CHESS – Convective HEat Source from the building Skin
Publieke samenvatting / Public summary
Aanleiding
De woningcrisis vraagt om betaalbare, schaalbare en duurzame oplossingen voor gestapelde woningbouw. Bestaande technieken maken het echter praktisch onmogelijk om appartementen boven vier woonlagen gasloos en nul-op-de-meter (NOM) uit te voeren. Huidige systemen zoals PVT en luchtwarmtepompen zijn te afhankelijk van beperkt dakoppervlak. De behoefte aan geruisloze warmtewinning uit de gevel is duidelijk. Eerdere Europese- en MOOI-projecten (ENVISION, IWP, E-Renova) toonden aan dat warmtewinning via de gevel technisch haalbaar is en 30% energiebesparing oplevert t.o.v. conventionele lucht/water-warmtepompen, maar waren gebonden aan metalen gevels en directe zoninstraling. Dit project ontwikkelt een modulair gevelsysteem dat warmte wint uit spouwlucht via convectie en beter presteert bij weinig zon – wanneer de warmtevraag het hoogst is – en behoudt alle architectonische vrijheid. Onze aanpak maakt toepassing mogelijk bij diverse gevelmaterialen, inclusief biobased alternatieven of zonnepanelen. Doordat de warmteopbrengst schaalt met het geveloppervlak, is de oplossing wél geschikt voor hoogbouw. Modulariteit verlaagt bovendien kosten en vereenvoudigt ontwerp en installatie.
Doelstelling
Het doel van dit project is het ontwerpen, modelleren en valideren van een modulair gevelgebonden warmtewinningssysteem op basis van convectie welke alle architectonische vrijheden behoudt. Er wordt onderzocht welke technische aanpassingen nodig zijn aan zowel de warmtewisselaar als het gevelsysteem om tot een geïntegreerde oplossing te komen. Daarbij worden kosten, schaalbaarheid en de businesscase in kaart gebracht. In thermische modellen wordt de energetische efficiëntie, optimale spouwdiepte en de oriëntatie van de warmtewisselaars geanalyseerd, net als de impact van niet-geleidend gevelmateriaal en de potentie van warmteopslag. De uitkomsten worden gevalideerd in een praktijksituatie in The Green Village op de campus van de TU Delft, door renovatie van een bestaand gebouw met het ontwikkelde systeem. Door metingen in de praktijk genereren we inzichten voor ontwerpoptimalisatie en opschaling richting marktintroductie.
Korte omschrijving
Het project onderzoekt hoe het schoorsteeneffect in geventileerde gevels optimaal benut kan worden voor warmtewinning met vaste wisselaaroppervlakken. Aldowa Green verzorgt het bouwkundig ontwerp, inclusief sterkteberekeningen, wisselaars, materiaalanalyse en LCA met verbeterings roadmap t.b.v. MKI. De beoogde wisselaars zijn de standaard PV-T wisselaars van HR-Energy, welke indien nodig aangepast kunnen worden. TU Delft voert de thermische modellering uit en valideert praktijktesten, waarbij een gevel met het systeem wordt gerenoveerd en na afloop weer gedemonteerd. Gezamenlijk wordt een modulair gevelsysteem ontwikkeld dat toepasbaar is op diverse geveltypologieën. Materiaalkeuzes (aluminium, composiet, biobased, PV) worden vergeleken op prestaties en condens-/ijsrisico's. De resultaten worden vertaald naar een thermisch model voor projectspecifieke dimensionering. Ook wordt gekeken naar de potentie van condenswateropvang voor natuurinclusiviteit. Aldowa Green ontwikkelt de route-to-market, inclusief businesscase, retrofitstrategie en kosteneffectiviteit (LCOE/LCOH). Alle partijen dragen bij aan kennisoverdracht.
Resultaat
Het project levert de validatie op van een innovatief, geruisloos verwarmingsconcept zonder grondboringen op basis van een water/water warmtepomp met een hogere 'seasonal coefficient of performance' SCOP dan conventionele lucht/water-warmtepompen. Dit resulteert in lagere emissies en bredere toepasbaarheid in gestapelde bouw. Er wordt een thermisch model ontwikkeld voor nauwkeurige dimensionering van het benodigde warmtewisselend oppervlak per project. Op basis van praktijkmetingen worden de data verzameld die nodig zijn voor NTA-berekeningen ten behoeve van een gelijkwaardigheidsverklaring. Tevens wordt de milieubelasting van het systeem gekwantificeerd via een onderbouwde LCA, voor opname in de NMD. Een roadmap wordt opgesteld om verdere verduurzaming van materiaalgebruik en productie te stimuleren. Tot slot wordt een businesscase uitgewerkt waarin de investering en exploitatiekosten worden vergeleken met gangbare technieken, voor zowel nieuwbouw als renovatie. Deze inzichten vormen de basis voor marktintroductie.
