Door innovaties is de gevel de afgelopen decennia ontwikkeld. Een belangrijke grondslag voor deze ontwikkelingen is duurzaamheid. Hierdoor zijn nieuwe materialen en producten ontwikkeld en/of geschikt gemaakt voor toepassing in de gevel. Tevens zijn productieprocessen van de materialen en producten verbeterd. Dit geeft architecten en adviseurs de mogelijkheid om technisch hoogwaardig presterende gevels te ontwerpen.
In de volgende paragrafen worden enkele voor de gevel belangrijke ontwikkelingen besproken. Betreffende ontwikkelingen zullen terugkomen in het tweede deel van dit rapport.
B
In bijlage 2D wordt nader ingegaan op de producten en materialen welke zijn voortgekomen uit innovatie. Tevens is de volledige literatuurstudie met betrekking tot de consequenties voor de geveltechniek toegevoegd.
Vakvullingen 4.4.1
GLAS
TRIPLE GLAS
Sinds enkele jaren is in Nederland driebladig isolatieglas, het zogenaamde ‘triple glas’, op de markt. Met de meest optimale samenstelling van een driebladig glas kan een warmtedoorgangscoëfficiënt worden bereikt van circa 0,5 W/m2∙K. Voor een tweebladig glas geldt dat in de meest optimale situatie een warmtedoorgangscoëfficiënt van 1,0 W/m2 ∙K kan worden bereikt. Naast deze positieve eigenschap kent de toepassing van triple glas ook negatieve eigenschappen. Door het extra glasblad is er sprake van een hoger gewicht. Dit dient door het kozijn- of vliesgevelsysteem te
worden opgevangen. Hierdoor dienen profielen dieper en zwaarder gedimensioneerd dienen te worden. Tevens kan er bij triple glas resonantie optreden doordat, over het algemeen, glasbladen met een zelfde dikte worden toegepast. Daarnaast is het mogelijk dat er sprake is van een langere zichtbaarheid van oppervlaktecondensatie op de buitenruiten.
Voorbeeld:
ClimaTop van Saint Gobain Glass Solutions (SGGS).
AFSTANDHOUDER
Figuur 16: Swiss Spacer Bron: Swisspacer
Figuur 17: Traditionele afstandhouder Bron: Goodbrilliant
De afstandhouder tussen de glasplaten, bij meerbladig glas, is een thermische brug. Dit zorgt voor een energieverlies. Middels het toepassen van andere materialen, als kunststof, is het mogelijk om
de lineaire
warmtedoorgangscoëfficiënt van de afstandhouder te verlagen naar circa 0,03 W/m ∙K.
Voorbeeld:
Swisspacer van Vetrotech Saint-Gobain
TGI-spacer van Technoform Glass Insulation
ISOLATIEMATERIALEN
Met minerale materialen en plantaardige stoffen kan niet altijd meer worden voldaan aan de eisen zonder een dik pakket toe te passen. Hierdoor is men uitgekomen bij kunststoffen. Met behulp van deze kunststoffen is een lage warmtegeleidingscoëfficiënt te behalen. Tevens is het mogelijk om deze materialen toe te passen bij een grote belasting. Voorbeelden van dergelijke isolatiematerialen zijn PIR, PUR XPS of EPS. Voor deze isolatiematerialen gelden de waarden zoals deze in Tabel 4 zijn weergeven.
Tabel 4: Isolatiewaarden Materiaal λ-waarde [W/m∙K] Warmteweerstand (Rd) bij 100 mm [m2∙K/W] Minerale isolatiematerialen
Isover Mupan Glaswol 0,035 2,85
Rockwool Rockfit 433 Steenwol 0,035 2,85
Harde Isolatie
Kingspan Kooltherm K8 0,021 4,76
Knauf Therm 200 EPS 0,034 2,94
Knauf Polyfoam C350A XPS 0,036 2,78
Kingspan Therma TW50 PIR 0,023 4,35
Recitel Eurowall PUR 0,023 4,35
Profielsystemen 4.4.2
Ten aanzien van de thermische isolatie van profielen is sinds 1 maart 2013 een wijziging in het Bouwbesluit 2012 opgetreden. Hierbij is de maximale warmtedoorgangscoëfficiënt voor gevelelementen verlaagd van 2,2 W/m2∙K naar 1,65 W/m2∙K9. Dit heeft onder andere als consequentie dat bepaalde profielsystemen niet meer toegepast kunnen worden. Op het gebied van profielsystemen hebben vele ontwikkelingen plaatsgevonden aangezien het profiel thermisch de zwakste schakel is in een gevelelement.
