ºC, het verschil dan rond de 360 W (het transmissieverlies van een goed geïsoleerde woning is ongeveer 90 W/K).

In verband met de thermische traagheid van goed geïsoleerde gebouwen rekent het PHPP met aangepaste klimaatdata. Voor de Bilt is de pieklasttemperatuur -2,7 ºC voor een extreem koude zonnige of -0,6 ºC voor een matig koude, bewolkte dag (of eigenlijk periode).
Ook de ISSO 51/53/57 houdt rekening met de tijdsconstante van hoogwaardig geïsoleerde gebouwen. De extreme buitentemperatuur van –10 °C mag hierbij worden gecorrigeerd met 4 °C. Dus een goed geïsoleerd gebouw reken je uit met een ontwerp-temperatuur van “maar” –6 °C.

4) Goed geïsoleerde appartementengebouwen werken als één geheel

Bij grotere gebouwen wordt vaak per zone of appartement gerekend. Dat kan bij een verkeerde aanname van de randvoorwaarden leiden tot een vertienvoudiging van de berekende warmtebehoefte.
In goed geïsoleerde gebouwen is er sprake van een goede spreiding in de gelijktijdigheid en houden de woningen elkaar warm. Hier is dus sprake van een extreme tijdsconstante. Het is dus zaak om de warmtebehoefte van dit soort gebouwen middels een een-zone-berekening te bepalen.

5) Minder techniek, meer kwaliteit – dat vereist andere afspraken

Je komt dus ook met de ISSO 51/53/57 redelijk in de buurt van de van een voorspelling met PHPP. Maar voor een installatie-adviseur blijft het spannend. Want met een “adequate installatie” ben je al je marges kwijt. Je wordt als installateur vaak verantwoordelijk gezien voor een goed thermisch comfort. Maar nu ben je daarvoor afhankelijk van de bouwkundige kwaliteit. Dat vereist een andere samenwerking, een betere afstemming tussen de disciplines en vakmensen. En kwaliteit: De bouwkundige en installatietechnische kant moeten op elkaar kunnen bouwen. Passiefhuiscertificering is zo’n gek idee niet.