De woningcrisis vraagt om betaalbare, schaalbare en duurzame oplossingen voor gestapelde woningbouw. Bestaande technieken maken het echter praktisch onmogelijk om appartementen boven vier woonlagen gasloos en nul-op-de-meter (NOM) uit te voeren. Huidige systemen zoals PVT en luchtwarmtepompen zijn te afhankelijk van beperkt dakoppervlak. De behoefte aan geruisloze warmtewinning uit de gevel is duidelijk. Eerdere Europese- en MOOI-projecten (ENVISION, IWP, E-Renova) toonden aan dat warmtewinning via de gevel technisch haalbaar is en 30% energiebesparing oplevert t.o.v. conventionele lucht/water-warmtepompen, maar waren gebonden aan metalen gevels en directe zoninstraling. Dit project ontwikkelt een modulair gevelsysteem dat warmte wint uit spouwlucht via convectie en beter presteert bij weinig zon – wanneer de warmtevraag het hoogst is – en behoudt alle architectonische vrijheid. Onze aanpak maakt toepassing mogelijk bij diverse gevelmaterialen, inclusief biobased alternatieven of zonnepanelen. Doordat de warmteopbrengst schaalt met het geveloppervlak, is de oplossing wél geschikt voor hoogbouw. Modulariteit verlaagt bovendien kosten en vereenvoudigt ontwerp en installatie.
Doelstelling
Het doel van dit project is het ontwerpen, modelleren en valideren van een modulair gevelgebonden warmtewinningssysteem op basis van convectie welke alle architectonische vrijheden behoudt. Er wordt onderzocht welke technische aanpassingen nodig zijn aan zowel de warmtewisselaar als het gevelsysteem om tot een geïntegreerde oplossing te komen. Daarbij worden kosten, schaalbaarheid en de businesscase in kaart gebracht. In thermische modellen wordt de energetische efficiëntie, optimale spouwdiepte en de oriëntatie van de warmtewisselaars geanalyseerd, net als de impact van niet-geleidend gevelmateriaal en de potentie van warmteopslag. De uitkomsten worden gevalideerd in een praktijksituatie in The Green Village op de campus van de TU Delft, door renovatie van een bestaand gebouw met het ontwikkelde systeem. Door metingen in de praktijk genereren we inzichten voor ontwerpoptimalisatie en opschaling richting marktintroductie.
Korte omschrijving
Het project onderzoekt hoe het schoorsteeneffect in geventileerde gevels optimaal benut kan worden voor warmtewinning met vaste wisselaaroppervlakken. Aldowa Green verzorgt het bouwkundig ontwerp, inclusief sterkteberekeningen, wisselaars, materiaalanalyse en LCA met verbeterings roadmap t.b.v. MKI. De beoogde wisselaars zijn de standaard PV-T wisselaars van HR-Energy, welke indien nodig aangepast kunnen worden. TU Delft voert de thermische modellering uit en valideert praktijktesten, waarbij een gevel met het systeem wordt gerenoveerd en na afloop weer gedemonteerd. Gezamenlijk wordt een modulair gevelsysteem ontwikkeld dat toepasbaar is op diverse geveltypologieën. Materiaalkeuzes (aluminium, composiet, biobased, PV) worden vergeleken op prestaties en condens-/ijsrisico's. De resultaten worden vertaald naar een thermisch model voor projectspecifieke dimensionering. Ook wordt gekeken naar de potentie van condenswateropvang voor natuurinclusiviteit. Aldowa Green ontwikkelt de route-to-market, inclusief businesscase, retrofitstrategie en kosteneffectiviteit (LCOE/LCOH). Alle partijen dragen bij aan kennisoverdracht.
Resultaat
Het project levert de validatie op van een innovatief, geruisloos verwarmingsconcept zonder grondboringen op basis van een water/water warmtepomp met een hogere 'seasonal coefficient of performance' SCOP dan conventionele lucht/water-warmtepompen. Dit resulteert in lagere emissies en bredere toepasbaarheid in gestapelde bouw. Er wordt een thermisch model ontwikkeld voor nauwkeurige dimensionering van het benodigde warmtewisselend oppervlak per project. Op basis van praktijkmetingen worden de data verzameld die nodig zijn voor NTA-berekeningen ten behoeve van een gelijkwaardigheidsverklaring. Tevens wordt de milieubelasting van het systeem gekwantificeerd via een onderbouwde LCA, voor opname in de NMD. Een roadmap wordt opgesteld om verdere verduurzaming van materiaalgebruik en productie te stimuleren. Tot slot wordt een businesscase uitgewerkt waarin de investering en exploitatiekosten worden vergeleken met gangbare technieken, voor zowel nieuwbouw als renovatie. Deze inzichten vormen de basis voor marktintroductie.
Om de kaart te tonen hebben we toestemming nodig voor statistiek cookies.