In Figuur 18 wordt een indicatie van de U-waarde weergegeven van aluminium gevelelementen samengesteld uit een kozijnprofiel en een beglazing bij een kozijnoppervlak van 20%. Om te voldoen aan de geldende Bouwbesluit- eis mag een kozijn maximaal een Uf hebben van maximaal 3,8 W/m2∙K. Hierbij dient tegelijkertijd glas toegepast te worden met een Ug van 0,5 W/m2∙K. Een en ander hangt met elkaar samen en is afhankelijk van de configuratie van een gevelelement. Te allen tijde dient er sprake te zijn van een Uw ≤ 1,65 W/m2∙K.
Figuur 18: U-waarde VMRG-gevelelement Bron: VMRG
KOZIJN PROFIELEN
Van aluminium kozijnprofielen zijn met name de thermische onderbrekingen ontwikkeld. Middels een kunststof isolator zijn twee aluminium profielen aan elkaar gekoppeld. Ten aanzien van het soort toegepaste kunststof en de wijze van uitvoering van de isolator vinden de ontwikkelingen plaats. In de isolator worden onder andere ‘kamers’ gecreëerd waarin stilstaande lucht als isolator kan dienen en de stralingsoverdracht reduceert. In Figuur 19 is de ontwikkeling van kozijnprofielen weergegeven.
AWS 65 BS Uf = 2,4 W/m2∙K AWS 75 BS HI Uf = 1,8 W/m2∙K AWS 75 BS SI Uf = 1,4 W/m2∙K Figuur 19: Kozijnprofielen Brom: Schüco International
De eerste figuur toont een ‘standaard’ kozijnprofiel voor een blokraam. In dit profiel zijn geen extra maatregelen aangebracht ten aanzien van de thermische isolatie. Ten opzichte van de eerste figuur geldt voor de tweede figuur dat de dieptemaat is veranderd waardoor het oppervlak van de kunststof isolator is vergroot. Daarnaast zijn in de kunststof isolator kamers aanwezig en is tussen de twee isolatoren een extra isolatiestrip aangebracht. In de derde figuur is het profiel uit de tweede figuur verder verbeterd. Hierbij zijn onder andere meer kamers gecreëerd en is het middendichtingsrubber verder verbeterd.
De aanpassingen van de aluminium profielen zoals deze zijn weergegeven in Figuur 19 zijn nodig om aan de hogere eisen te voldoen ten aanzien van de warmtedoorgangscoëfficiënt.
VLIESGEVELPROFIELEN
Voor vliesgevels zijn de ontwikkelingen niet even zichtbaar aan het profiel als voor de kozijnen. Er zijn enkele wijzigingen uitgevoerd welke een aanzienlijke
invloed op de U-waarde van het profiel. De voornaamste wijziging aan de vliesgevelprofielen is met betrekking tot de profielisolatoren. De breedte, hoogte en vorm van de isolator speelt hierbij een rol. In Figuur 20 wordt een indicatie weergegeven van de invloed van de dikte van de isolator op de warmtedoorgangscoëfficiënt van een vliesgevelprofiel.
Figuur 20: Indicatie van de isolatiewaarde op de dikte van isolator Bron: VMRG
Ten aanzien van de vorm geldt dat hoe meer de profielisolator gevormd is en hoe meer obstructies er aanwezig zijn in de sponning van het vliesgevelprofiel in de vorm van schotjes, des te meer met name de straling en convectie in het profiel vermindert. Dit resulteert in een lagere U-waarde (zie Figuur 21).
