Januari 2025
De Renovatieverkenner kijkt naar alle mogelijke combinaties
Hulp bij verduurzamen bestaande woningvoorraad
In opdracht van de overheid ontwikkelen de TU/e, TNO en SmartTwin een rekenmodel waarmee verduurzamingsmaatregelen van woningen met elkaar zijn te vergelijken. Deze zogeheten Renovatieverkenner fungeert daarbij als onafhankelijke meetlat, die bij elke maatregel kijkt naar energiebesparing en het bijbehorende effect op bijvoorbeeld bewonerscomfort, de gezondheid, CO2-uitstoot en netbelasting.
Vanwege de klimaatdoelstellingen is het noodzakelijk ook de bestaande woningvoorraad te verduurzamen. Hiervoor is inmiddels een groot aantal oplossingen beschikbaar variërend van warmtepompen, isolatie en pv-panelen tot slimme regelingen en aandacht voor gebruikersgedrag. Maar welke oplossing, of welke combinatie van oplossingen, levert in welke situatie nu het meeste profijt op? Om deze vragen te beantwoorden, wordt het rekenmodel ‘de Renovatieverkenner’ ontwikkeld.
Projectmanager dr.ir. Lisanne Havinga: ‘Initieel is de Renovatieverkenner bedoeld voor rijwoningen en appartementen gebouwd tussen 1945 en 1990. Het rekenmodel is daarbij geschikt voor het geven van onafhankelijk, gedegen en betrouwbaar verduurzamingsadvies, dat geoptimaliseerd is voor zowel kosten als CO2. Dit is noodzakelijk om handelingsperspectief te bieden aan corporaties en particuliere bewoners. Zeker bij particulieren is een bepaalde mate van ‘maatwerkadvies’ noodzakelijk. Ook is het belangrijk om de verwachte verandering in gebouwprestaties zo accuraat mogelijk te berekenen, waarbij gebruikersgedrag een grote rol speelt.’
de Renovatieverkenner kan omgaan met een diversiteit aan aspecten
Synergetische effecten
Met de Renovatieverkenner is voor elke woning uit te rekenen welke effecten een bepaalde maatregel heeft op onder meer kosten en energiebesparing, maar ook op het te verwachten comfort in de zomer en winter, de kwaliteit van het binnenklimaat, CO2-uitstoot en de belasting van het elektriciteitsnet. Kortom: alle factoren die voor een bewoner of gebruiker van een gebouw het ‘welzijn’ bepalen, gecombineerd met duurzaamheidsaspecten.
Bij maatregelen valt te denken aan het isoleren van bijvoorbeeld dak, vloer, muur en venster, maar ook aan het installeren van een warmtepomp, ventilatiesysteem of nieuwe radiatoren. Ook investeren in pv-panelen of een zonneboiler is een bekende en veelal zinvolle maatregel. Door de opzet is de Renovatieverkenner bovendien in staat om niet alleen een enkele maatregel door te rekenen, maar ook alle mogelijk combinaties. Hiermee krijgt de gebruiker inzicht in de opgetelde effecten en mogelijk synergetische effecten. Tot slot geeft het rekenmodel op basis van alle berekeningen en vergelijkingen een advies met betrekking tot de beste pakketten aan maatregelen. Daarbij houdt hij rekening met de voorkeuren van de gebruiker met betrekking tot bijvoorbeeld kosten, comfort, terugverdientijd of energiebesparing.
Havinga: ‘Vooral het feit dat de Renovatieverkenner kan omgaan met een diversiteit aan aspecten is uniek. Veel andere rekenmodellen kunnen bijvoorbeeld niet vaststellen in welke mate je moet isoleren wanneer een warmtenet op wijkniveau van 50 °C beschikbaar is. Of hoe je oplossingen optimaliseert op basis van kosten of juist energiebesparingen. En dat is juist van belang, omdat je als woningeigenaar nu eenmaal geen onbeperkte middelen hebt, maar wel een maximaal resultaat wilt behalen.’
Bij maatregelen valt te denken aan het isoleren van bijvoorbeeld dak, vloer, muur en venster, maar ook aan het installeren van een warmtepomp, ventilatiesysteem of nieuwe radiatoren.
Hoofdkenmerken
Het onderscheidend vermogen van de Renovatieverkenner is onder te verdelen in vier hoofdkenmerken – Klimaat, Gebruiker, Woning en Oplossing – die zich vooral richten op de ‘echte’ wereld in plaats van een sterk vereenvoudigde werkelijkheid, zoals deze in veel bestaande tools wordt gebruikt. De huidige technologie maakt het mogelijk om grote hoeveelheden data gelijktijdig te verwerken en houdt daarbij ook rekening dat verschillende factoren op uiteenlopende manieren afhankelijk zijn van elkaar. Om de rekentijd te beperken, worden overigens zoveel mogelijk combinaties op voorhand uitgerekend en de resultaten ondergebracht in een database. Havinga: ‘Met het grote aantal variabelen gaat het dan inderdaad om miljoenen oplossingen per woning die worden aangeroepen op basis van de input van de gebruiker.’
Klimaat
Veel adviestools die op dit moment worden ingezet, zijn gebaseerd op modellen die gebruik maken van berekeningen op basis van maandgemiddelden (zoals NTA 8800). Dat betekent dat deze modellen ervan uitgaan dat het in juli/augustus buiten 18 °C is, in januari 2,5 °C en dat binnen – in álle ruimtes – constant dezelfde temperatuur heerst. De hele maand lang.
Havinga: ‘Met deze input is moeilijk of niet te achterhalen wat de impact van een oplossing nu precies is op het zomer- en wintercomfort. Dit zijn immers dynamische aspecten die je niet kunt beoordelen op basis van maandgemiddelden. Daarvoor moet je weten wat er precies gebeurt tijdens een hittegolf, zoals we die de laatste jaren vaker hebben gezien. Hetzelfde geldt voor aspecten als een gezond binnenklimaat en piekbelasting van het elektriciteitsnet. Dit zijn ook dynamische aspecten die niet op maandgemiddelden zijn te beoordelen. De Renovatieverkenner lost dit op met modellen die het klimaat, de woning en de gebruiker in veel kleinere tijdstappen – typisch van 5 minuten tot 1 uur – fysisch kunnen doorrekenen.’
Het onderscheidend vermogen van de Renovatieverkenner is dat het zich vooral richt op de ‘echte’ wereld in plaats van een sterk vereenvoudigde werkelijkheid.
Gebruiker
Ook het tweede aspect betekent een belangrijke ‘verfijning’ van bestaande modellen die rekenen met een standaard gebruiker. Hoewel het een logische vereenvoudiging is om modellen werkend te krijgen, is het al langer bekend dat juist het gedrag van een gebruiker van grote invloed kan zijn op de hoeveelheid gebruikte energie. Met de eigenschappen van een standaard gebruiker wordt het dus lastig om een betrouwbaar advies te geven over de impact van bepaalde maatregelen.
Havinga licht toe: ‘Om het effect van de gebruiker maximaal mee te nemen, rekent de Renovatieverkenner met een grote variatie aan gebruikersprofielen en gedrag. Wanneer informatie over de gebruiker wordt ingevoerd, wordt het meest vergelijkbare gebruikersprofiel geselecteerd om mee te rekenen. Dit maakt het mogelijk de effecten – vooral de potentiële energiebesparing – nauwkeuriger te bepalen. Maar ook kan advies worden bepaald op basis van een ‘mix’ van gebruikersprofielen, zoals dit aan de orde is bij een gezin. Hiermee kun je zoeken naar ‘robuuste’ oplossingen die minder gevoelig zijn voor gebruikersgedrag.’
Tot slot rekenen huidige modellen de woning vaak door als één zone. Hierbij is het gedrag van bewoners (zoals de instelling van de thermostaat) op zolder hetzelfde als in de woonkamer. Ook gaan conventionele modellen uit van een kamer op het zuiden die evenveel opwarmt door de zon als een kamer op het noorden. Doordat de Renovatieverkenner een model met meerdere zones gebruikt, is onder andere het comfort en het binnenklimaat van de echte gebruiker in de verschillende ruimtes te bepalen. Ook zijn besparingen als gevolg van isolatie realistischer in te schatten, omdat het bijvoorbeeld bij dakisolatie veel uit maakt of de zolder en verdiepingen wel of niet worden verwarmd.
Woning
Rekenen met het echte klimaat en de echte bewoner leidt automatisch naar de derde factor die een onderscheidende rol speelt in een duurzaamheidsrekentool: de echte woning. Havinga: ‘Ook hier hebben we met de Renovatieverkenner een verfijning aangebracht, door een grote variatie aan woningkenmerken door te rekenen van de betreffende woning. Denk daarbij aan de geometrie, het glasoppervlak, de spouwdiepte, of de woning een kruipruimte heeft of niet, de oriëntatie en meer. Ook zijn in de bestaande woningvoorraad vaak al maatregelen genomen, die je mee wilt kunnen nemen in het bepalen van de vervolgstappen.’
De Renovatieverkenner combineert de eigenschappen van een oplossing – bijvoorbeeld een warmtepomp – met verschillende warmte-afgiftesystemen, ventilatiesystemen, isolatiemaatregelen enzovoort.
Oplossing
Door de huidige rekenkracht van computers en het feit dat miljoenen doorgerekende combinaties in een database zijn ondergebracht, is met De Renovatieverkenner een nauwkeuriger advies te geven dan uitsluitend een aantal standaardoplossingen of scenario’s. Havinga: ‘Dit is een belangrijke eigenschap van de rekentool. Want uiteindelijk is de geadviseerde oplossing hetgeen waar een eigenaar of beheerder mee aan de slag gaat en wat de winst met betrekking tot duurzaamheid bepaalt.’
