Situering van het onderzoek

De Europese Unie wil tegen 2050 een klimaatneutrale economie en samenleving realiseren om zo het eerste klimaatneutrale continent ter wereld te worden. Aangezien het gebouwenpatrimonium een groot aandeel heeft in het energieverbruik, is het realiseren van gerenoveerde energie-efficiënte gebouwen één van de belangrijkste ambities.

In het verlengde hiervan heeft de UGent een klimaatplan ontwikkeld waarin ze streven naar een klimaatneutraal gebouwenpatrimonium tegen 2050. Het plan focust op twee grote pijlers: ruimte- en energie-efficiëntie en hernieuwbare energie. De ambitie richting een duurzame toekomst is er dus alvast, maar hoe wordt dat doel bereikt?

Een versnelde renovatiebeweging is hierbij van groot belang. Door toekomstbestendig te renoveren kan leegstand worden vermeden. Hierbij is het cruciaal om in te zetten op flexibel gebouwgebruik.

De wetenschappencampus Sterre dient als casestudy in dit onderzoek. Deze campus bestaat voornamelijk uit gelijkaardige naoorlogse gebouwen, opgebouwd uit een betonnen structuur. De indeling en vormgeving van deze gebouwen is erg rationeel en laat vele invullingen toe. Het is als het ware een intelligente ruïne wat een flexibel gebouwgebruik mogelijk maakt .

Hannelore Scheipers en Kevin Vanlerberghe hanteerden verschillende methodes om te onderzoeken hoe ze de gebouwen toekomstbestendig kunnen renoveren op een manier die flexibel gebouwgebruik toelaat. Ze werkten verschillende scenario’s uit waarbij energie-efficiënt renoveren en het comfort van de gebruiker steeds centraal stonden.

S4 als casestudy

Het gebouw S4 diende om ideale renovatiescenario’s te bepalen. Toekomstige herbestemmingsscenario’s gaan van bijvoorbeeld kantoren tot laboratoria. Bij deze scenario’s onderzochten ze de impact op warmte- en koelvraag, de oververhitting, de daglichttoetreding en de akoestiek.

Daarbij moesten ze belangrijke ontwerpbeslissingen maken. Dit ging onder meer over de keuze van het type beglazing en zonnewering, het type en de regeling van de ventilatie, de renovatie van de constructieonderdelen (met een focus op de gevel), de manier van koelen (actief of passief) en de manier van verwarmen.

Het onderzoek is heel breed en de materie complex, onder meer doordat verschillende keuzes bij verschillende deelaspecten elkaar onderling beïnvloeden. Deze wisselwerking tonen ze aan in vier tabellen (zie verder) die richtlijnen vormen voor de uiteindelijke ontwerper van de renovatie/herbestemming van de S-gebouwen. Zo kan de ontwerper doordachte keuzes maken om tot een energetisch efficiënt en flexibel ontwerp te komen.

Eén ideaal scenario?

De analyse van de bestaande toestand toont aan dat de gebouwen dringend toe zijn aan renovatie. Aangezien elk herbestemmingsscenario andere vereisten heeft, is het niet mogelijk één ideaal renovatiescenario te bedenken voor alle vormen van toekomstig gebruik.

Het blijkt echter wel mogelijk te renoveren op een manier waarbij flexibel gebouwgebruik centraal staat. Dit door slim te ontwerpen en met kleine ingrepen een makkelijke omschakeling naar een andere functie mogelijk te maken. Denk bijvoorbeeld aan een vraaggestuurd ventilatiesysteem waarbij de ventilatiedebieten worden aangepast aan de bezetting in de ruimte, zodat er meer luchttoevoer is naarmate er meer mensen aanwezig zijn.

Uit voorgaand onderzoek blijkt dat zowel isoleren aan binnen- als buitenzijde mogelijk is. Bij het isoleren aan de binnenzijde wordt de erfgoedwaarde van de gebouwen maximaal gerespecteerd, terwijl isoleren aan de buitenzijde energetisch efficiënter is.

Hun onderzoek toont aan dat het minder performant renoveren van de gevel met een dunnere isolatielaag (U-waarde 0,5 à 0,6 W/(m².K)) slechts een lichte stijging in warmtevraag veroorzaakt. Bijgevolg voldoet het nog aan de vooropgestelde eis van de warmtevraag. Dit maakt het mogelijk materiaal uit te sparen bij het isoleren, door bijvoorbeeld aan de binnenzijde te isoleren.

Daarnaast is het financieel ook opportuun om stapsgewijs te renoveren. Vroegtijdige maatregelen kunnen reeds aanzienlijke energieverliezen vermijden.

Natuurlijke fenomenen als drijfkracht

Door het grote aandeel glasoppervlak gaat de gevelrenovatie in quasi alle mogelijke herbestemmingsscenario’s samen met een oververhittingsproblematiek.

Dit kunnen we enerzijds aanpakken door performantere beglazing en zonnewering. Deze maatregel volstaat echter niet altijd en is niet in alle scenario’s efficiënt omdat het de warmtevraag in de winter laat stijgen.

Anderzijds kunnen we (passief) koelen, waarbij intensieve nachtventilatie de voorkeur geniet. Dit kan simpelweg door ‘s nachts de ramen te openen. Deze strategie volstaat om het gewenste comfort te behalen, waardoor mechanisch koelen overbodig wordt.

Een opvallend resultaat uit het onderzoek is dat een volledig mechanisch ventilatiesysteem niet altijd energetisch efficiënter blijkt dan een ventilatiesysteem met natuurlijke luchttoevoer, ondanks de mogelijkheid tot warmterecuperatie in het eerste geval. Bij deze casestudy is dit vooral een gevolg van het efficiënt verwarmen en koelen aan de hand van een BEO-veld (boorgat-energie-opslagveld) in combinatie met een warmtenet.

Een belangrijke parameter die aantoont hoe energiezuinig een gebouw is, is het E-peil. Als gevolg van de energie-efficiënte maatregelen in dit onderzoek wordt het E-peil van een bijna-energieneutraal gebouw voor kantoren, onderwijsfuncties en studentenhuisvesting behaald. Dit zowel voor een volledig mechanisch ventilatiesysteem, waarbij warmteterugwinning mogelijk is, als bij een ventilatiesysteem met natuurlijke luchttoevoer. Daarnaast volstaat het ook om in de geanalyseerde scenario’s de gevel minder performant te renoveren dan geëist wordt.

Een duurzame toekomst?

Uit de richtlijnen voor de ontwerper voor campus Sterre blijkt dat het renoveren en herbestemmen van het verouderde gebouwenpatrimonium mogelijk is op een energie-efficiënte wijze die flexibel gebouwgebruik toelaat. Deze strategie kunnen we inzetten om de klimaatdoelstellingen tegen 2050 te behalen en zo de klimaatopwarming te bestrijden.