Schüco FW50+ (Uf =2,2 W/m2∙K) Schüco FW50+.HI (Uf =1,6 W/m2∙K) Schüco FW50+.SI (Aluminium schroeflijst) (Uf =1,3 W/m2∙K) Schüco FW50+.SI (kunststof schroeflijst) (Uf =1,2 W/m2∙K) Figuur 21: Vliesgevelprofielen Bron: Schüco International
Daarnaast wordt er ter plaatse van de schroeflijst meer aandacht besteed aan het luchtdicht maken van het profiel. Hierdoor ontstaat er een kamer met stilstaande lucht. Echter de luchtdichtheid mag de drukvereffening in de sponning ten behoeve van de waterdichtheid hierbij niet beletten.
Ten slotte is er bij vliesgevel de ontwikkeling dat de schroeflijsten worden uitgevoerd in kunststof in plaats van in aluminium. Dit levert een kleine winst op ten aanzien van de warmtedoorgangscoëfficiënt van het profiel. Dit is te zien in de derde en vierde figuur van Figuur 21.
5 DE FINANCIERING VAN DUURZAAMHEID
5.1 ALGEMEEN
Vanuit gebouweigenaren en ontwikkelaars wordt gesignaleerd dat, door het maatschappelijk verantwoord ondernemen, de economische crisis en de steeds strengere wetgeving ten aanzien van de energiezuinigheid van gebouwen, het steeds belangrijker is dat gebouwen volgens het principe van duurzaam bouwen worden gerealiseerd. Hierbij is aandacht voor de energiezuinigheid, het materiaalgebruik, het watergebruik, het comfort dat een gebouw biedt en de toekomst van een gebouw. Door gebouweigenaren en ontwikkelaars wordt dit vastgelegd middels prestatie-eisen in het programma van eisen. Deze prestatie-eisen hebben betrekking op de bouwfysische, bouwtechnische en installatietechnische kwaliteit van een gebouw. De eisen worden steeds scherper gesteld. Dit gebeurt ook wanneer het behalen van deze prestatie-eisen een grotere investering vereist. Om een inzicht te krijgen in de duurzaamheid van een gebouw vertalen ontwikkelaar, gebouweigenaar en gebouwgebruiker dit naar een bepaalde duurzaamheidsscore volgens een beoordelingsmethode (zie hoofdstuk 3). De duurzaamheidsscore toont aan dat het gebouw voldoet aan de ambitie. Tevens vormt dit een bewijs van hun investering.
In dit hoofdstuk zal de achtergronden van het investeren en exploiteren van een gevel en het investeren in duurzaamheid worden verduidelijkt. Hierbij zal niet inhoudelijk worden ingegaan op de principes achter investeren. Dit behoort niet tot het onderzoek.
5.2 DE GEVEL
Investering 5.2.1
De investering voor een gebouw bestaat uit de volgende onderdelen10: Grondkosten
Bouwkosten Inrichtingskosten Bijkomende kosten
De gevel is onderdeel van de bouwkosten welke gerelateerd zijn aan de bouwkundige en (eventueel) installatietechnische werken van een gebouw. In
de ontwerpfase kan voor de gevel een maximale vierkante meter prijs worden vastgesteld. Hiermee wordt de investering in de gevel begrensd. Over het algemeen bedraagt de gevel, afhankelijk van het prestatieniveau, circa een kwart van de bouwkosten welke nodig is voor de realisatie van het gebouw.
Exploitatie 5.2.2
De exploitatielasten van een gebouw zijn opgebouwd uit de volgende onderdelen11: Vaste kosten Energiekosten Onderhoudskosten Administratieve beheerskosten Specifieke bedrijfskosten
Binnen de levensduur van een gebouw maakt de gevel onderdeel uit van de exploitatie. De gevel is van invloed op de vaste kosten, energiekosten en onderhoudskosten van een gebouw. Bij de vaste kosten dient rekening te worden gehouden met afschrijving van de gevelconstructie ten opzichte van de prestatie. Ten aanzien van de energiekosten is de gevel van invloed op de verwarming en/of koeling van een gebouw. Bij een goede thermische isolatie van de gevel kunnen de energiekosten worden verlaagd. De onderhoudskosten van de gevel zijn opgebouwd uit kosten voor technisch onderhoud en schoonmaakonderhoud. De totale exploitatie kosten van de gevel worden per vierkante meter bepaald. Onderhoud vormt hierin de grootste factor.
