Minder energiegebruik en een beter binnenklimaat door goed samenwerkende energiesystemen

Triple glas of een warmtepomp is niet genoeg; ‘nul op de meter’ lukt alleen wanneer alle energiesystemen in een gebouw goed samenwerken.

Hogeschool Saxion en een aantal Oost-Nederlandse bedrijven ontwikkelden mede met EFRO-subsidie het Smart Tinylab voor systeemintegratie. Hier kunnen bedrijven onder realistische omstandigheden hun innovatieve producten testen.

Toen Christian Struck in 2017 lector Sustainable Building Technology (duurzame gebouwtechnologie) bij Saxion werd, viel het hem op dat de hogeschool geen werkplaats had waar studenten bouwinnovaties konden onderzoeken. Ook voor bedrijven ontbrak er een faciliteit waar ze hun toekomstige producten op het gebied van gevels, installaties, energiebesparing en CO2-vermindering konden testen. In overleg met Saxion en geïnteresseerde bedrijven ontstond het idee voor het Smart TinyLab voor systeemintegratie (STL).

Zonder EFRO was het lab er niet in de huidige vorm gekomen, zegt Struck. “Saxion had nog geen beslissing genomen over de investering in de bouw ervan. De toekenning van de EFRO-subsidie, die de exploitatie van het STL voor ruim drie jaar garandeerde, gaf de doorslag.”

Het Smart TinyLab heeft een oppervlakte van 46 m2 en bestaat uit betonnen vloeren, demontabele wanden en een plat dak met verlaagd plafond. Naast een technische ruimte zijn er twee identieke proefkamers waar bedrijven hun eigen producten zoals gevelelementen, ramen, warmtepompen, radiatoren of infraroodpanelen kunnen plaatsen. Beide proefkamers zijn voorzien van sensoren om diverse metingen te verrichten. Daarnaast staat het lab op een draaischijf, om de invloed van de zon op de experimenten te kunnen sturen.

Doordat de kamers (bijna) identiek zijn, is het mogelijk om verschillende toepassingen met elkaar te vergelijken. Bijvoorbeeld welke invloed verschillende wandconstructies (damp-open of dampdicht) hebben op de temperatuur en vochtigheid in een kamer. De onderzoeksresultaten geven bedrijven beter inzicht in de manier waarop hun producten ‘samenwerken’ met de andere onderdelen van een gebouw. Hierdoor is er minder energie nodig voor een aangenaam binnenklimaat.

Duurzame en slimme gebouwen

Bij de start van het EFRO-project bestond het consortium uit negen Oost-Nederlandse organisaties met ambitie de bouwsector duurzamer en slimmer te maken. Deze organisaties zijn: Hogeschool Saxion, Bouwschool Twente, Pilkington (glasproductie), Eaton (elektrotechniek) , installatiebedrijf Winkels Techniek (installatie), BINX (bouw en installaties), BRControls (automatiseringssystemen voor gebouwen), De Groot Vroomshoop (houten gevelmodules) en het regionale innovatieplatform Stichting Pioneering. Later sloten ook TwiQuel (sensoren) en Microgrid Solution (ontwikkeling gelijkstroomtechnologie) zich bij het consortium aan.

Naast het testen van innovatieve bouwmaterialen, waren er binnen het project diverse verschillende onderzoeken rond ‘sensing en monitoring’. Dit is het meten en communiceren van factoren die van invloed zijn op het energiegebruik en binnenklimaat, zoals temperatuur, luchtvochtigheid, lichtinval en vanzelfsprekend ook de aanwezigheid van gebruikers. Veel van deze metingen gebeuren via sensoren".

Met behulp van de meetgegevens kun je berekenen wanneer er veel energie nodig is in een ruimte en wanneer niet, zegt Struck. “Deze informatie dient als input voor geautomatiseerde verwarmingssystemen of apps waarmee gebruikers de temperatuur in hun ruimte regelen. Zo kun je met zo min mogelijk energie zorgen voor een aangenaam binnenklimaat ”

Verwarmingsglas in de praktijk

Glasfabrikant Pilkington onderzocht innovatief verwarmingsglas als duurzaam alternatief op bestaande verwarmingssystemen. Productmanager Marcel Ribberink: “Als het om energiezuinig bouwen gaat, onderschat men de mogelijkheden van isolatieglas. Inmiddels is het mogelijk om er zowel kou als hitte mee te weren. In het STL hebben we een nieuw soort isolatieglas onderzocht dat elektrisch wordt aangestuurd. Het glas is voorzien van een onzichtbare coating die comfortabele infraroodwarmte afgeeft en de potentie heeft om als hoofdverwarming te dienen . Uit testen is gebleken dat het glas efficiënt is en er weinig warmte naar buiten verliest.”

Ook gaven de testen aan dat het langer duurt om dit glas af te koelen dan om het op te warmen. Ribberink: “Dat betekent bijvoorbeeld dat je de ‘glasverwarming’ slim kunt aansturen. Ook dat spaart energie.”.

Pilkington kijkt terug op een geslaagd project. Ribberink: “We hebben een goed beeld van wat er nog nodig is om ons verwarmingsglas te vermarkten". Met de onafhankelijke testresultaten kunnen we ons goed presenteren wanneer we in 2024 de markt opgaan.”

Europees onderzoek

EFRO-subsidies zijn volgens Ribberink noodzakelijk, zeker voor bedrijven die geen torenhoge innovatiebudgetten hebben. “We zijn dan ook bezig met een nieuwe aanvraag die we deels ook weer in het STL willen uitvoeren.”

Ook van andere bedrijven komen steeds meer testaanvragen, zegt Struck. “Na afloop van het EFRO-project blijft het STL nog zeker tot 2031 onderdeel van Saxion. In die periode willen we het STL verder uitbouwen en meewerken aan Europese onderzoeksprojecten. Onze ambitie is om Oost-Nederland het centrum voor energiebewust bouwen te maken. Het STL gaatkan daar een belangrijke rol bij vervullen.”