U-SAVE

De bebouwde omgeving is verantwoordelijk voor ongeveer een derde van het wereldwijde jaarlijkse energieverbruik en de bijbehorende CO₂-uitstoot. Bovendien leiden stijgende temperaturen in de zomer tot meer hittestress, ook in landen als België en Nederland. Daarom wordt verwacht dat het totale energieverbruik voor gebouwen aanzienlijk zal toenemen door de toegenomen installatie van airconditioningunits in sectoren waar het gebruik ervan nog vrij beperkt is, zoals woonhuizen. Voor niet-residentiële gebouwen (bijv. gebouwen voor onderwijs, catering, ziekenhuizen, kantoren, industriële hallen) levert het gebruik van airconditioningunits om aan de koelvraag te voldoen al een grote bijdrage aan het energieverbruik voor gebouwen en dit zal de komende jaren verder toenemen. De Europese Unie en hun lidstaten dienden in 2015 een reductiedoelstelling van minstens 40% tegen 2030 ten opzichte van 1990 in. Deze doelstelling werd inmiddels omgezet in bindende Europese wetgeving waarbij ook België een doelstelling kreeg van -35% tegen 2030 (ten opzichte van 2005) die zij moet realiseren in sectoren als transport; landbouw en huisvesting. Vlaanderen had de doelstelling om de uitstoot van broeikasgassen in deze sectoren te doen dalen met 15,7% tegen 2020 ten opzichte van 2005. Tegen 2030 moet dat 40% zijn. Dit toont de noodzaak om onze aanpak voor het terugdringen van energieverbruik en CO2-uitstoot in de gebouwde omgeving drastisch te veranderen.

Op dit moment is het verminderen van het operationele energieverbruik van gebouwen voornamelijk gebaseerd op het verhogen van de isolatie van muren, daken, vloeren en ramen. Deze aanpak vermindert de warmtevraag in een gebouw aanzienlijk en is zeer gunstig voor het terugdringen van bijvoorbeeld het aardgasverbruik. De stijgende temperaturen en de toenemende toepassing van airconditioningunits leiden echter tot een toenemende vraag naar koeling in Nederland en België. De gevestigde strategieën om de isolatie en luchtdichtheid van gebouwen te verbeteren hebben geen invloed op de koelvraag van gebouwen of doen deze zelfs toenemen. Daarom is het noodzakelijk om over te schakelen op een tweeledige aanpak die zowel de vraag naar verwarming als naar koeling vermindert. Aangezien de balans tussen de vraag naar verwarming en koeling en dus ook de eisen aan bouwmaterialen van seizoen tot seizoen veranderen, moeten er nieuwe materialen worden ontwikkeld die zich kunnen aanpassen aan veranderende omstandigheden en tegelijkertijd de meest energie-efficiënte oplossingen bieden, zowel in de winter als in de zomer.

Ramen zijn verantwoordelijk voor 30 tot 40% van het totale energieverbruik en 60% van de vraag naar koeling in gebouwen. Ze vormen het laagst geïsoleerde deel van de gebouwschil en hebben door hun transparantie de grootste interactie met zonlicht. Daarom veranderen de vereisten voor ramen het sterkst tussen zomer en winter. In de winter zijn hoge isolatie van ramen en kozijnen en hoge transmissie van zonnewarmte en natuurlijk licht nodig voor een lage warmtevraag en een gezond binnenklimaat. In de zomer zijn echter een lage transmissie van zonnewarmte en aanpasbare zonwering nodig om de vraag naar koeling te verminderen en om problemen met verblinding en hoge lichtintensiteiten op te lossen. Aan deze veranderende eisen kan niet voldoende worden voldaan door bestaande raam-, kozijn- en zonweringsproducten.

Het U-SAVE-project (“Smart Windows for Solar Heat Control and High Thermal Insulation in Commercial Buildings”) pakt deze uitdagingen voor energie-efficiënte ramen aan door een nieuw slim raam te ontwikkelen en te demonstreren dat zijn eigenschappen kan aanpassen aan seizoensgebonden veranderingen, om zo de best mogelijke oplossing te bieden voor energiebesparing in zomer en winter. Het raam bestaat uit thermochroom glas dat de zonnewarmtetransmissie autonoom aanpast aan de vereisten van het interieur van het gebouw. Daarnaast worden de nieuwste ontwerpen en materialen voor de raamindeling geïmplementeerd om een hoge isolatie te garanderen en wordt er een nieuw type kozijn ontwikkeld dat toepasbaar is in niet-residentiële gebouwen en een hoge isolatie biedt. ook zal een adaptief zonweringsysteem worden ontwikkeld op basis van semi-transparante lamellen die gebruik maken van een thermochroom materiaal om de hoeveelheid zonwering aan te passen aan de behoeften van het gebouw. Binnen het U-SAVE-project zullen we de thermochrome technologie verder ontwikkelen tot pilotschaalproductie en integreren in een echt raam inclusief kozijn. Hier zullen we de eigenschappen van elk individueel onderdeel van een raam op elkaar afstemmen om een slim raam te maken met de best mogelijke energiebesparende eigenschappen in de Interreg-regio. Ook gaan we het slimme raam demonstreren in kantoorgebouwen op de Brightlands Chemelot Campus in Geleen en doen we onderzoek naar de sociale acceptatie en de invloed van dit raam op de gezondheid en het binnenklimaat. Dit onderzoek zal informatie opleveren over de perceptie en het gedrag van gebruikers met betrekking tot de ontwikkelde technologieën, evenals gezondheidsgerelateerde effecten, en dit zal essentiële informatie opleveren voor verdere ontwikkeling en opschaling naar een commercieel product na afloop van het project.

We focussen op demonstraties in kantoorgebouwen omdat we hier het grootste potentieel zien voor het nieuwe product en we verwachten dat deze gebouwen tot de “early adopters” van de nieuwe technologie zullen behoren. Door de wijdverspreide toepassing van airconditioning en het grote raamoppervlak in kantoorgebouwen is de impact van thermochrome slimme ramen het grootst en kunnen totale energiebesparingen tot 33% worden bereikt bovenop HR++ – de huidige standaard in isolatieglas