5.3 INVESTEREN IN DUURZAAMHEID
Het kiezen voor een hoge duurzaamheidsscore bij een beoordelingsmethode vraagt om een investering. Bij een investering verwacht men, over het algemeen, een positief rendement te behalen binnen een gestelde termijn. De kosten van duurzaam bouwen zijn regelmatig onderdeel van discussie. Zo wordt de vraag gesteld of bepaalde investeringen ten aanzien van de duurzaamheid zich wel terug zouden moeten verdienen. In principe is een gebouw een gebruiksvoorwerp en geen winstgevend object. Voor investeringen welke de energiezuinigheid van gebouwen verbeteren, wordt door het Ministerie van infrastructuur en milieu (MIL), een terugverdientijd van maximaal 10 jaar aangehouden.
11 Bron: NEN 2632, NNI
Waarde van duurzaam bouwen 5.3.1
Het investeren in duurzaam bouwen kan zowel een financiële als niet- financiële waarde hebben. Beide zullen hieronder worden toegelicht.
FINANCIËLE WAARDE VAN DUURZAAMHEID
De financiële waarde van duurzaamheid heeft betrekking op de extra inkomsten en/of lagere uitgaven welke voorkomen uit het duurzaam bouwen. Dit zijn de volgende onderdelen:
Besparingen middels kwalitatieve verbeteringen;
Door de toepassen van kwalitatief hoogwaardige materialen en producten wordt de levensduur van deze onderdelen verhoogd. Hierdoor neemt de vervangingsfrequentie af, wat zorgt voor een besparing. Het verhogen van de thermische isolatie van de gevel kan
een besparing ten aanzien van de verwarming en koeling (energiekosten) van een gebouw opleveren.
Tevens kan door het investeren in bijvoorbeeld de thermische isolatie worden bespaard op gerelateerde investeringen. Bijvoorbeeld door het realiseren van zonwering kan worden bespaard op de grote van de benodigde koelinstallatie voor het gebouw.
Waarde verhoging van een gebouw;
Door verschillende instellingen en organisaties zijn de afgelopen jaren studies uitgevoerd naar de invloed van een duurzaamheidscore op de waarde van een gebouw. Uit onderzoek van de Universiteit Maastricht en RSM Erasmus Universiteit in opdracht van DTZ Zadelhoff en Agentschap NL is gebleken dat duurzame gebouwen meer huur opbrengen en een hogere waarde behouden12.
NIET-FINANCIËLE WAARDE VAN DUURZAAMHEID
De niet-financiële waarde heeft betrekking op de ambitie en visie ten aanzien van duurzaamheid van de ontwikkelaar, gebouweigenaar en gebouwgebruiker. Dit richt zich op het imago ten aanzien van het maatschappelijk verantwoord ondernemen (MVO), ook wel duurzaam ondernemen. Deze niet-financiële waarde kan invloed hebben op de financiële
12 'De Waarde van Energiezuinigheid en Bereikbaarheid - een Analyse van de Nederlandse Kantorenmarkt', Universiteit Maastricht en RSM Erasmus Universiteit
waarde van duurzaamheid. Een duurzaam gebouw heeft een hogere marktwaarde en staat beter in de markt als vergelijkbare gebouwen welke niet of niet aantoonbaar duurzaam zijn.
Principe van investeren in duurzaamheid 5.3.2
Investeren in duurzaamheid is anders dan het ‘traditionele’ investeren. In Figuur 22 is schematisch de ‘traditionele’ kasstroom weergegeven gedurende de levensduur van een gevel. Hierbij wordt aan het begin en eventueel tussentijds een investering gedaan. Daarnaast is er sprake van exploitatiekosten bestaande uit de in paragraaf 5.2.2 genoemde onderdelen.
Figuur 22: Kasstroom traditionele gevel
Tevens is het mogelijk om een investering volgens een duurzaam principe uit te voeren. In Figuur 23 is dit principe schematisch weergegeven.