Zij vervolgt: ‘Wanneer hij of zij zelf een pakket moet samenstellen, is de kans groot dat dit niet het meest optimale is, maar op dat moment heb je geen andere keus dan het op gevoel te doen. De Renovatieverkenner is juist wel in staat om alle verbanden te leggen en de impact daarvan door te rekenen op relevante punten. Zo combineert hij de eigenschappen van een oplossing – bijvoorbeeld een warmtepomp – met verschillende warmte-afgiftesystemen, ventilatiesystemen, isolatiemaatregelen enzovoort. Daarbij kan de gebruiker ook gebruikmaken van een ‘vetorecht’ door bepaalde maatregelen af te dwingen of juist uit te sluiten. Dit afhankelijk van bijvoorbeeld de financiële mogelijkheden of eigen ervaring, al dan niet goed of slecht.’
‘Tool is in staat om alle verbanden te leggen en impact daarvan door te rekenen’
Toepassingen
Gedurende de ontwikkeling van de Renovatieverkenner worden elk kwartaal werksessies georganiseerd. Hierin kunnen experts en uiteenlopende stakeholdergroepen feedback geven, zodat de modellen aansluiten bij de behoefte. Op basis van samenwerking met een diversiteit aan stakeholders heeft het projectteam ook de doelgroepen duidelijk in kaart gebracht. De Renovatieverkenner wordt ontwikkeld voor onder andere de eigenaar van een woning die wil weten wat voor hem het ideale pakket is om te verduurzamen. Daarnaast kunnen woningcorporaties, maar ook gemeentes, adviseurs, aannemers en projectontwikkelaars tot aan de overheid en banken er hun voordeel mee doen.
Het voordeel voor particuliere woningeigenaren moge duidelijk zijn. Voor woningcorporaties en vve’s biedt het advies mogelijkheden om oplossingen te clusteren bij grootschalige aanbestedingen. Dit clusteren gebeurt door op basis van de grote hoeveelheid data die is gegenereerd, een woningclassificatie voor vraagbundeling te baseren. Havinga: ‘Op deze manier zoeken we een balans tussen optimale oplossingen op woningniveau en een bredere uitrolbaarheid over de woningvoorraad waar de industrie op kan de standaardiseren, industrialiseren en innoveren. En zelfs zodanig dat concepten breed zijn toe te passen. Hier zal deels weer een vereenvoudiging plaatsvinden, omdat bij clustering wel rekening wordt gehouden met de echte woning, maar niet meer met de echte gebruiker. Voor aannemers en projectontwikkelaars voorziet de rekentool in mogelijkheden om ‘terug te rekenen’. Zij kunnen bijvoorbeeld een pakket renovatiemaatregelen invoeren en krijgen vervolgens inzicht in de woningkenmerken en optimalisaties die hier optimaal bijpassen.’
De tool rekent niet alleen een enkele maatregel door, bijvoorbeeld pv-panelen, maar ook alle mogelijk combinaties.
Tot slot is de rekentool bij uitstek geschikt voor het onderbouwen van besluiten. Of dit nu een besluit is van een vve, de overheid, een bank of een gemeente. De laatste kan hiermee onder meer zijn subsidiebeleid onderbouwen en andere besluiten verantwoorden.
Voortgang
Het project waarin De Renovatieverkenner wordt ontwikkeld, is ruim over de helft. Het project is gestart in 2022 en zal naar verwachting begin 2026 worden afgerond. Havinga: ‘In de eerste fase hebben we een solide basis voor de modellen gelegd met onder meer wetenschappelijk onderzoek naar modelleerkeuzes. Denk daarbij bijvoorbeeld aan uitgebreide studies naar het modelleren van luchtstromingen en ventilatie in het gebouw, maar ook aan het gedetailleerd modelleren van warmtepompen en warmte-afgiftesystemen. Met dit laatste is de warmtepompcapaciteit te bepalen voor verschillende winter-ontwerptemperaturen en zijn de warmte-afgiftesystemen te specificeren. Vervolgens bepaalt het model voor elke tijdstap (van 10 minuten tot een uur) wat de gevolgen van deze keuzes zijn voor de afgiftetemperatuur en bijbehorende COP van de warmtepomp. Ook kan je in de uitkomsten de gevolgen zien van deze keuzes voor de netbelasting.’
In het afgelopen jaar is daarnaast gewerkt aan het ontwikkelen van de optimalisaties en het ontwikkelen van de eerste versie van de modellen voor een grote variatie van rijwoningen en appartementen en gebruikersprofielen. Dit jaar worden de eerste versies van de rekenmodellen en databases openbaar gemaakt, zodat de markt er gebruik van kan gaan maken.
Tekst: ing. Marjolein de Wit - Blok
Fotografie: iStock
Meer weten over innovatieve technieken en ontwikkelingen?
Meld u dan nu aan voor onze gratis nieuwsbrief