Figuur 23: Kasstroom duurzame gevel
Bij een duurzame gevel is sprake van een hogere investering aan het begin. De eventuele tussentijdse investering is lager doordat een duurzame investering een langere levensduur en hogere kwaliteit kent. De exploitatielasten van een duurzame investering zijn daarnaast ook lager als gevolg van besparingen bijvoorbeeld op de energielasten.
Wanneer geïnvesteerd wordt in de duurzaamheid van een gebouw dient dit vanaf de initiatieffase plaats te vinden. Wanneer in een later stadium wordt gekozen voor een beoordelingsmethoden of een wijzing in de gewenste duurzaamheidsscore kan dit leiden tot hogere kosten. Dit ten gevolge van
ontwerp- en/of uitvoeringswijzigingen. In Figuur 24 is de van invloed van keuzes op de kosten in de verschillende stadia van een project weergegeven.
Figuur 24: Kosten-kwaliteitsverhouding
Tijdens de ontwerpfase dienen keuzes definitief gemaakt te worden. Hierbij kan, door de opdrachtgever, de afweging worden gemaakt of een keuze/investering rendabel is of niet. In Figuur 25 is dit proces visueel weergegeven.
Naar aanleiding van een keuze zal eerst op financieel gebied worden onderzocht of deze rendabel is of niet. Indien een keuze rendabel is betekent dit dat de keuze zonder verdere overwegingen doorgevoerd kan worden. Indien dit niet het geval is zal er een afweging gemaakt moeten worden in hoeverre een eventueel klein verlies acceptabel is door de onvoorspelbaarheid van de toekomst. Als er sprake is van een groter verlies zal moeten worden onderzocht in hoeverre een keuze van invloed is op de visie en/of ambitie van de opdrachtgever.
Naast de visie en/of ambitie van de opdrachtgever speelt bij het duurzaam investeren ook het zogenaamde ‘behavioral finance’ een rol. Behavioral finance is het maken van financiële beslissingen op basis van psychologische en sociologische factoren. Opdrachtgevers en ontwikkelaars kunnen, onder invloed van bijvoorbeeld de maatschappij of persoonlijke visie, er als eindverantwoordelijke voor kiezen om te investeren in een keuze met een negatief financieel rendement13.
Investeringsberekening 5.3.3
Bij het bepalen van een duurzame keuze spelen de investeringskosten, exploitatiekosten en de rente (inflatie en vermogenskosten) een rol. Van de exploitatiekosten dient voor de beide varianten (duurzaam en niet duurzaam) inzichtelijk te worden gemaakt wat de inkomsten en uitgaven (kasstromen) zijn gedurende een bepaalde periode.
NETTO CONTANTE WAARDE
Middels een zogenaamde netto-contante-waarde (NCW)-berekening kunnen verwachtte kasstromen in de toekomst worden vertaald naar het heden. Door het contant maken van de kasstromen kan er een reëel inzicht worden verkregen in de financiële consequenties van een keuze. Hierdoor kan een vergelijking worden gemaakt met de investeringskosten. In Figuur 25 is deze stap aangegeven.
13 Bron: Leegstand & Behavioral Finance: een onderzoek naar irrationele aspecten bij de besluitvorming van beleggers, ir. J.P. Westerink
6 CONCLUSIE LITERATUURONDERZOEK
Aan de gevel worden, als fysieke en fysische scheiding tussen het binnen- en buitenmilieu, functionele eisen gesteld. De functionele eisen hebben onder andere betrekking op de geluidwering, luchtdoorlatendheid, waterdichtheid en thermische isolatie van de gevel. Hierbij speelt de kennis van de geveltechniek een belangrijke rol. Door deze kennis is het mogelijk om tot een goed ontwerp te komen waarbij rekening wordt gehouden met alle eisen. Duurzaam bouwen is het zodanig realiseren van gebouwen, dat deze voldoen aan en voorbereid zijn op de huidige en toekomstige prestatie eisen, waarbij de realisatie en exploitatie een zo gering mogelijke invloed heeft op de omgeving. Het principe van duurzaam bouwen is ontstaan naar aanleiding van de ambitie om de energiezuinigheid van gebouwen te vergoten. Later is de invloed van gebouwen op het milieu een rol gaan spelen.
Met duurzaam bouwen kan op verschillende manieren worden omgegaan. In de afgelopen decennia zijn verschillende beoordelingsmethoden geïntroduceerd gericht op de duurzaamheid van gebouwen. LEED is een beoordelingsmethode die gebaseerd is op BREEAM. De verwachting is dat deze methode in de toekomst de Nederlandse markt zal gaan bepalen doordat het veel wordt toegepast in grote, invloedrijke en/of opkomende landen. Echter binnen Nederland wordt op het moment voornamelijk de methode BREEAM-NL toegepast. De methode is gebaseerd op de Nederlandse wet- en regelgeving (geldende Bouwbesluit). Echter de credits binnen de beoordelingsmethode zijn strenger dan de eisen uit het geldende Bouwbesluit. In deze beoordelingsmethoden zijn credits verwerkt die van invloed zijn op het ontwerp en de uitvoering van een gevel. De credits zijn gebaseerd op de functionele die gesteld worden aan de gevel. Binnen BREEAM-NL is de gevel betrokken bij circa 40 van de 110 creditpunten. Deze creditpunten gaan met name in op de thermische prestatie, de geluidwering, het materiaalgebruik en het (visuele) comfort van de gevel.
Als gevolg van de verhoogde eisen vinden er in de gevelbranche vele ontwikkelingen plaats om te kunnen voldoen aan de gewenste prestatie-eisen. Dit gebeurt zowel in het ontwerp als uitvoering. In het ontwerp wordt op een duurzame wijze gedetailleerd. Bij de uitvoering wordt gekozen voor producten welke aansluiten op de gewenste prestatie. Vanuit fabrikanten wordt middels innovaties getracht om hierop in te spelen.
De nieuw innovaties vereisen een grotere investering. Deze investering kan zowel financieel als niet-financieel rendement opleveren. Door het investeren in een duurzaam gebouw kunnen de exploitatielasten worden verlaagd. Bij het vaststellen of een investering rendabel is dient er een investeringsberekening te worden uitgevoerd. Het resultaat van deze berekening, in combinatie met de visie en/of ambitie van de opdrachtgever, kan een investering verantwoorden.
Wanneer er geïnvesteerd wordt in de thermische prestatie van de gevel kunnen de energiekosten worden verlaagd. Daarnaast levert het verbeteren van de thermische prestatie creditpunten op in een beoordelingsmethode. Echter is deze investering financieel rendabel? Middels een casestudy naar drie projecten zal worden onderzocht hoe groot de extra investering is en wat het financiële rendement is.
Een gevel kan worden gerealiseerd als vliesgevel of als koud-warmgevel. Beide typen hebben hun voor- en nadelen ten aanzien van hun prestaties. Is het mogelijk om constructies met een verschillende gevelopbouw te voldoen aan de eisen zoals deze gesteld worden in BREEAM-NL? Daarnaast rijst de vraag welke invloed dit heeft op de detaillering.
Middels een praktijkonderzoek in het tweede deel van dit rapport worden genoemde vragen onderzocht.
DEEL II
7 CASESTUDY
7.1 ALGEMEEN
Het onderdeel energie, met name de warmtetransmissie door de gevel, is van invloed op de totale duurzaamheidscore in BREEAM-NL en vele andere beoordelingsmethoden. Dit is de reden dat dit onderdeel nader is beschouwd in een casestudy. Hierbij is ingezoomd op het aspect thermische isolatie. De probleemstelling binnen deze casestudy was: ‘Is de investering die gedaan moet worden ten aanzien van thermische isolatie van de gevel rendabel’. Middels een beschouwing van drie projecten, die in het afgelopen jaar door IBS Consultants zijn uitgevoerd, is hierin een inzicht gekregen.
B
In bijlage 3A is nadere informatie van de casestudy toegevoegd.7.2 ONDERZOEKSMETHODE
Algemeen 7.2.1
Ten behoeve van de uitvoering van de casestudy is een rekentool opgezet waarin diverse gegevens kunnen worden ingevoerd en geanalyseerd. Hierbij zijn van ieder project twee varianten beschouwd, zijnde: