inhoud - hanze · tevens bestond er de wens om een opdracht te doen met een brede oriëntatie,...

Energiebesparende renovatie Paul van Moorsel & Bram Raatjes

1 Juni 2011

Inhoud

1 Samenvatting ......................................................................................................................................... 2

2 Voorwoord ............................................................................................................................................ 3

3 Inleiding ................................................................................................................................................. 5

4 Probleemstelling .................................................................................................................................... 7

5 Methode van onderzoek ........................................................................................................................ 8

5.1 Hoofd‐ en deelvragen 9 5.2 Ondersteunende software 10

6 Afbakening .......................................................................................................................................... 13

7 P.I. Veenhuizen .................................................................................................................................... 14

7.1 Achtergrondinformatie 15 7.2 Bouwtechnische en installatietechnische gegevens 24 7.3 Energieverbruik 28 7.4 GPR Gebouw: prestatie op de module Energie 33

8 UKM Medical Centre Maleisië .............................................................................................................. 35

8.1 Achtergrondinformatie 35 8.2 Bouwtechnische eigenschappen 37 8.3 Energie reducerende concepten toegepast in het UKM Medical centre. 38 8.4 De innovatie: thermische isolatie voor de gebouwschil 41 8.5 GPR Gebouw: prestatie op de module Energie 44

9 Energie reducerende concepten ........................................................................................................... 45

9.1 Beperk de energievraag 45 9.2 Wek energie duurzaam op 50

10 Conclusies ............................................................................................................................................ 58

11 Bronnenlijst ......................................................................................................................................... 59


2 Juni 2011

1 Samenvatting

Op verzoek van de Facilitaire Dienst van de Dienst Justitionele Inrichtingen in Veenhuizen (DJI) is een onderzoek

uitgevoerd naar energiebesparingmogelijkheden bij de P.I. Norgerhaven.

In dit onderzoek is vanuit een brede invalshoek onderzocht welke mogelijkheden er voor Norgerhaven zijn om

hun energievraag te reduceren. Hierbij is onderzoek gedaan naar de gevangenis zelf en naar een ziekenhuis in

Kuala Lumpur. Beide gebouwen worden gekenmerkt door een intensieve bedrijfsvoering die 24/7 opereert. De

gemeenschappelijke factor is de complexiteit van deze bedrijfsvoering.

De huidige status en het energieverbruik van Norgerhaven is in kaart gebracht. Met behulp van GPR Gebouw is

een score aan de huidige staat van het gebouw verbonden. Op dit moment heeft het gebouw energielabel G.

Om naar het energielabel B te gaan en aan het bouwbesluit te voldoen zullen meerdere maatregelen genomen

moeten worden. Zo zal er dubbelglas geplaatst moeten worden, gevel en dak zal nageïsoleerd moeten worden,

de ventilatie zal gebalanceerd moeten zijn en de P.I. zal voorzien moeten worden van zowel zonnepanelen als

een zonneboiler.

In Kuala Lumpur is een onderzoek verricht aan het UKM Medical Centre. Het ‘solar heating system’ wat daar

toegepast wordt is onderzocht. Ook de thermische prestatie van de buitengevel is hierbij bekeken. De

onderzoekstechnieken die hierbij zijn gebruikt zijn toegepast in het onderzoek naar de P.I.

Op basis van de onderzochte P.I. en het onderzoek in Kuala Lumpur zijn binnen de vier stappen van de Quattro

Energetica twee mogelijkheden uitgewerkt om te besparen op energie. Allereerst is de naïsolatie van de

buitengevel en het dak uitgewerkt waarbij ook is gekeken naar de kosten van het isolatie materiaal. Ten

tweede is de plaatsing van zonnepanelen op het dak van de P.I. volledig doorgerekend.

Om aan het bouwbesluit te voldoen zal de PI geïsoleerd moeten worden met 15cm Rockwool. De

investeringskosten hiervan bedragen € 261.536 en zijn in minder dan 5 jaar terugverdiend. Daarna wordt

jaarlijks meer dan €60.000 op de energierekening bespaard, de totale besparing na 10 jaar bedraagt €539.867.

Omdat de PI Veenhuizen geen bestaanszekerheid heeft op lange termijn, is ook een berekening gedaan naar de

meest economisch isolatiedikte voor een resterende levensduur van 10 jaar. Het optimum komt uit op 7,5cm

Rockwool, de totale besparing na 10 jaar bedraagt dan € 563.027.

De zonnepanelen vergen een investering van €13.630 en zijn in de meest ideale variant in iets minder dan 10

jaar terug verdiend. Over hun gehele levensduur van 20 jaar komt de totale besparing neer op € 23.100. Het

gaat hier om 40 m2 panelen, die boven afdeling J geplaatst worden. Dit systeem zou met een factor 10 vergroot

kunnen worden, om het op de hele P.I. toe te passen. Voorwaarde is wel dat van hoger hand wordt besloten

om Norgerhaven nog minstens 12 jaar open te houden.


3 Juni 2011

2 Voorwoord

Het thema duurzaamheid neemt geen grote plek in binnen het curriculum van de opleiding. Insteek van het

onderzoeksteam was om een afstudeeropdracht te doen waarbij duurzaamheid een grote betekenis heeft.

Tevens bestond er de wens om een opdracht te doen met een brede oriëntatie, waarbij ook een internationale

component aanwezig was. Met deze gedachte is er in het begin van het collegejaar een verkennend gesprek

geweest met de afstudeercoördinator, de heer Haagsma. Op zijn aanraden is er daarna contact gezocht met de

coördinator van Atelier D, de heer De Vrieze.

In september 2010 zijn de eerste verkennende gesprekken met dhr. De Vrieze geweest over de mogelijkheden

van het Dutch‐Malaysia Green Prison Hospital project. Atelier D droeg de heer Raatjes en mevrouw Van der

Vlugt een onderzoek aan naar de verduurzaming van bestaande gebouwen met een complexe gebruiksfunctie.

Hierbij zou ook een koppeling gemaakt worden met een green Hospital in Kuala Lumpur, Maleisië. De

opdrachtgever hierin zou de facilitaire dienst zijn van de penitentiaire inrichting in Veenhuizen. Hier zou ook de

nadruk op komen te liggen. Na enige verdieping in de materie door de studenten zijn er in de aanloop naar het

laatste semester vervolgende gesprekken geweest waar ook de onderzoekers van of verbonden aan de

kenniscentra van de academie bij zijn betrokken. Het gaat hierbij om het Energie Kennis Centrum en het Kennis

Centrum Gebiedsontwikkeling Noorder Ruimte. In een latere periode van het eerste semester heeft ook de

heer Van Moorsel te kennen gegeven interesse te hebben in het project en zodoende maakt hij nu ook deel uit

van de groep. In aanvulling hierop werkt de groep ook samen met mevrouw Mouhdi, een studente

International Facility Management aan de Hanzehogeschool, zij focust zich hierbij op duurzaamheid vanuit het

perspectief van detentie. We kunnen terug kijken op een hectische periode, waarin we veel hebben

meegemaakt.

Na een moeizame start is het onderzoek uiteindelijk goed verlopen. Ondanks een paar kleine tegenslagen

hebben we nooit opgegeven en ons altijd naar ons beste kunnen ingezet. Vervelend was de blessure van

mevrouw Van der Vlugt waardoor zij niet kon deelnemen aan het onderzoek in Maleisië. Onze studieperiode in

de gevangenis en in Maleisië en alles wat daar bij komt kijken hebben we als zeer leerzaam ervaren. Beide zijn

alles behalve doorsnee en leveren een grote toegevoegde waarde aan ons leerproces. We hebben met plezier

en ambitie aan dit project gewerkt.

De heer Bate Boschma en de heer Chin Haw Lim willen we graag bedanken voor hun begeleiding en coaching

gedurende het proces. Ron de Vrieze en Henk Haagsma willen we op hun beurt danken voor de tijd die zij vrij

hebben gemaakt om met ons als studenten mee te denken en te helpen ons afstudeerproject vorm te geven.

Anu Manickam zijn wij dankbaar voor de bemiddelende rol die zij speelde tussen de universiteit in Maleisië en

ons als studenten. Klaas van Dijk en Ger Timmer danken wij voor al hun steun en het feit dat zij altijd bereid

waren onze vragen te beantwoorden. Ook willen we graag onze waardering uitspreken over de plezierige

samenwerking met de Saied Moghimi en Fatemeh Azizpour. Henk Dongstra zijn wij dankbaar voor de


4 Juni 2011

mogelijkheid die hij ons geboden heeft om onderzoek naar de P.I. te doen. Verder willen wij de heer Ribberink,

mevrouw Van der Schoor, de heer Veenstra, de heer Hengeveld en de heer Hagenouw bedanken. Een ieder van

hen heeft op zijn of haar wijze een bijdrage geleverd aan het tot stand komen van dit verslag.


5 Juni 2011

3 Inleiding

In dit rapport worden de resultaten weergegeven van een energiestudie. Deze energiestudie heeft betrekking

op de P.I. Veenhuizen. In de lijn van dit onderzoek is grensoverschrijdend onderzoek verricht naar een

academisch ziekenhuis in Maleisië.

In de huidige tijd zien ministeries zich gedwongen te bezuinigen op de uitgaven. Dit geldt ook voor de Dienst

Justitionele Inrichtingen in Veenhuizen. Daarentegen worden de eisen die gesteld worden aan de huisvesting

van gedetineerden steeds hoger, dit zagen we eerder al gebeuren met de eisen ten aanzien van de

brandveiligheid. Directe aanleiding hiervoor was de Schiphol brand van 2005, waarbij 11 gedetineerden om het

leven kwamen. Naast alle gewenste bezuinigen blijft de wens om te verduurzamen ook bestaan. Voor de P.I. in

Veenhuizen geldt dit ook. Zij zoekt oplossingen voor deze tweeledige vraagstelling. De voornaamste reden

hiervoor is het grote energieverbruik en de kosten die ermee gepaard gaan. Dit was aanleiding voor de P.I. om

dit vraagstuk bij de Hanzehogeschool neer te leggen.

De ambitie van de P.I. Norgerhaven is om de inrichting zodanig te verduurzamen dat het voldoet aan de

normen en eisen zoals die op dit moment gelden voor nieuwbouw. Dit dient te worden gezien vanuit een

breder perspectief. Niet alleen gebouw technisch en/of financieel, maar ook op het gebied van detentie.

Deze studie heeft tot doel duidelijkheid te krijgen hoe op technisch verantwoorde wijze energie efficiënte

gebouwen gerealiseerd kunnen worden. Dit betekent dat onderzoek is gedaan naar mogelijkheden om de

energieprestatie van de P.I. te verbeteren. Onderzoek naar het huidige energieverbruik zal worden gedaan, om

de tekortkomingen van de P.I. in beeld te brengen. Met tekortkoming wordt hier bedoeld dat niet wordt

voldaan aan de wettelijke vastgestelde normen en eisen.

De volgende hoofdvraag is geformuleerd: “Welke maatregelen zijn noodzakelijk om de P.I. Veenhuizen op een

hoger energiezuinig niveau te brengen met het behoud van de monumentale waarde?”

De studie is als volgt opgebouwd. In hoofdstuk 4 zal de probleemstelling geformuleerd worden, waarna in

hoofdstuk 5 zal worden toegelicht hoe dit probleem te onderzoeken. In hoofdstuk 6 wordt een afbakening

gegeven van de te onderzoeken gebieden en gebouwen. In hoofdstuk 7 worden de project uitgangspunten

genoemd, waarna de referentie situatie wordt beschreven. Vervolgens zullen de gegevens van deze

referentiesituatie in het meetsysteem GPR worden ingevuld, waarna de wenselijke prestatie en technische

eisen zullen worden geformuleerd. In hoofdstuk 8 zal het onderzoek in Maleisië worden omschreven, waarin

wordt gekeken of de methodes en technieken die men daar gebruikt, gebruikt kunnen worden voor het project

in Veenhuizen. De nadruk zal hierbij liggen op het thermisch isoleren van de gebouwschil, waarbij innovatieve

onderzoeksmethoden worden gebruikt om een indicatie te geven van de mogelijke resultaten. In hoofdstuk 9

worden vervolgens de mogelijk toepasbare concepten voor de P.I. belicht. Deze concepten worden


6 Juni 2011

samengesteld waarbij er rekening wordt gehouden met de invloed van de gebruiker. Op gebouw technisch

niveau zal hierbij rekening worden gehouden met de monumentale status van de P.I. Het rapport sluit af met

een aanbeveling voor de P.I.


7 Juni 2011

4 Probleemstelling

Sinds de bouw van de locatie Norgerhaven van de Penitentiaire Inrichting rond het jaar 1900 zijn er weinig

maatregelen getroffen om het energieverbruik te verminderen. Zo zijn slecht geïsoleerde muren en enkel glas

geen uitzondering. In de loop van de tijd zijn er wel enige maatregelen toegepast. Zo zijn veel ramen

tegenwoordig voorzien van een voorzetraam. Door de snel stijgende energiekosten en de maatschappelijke

drang te verduurzamen is de P.I. te Veenhuizen opzoek naar de beste manier om een aanzienlijke vermindering

van het energieverbruik te realiseren. De gehele organisatie van de Dienst Justitionele Inrichtingen beschikt in

Veenhuizen over veelal verouderde gebouwen. De DJI huisvest hier ongeveer 660 gedetineerden (verspreid

over meerdere gebouwen). Samen zijn alle gebouwen goed voor een energie rekening van ongeveer 1 miljoen

euro per jaar. Het voornaamste probleem is dat de kosten van de exploitatie te hoog zijn. De gebouwen

verbruiken te veel energie. Ten einde duurzame energie in te kunnen zetten is inzicht in het energiegebruik van

de P.I. noodzakelijk.


8 Juni 2011

5 Methodevanonderzoek

In Veenhuizen wordt een gebouw geanalyseerd, waarna er een aantal energiereducerende concepten worden

ontwikkeld. Om toegevoegde waarde te creëren wordt er grensoverschrijdend onderzoek naar een gebouw in

Maleisië gedaan. De daar opgedane kennis wordt gebruikt in het lopende onderzoek naar de P.I. Verder

worden algemeen duurzame oplossingen onderzocht op hun toepasbaarheid in de P.I.

Door vergelijkend en ontwikkelend onderzoek te doen op verschillende locaties en gebruiksfuncties wordt er

beoogd kennis van elders te implementeren in het onderzoek naar een energie efficiënter gebouw in

Veenhuizen. De opbouw van het onderzoek is weergegeven in tabel 5.1.

De basis voor de vergelijking tussen de twee landen is gebaseerd op de gemeenschappelijkheid tussen beide

onderzoeksobjecten. Beide gebouwen worden gekenmerkt door een intensieve bedrijfsvoering die 24/7

opereert. De gemeenschappelijke factor is de complexiteit van deze bedrijfsvoering.

Figuur 5‐1, opzet onderzoek


9 Juni 2011

5.1 Hoofd‐endeelvragen

De hoofdvraag “Welke maatregelen zijn noodzakelijk om de P.I. Veenhuizen op een hoger energiezuinig niveau

te brengen met het behoud van de monumentale waarde?” zal beantwoord worden met behulp van de

volgende deelvragen:

1. Wat zijn de functionele en bouwtechnische gegevens van de P.I.?

2. Wat zijn de bouwhistorische gegevens van de P.I. en welke bruikbare studies zijn er in het verleden

uitgevoerd?

3. Welke tekortkomingen heeft de huidige P.I. op het gebied van energie?

4. Welke tekortkomingen heeft de huidige P.I. op het gebied van energie? (GPR berekening)

5. Wat zijn de knelpunten van de huidige P.I. die vergaande energiebesparing blokkeren?

6. Welke technische eisen worden er gesteld door de P.I.?

7. Wat zijn, naast de toegepaste systemen in het UKM Medical Centre, andere mogelijke duurzame

oplossingen?

8. Wat is de toepasbaarheid van verschillende energie concepten in relatie tot de gebruiksfunctie van de

P.I.?

9. Wat is de toepasbaarheid van verschillende energie concepten in relatie tot de monumentale status

van de P.I.?

10. Wat zijn de economische voordelen van de toepasbare concepten?

UKM Medical Centre Kuala Lumpur

1. Wat zijn de functionele en bouwtechnische gegevens van het UKM?

2. Welke energiereducerende systemen heeft het UKM onderzocht?

3. Welke energiereducerende systemen heeft het UKM toegepast en hoe hebben zij dit uitgevoerd?

4. Wat is het effect van deze energiereducerende systemen op de energie efficiëntie?


10 Juni 2011

5.2 Ondersteunendesoftware

Om tot onze onderzoeksresultaten te komen hebben we zeer intensief gebruik gemaakt van

softwarepakketten. De meest belangrijke zijn IES VE, GPR (Gemeentelijke Praktijk Richtlijn) en SAM. In de

volgende paragrafen worden deze kort toegelicht.

5.2.1 GPRgebouw4.1

In dit onderzoek is GPR Gebouw gebruikt om inzicht te krijgen in de kwaliteit en milieubelasting van de P.I.

Norgerhaven te Veenhuizen. GPR Gebouw is een online tool die ontwikkeld is door W/E Adviseurs in

samenwerking met de gemeente Tilburg. De tool geeft snel en accuraat inzicht in de duurzaamheid van een

gebouw. Hierbij maakt zij gebruik de meest recente technieken en methodes.

In het engels worden dergelijke tools vaak ratingsystems genoemd. Voorbeelden hiervan zijn onder andere:

BREEAM uit het Verenigd Koninkrijk, LEED uit de Verenigde Staten en GBI uit Maleisie. Deze

waarderingssystemen kopppelen ieder op hun eigen wijze een bepaalde score aan een gebouw. De systemen

hebben gemeenschappelijk dat ze een gebouw beoordelen op verschillende onderdelen. GPR Gebouw

beoordeelt een gebouw op de volgende modules Energie, Milieu, Gezondheid, Gebruikskwaliteit en

Toekomstwaarde. Met de toepassing is de huidige situatie te vergelijken met de situatie na ingreep. Hierdoor

kan het effect van ingrepen zoals na‐isolatie en de plaatsing van zonnepanelen bekeken worden. GPR geeft elke

module een cijfer van op de schaal van 1 tot 10, waarbij het cijfer 6 gelijk staat aan de eisen zoals gesteld in het

Bouwbesluit 2006.

GPR Gebouw is opgenomen in het duurzaam inkopen beleid van de overheid.

De module Energie

Aangezien dit onderzoek zich richt op energie

besparing in de P.I. is de module energie gebruikt in

dit onderzoek. Het voordeel van GPR Gebouw is dat

dit waarderingssysteem afzonderlijke cijfers geeft aan

de verschillende modules. De modules en de score

daarop zijn dus afzonderlijk te beoordelen en te

analyseren. De energie index voor bestaande bouw

wordt berekend conform de ISSO 75 en 82

rekenregels. Het primair energieverbruik per m2 GBO

van een gemiddelde nieuwbouwwoning met een EPC

van 0,8 komt overeen met de score 6 op de module

energie. Figuur 5‐2 Screenshot GPR


11 Juni 2011

Middels GPR Gebouw kan er een energielabel aan de gevangenis gekoppeld worden. Daarnaast maakt GPR

Gebouw een berekening van het geschatte energieverbruik van de gevangenis. Deze geschatte waarde kan

vervolgens vergeleken worden met de werkelijke waarde. In aanvulling hierop wordt deze vergeleken met de

schatting die door het simulatie programma IES gemaakt wordt.

GPR Gebouw is geschikt voor woningbouw, bestaande bouw, scholen en kantoorpanden. Een versie van het

programma dat speciaal voor de logiesfunctie wordt ontworpen is op dit moment nog in ontwikkeling. In dit

onderzoek gebruiken we GPR Gebouw 4.1 voor bestaande bouw. Gedurende het onderzoek hebben we ook

geëxperimenteerd met de nieuwe versie van GPR voor de logiesfunctie. Na een korte analyse van de verschillen

tussen beide versies hebben we besloten door te werken met GPR Gebouw 4.1. De keuze hiervoor wordt in

hoofdstuk 5.4 verantwoord.

5.2.2 IESVE(IntegratedEnvironmentalSolutionsVirtualEnvironment)

In Kuala Lumpur hebben we voor het eerst kennis gemaakt met het IESve, een softwarepakket om een

thermisch model van een gebouw te ontwikkelen. Het UKM, de universiteit van Kuala Lumpur, werkt veel met

dit programma om inschattingen te kunnen maken van besparingen en verschillende opties met elkaar te

vergelijken.

IES is opgericht in Juni 1994 door Dr Don McLean te Glasgow. Sinds de jaren 90 heeft het zich ontwikkeld tot

een veelgebruikt programma over de hele wereld. Veel grote architecten en ingenieursbureaus gebruiken het

om al vanaf de eerste fase van het ontwerp keuzes te maken. In de laatste jaren zijn vele prijzen gewonnen,

onder andere de Green IT Environmental Design Award (2010) en de National Energy Efficiency Award (2008).

De werking is volledig gebaseerd op werkelijke

klimaatgegevens, gegevens die door

meteorologische instituten beschikbaar worden

gesteld. IES heeft bestanden nodig waarin

gegevens van één jaar zitten, met 24

meetpunten per dag van onder andere

temperatuur, luchtvochtigheid, stand van de

zon, luchtdruk, etc.

Naast het klimaatbestand is het 3Dmodel

onmisbaar. In dit model wordt het gebouw exact

nagebouwd, aan alle materialen worden de warmteweerstand, thermische massa en vele andere

eigenschappen toegekend. Wanneer het gebouw volledig is gemodelleerd moeten gebruikseigenschappen

worden toegevoegd, bijvoorbeeld het aantal aanwezige mensen tussen 09:00 en 17:00 en de gewenste

binnentemperatuur. Ook verlichting en apparaten kunnen worden toegevoegd, om de interne

warmteopwekking zo dicht mogelijk te benaderen.

Figuur 5‐3 Screenshot IESve


12 Juni 2011

Wanneer het 3D model voltooid is kan worden gerekend. IES gebruikt hiervoor de energiemodule Apache.

Deze module berekent dan aan de hand van de gegevens in het klimaatbestand exact hoeveel energie er per

uur nodig is om het gewenste binnenklimaat te bereiken. De resultaten zijn daarna uiteen te zetten in Vista

Pro, een analyseprogramma.

5.2.3 SAM(SystemAdvisorModel)

SAM is een model dat zich richt op de prestaties en economische eigenschappen van duurzame ingrepen zoals

het plaatsen van zonnepanelen en windmolens. Het is bedoelt om mensen werkzaam in het werkveld van

duurzame energie handvaten aan te reiken en te helpen de juiste keuzes te maken.

De software is in 2004 ontwikkeld door het National Renewable Energy Laboratory (NREL) in samenwerking

met Sandia National Laboratories en het Ministerie van Energie van de Verenigde Staten. Ondertussen is het

programma uitgegroeid tot een uitgebreid hulpmiddel waarmee vele duurzame energie technieken kunnen

worden door berekend en geanalyseerd.

Het programma integreerd kosten,

financiële modellen, opbrengsten,

prestaties, klimaatgegevens,

cashflows en inflatie cijfers in één

model. Hieruit produceert het

grafieken en ‘spreadsheets’

waarmee inzicht wordt verkregen in

alle voor‐ en nadelen en het op deze

wijze de besluitvorming

ondersteund.

Figuur 5‐4 Screenshot SAM


13 Juni 2011

6 Afbakening

Het onderzoek van atelier D naar een energie efficiënter gebouw is opgezet als een integraal onderzoek. Het

gaat hierbij niet alleen om verduurzamen op financieel vlak, een lagere energierekening, maar het gaat hierbij

ook om een gezonder sociaal milieu, bewust ander gedrag van medewerkster en gedetineerden. In dit

onderzoek ligt de focus op het bouwtechnische aspect van het energievraagstuk.

Daarbij wordt gefocust op één van de locaties, Norgerhaven. De gevangenis Norgerhaven is het turkoois

gearceerde carré‐vormige gebouw middenrechts op de afbeelding hieronder(afbeelding 4.1).

Binnen de penitentiaire inrichting Norgerhaven zal het onderzoek zich beperken tot de West vleugel van het

gebouw, afdeling J, zonder daarbij de samenhang met de drie andere vleugels uit het oog te verliezen. De

Westvleugel valt onder het ‘oudbouw’ gedeelte van het gebouw. Onder ‘oudbouw’ wordt verstaan de Oost,

West en Zuidvleugel deze zijn gebouwd in 1901. Naderhand is in 1987 de Noordvleugel bijgebouwd, dit

gedeelte van de PI zal niet worden meegenomen in het onderzoek naar energie reducerende concepten.

Binnen de case study’s zullen de innovatieve maatregelen voor energiebesparing worden bestudeerd. In

Maleisië zal de nadruk liggen op het thermisch isoleren van de gebouwschil.

Figuur 6‐1, plattegrond Veenhuizen


14 Juni 2011

7 P.I.Veenhuizen

De penitentiaire inrichting (P.I.) Norgerhaven te Veenhuizen wordt door de Dienst Justitiële inrichtingen

gehuurd van de Rijksgebouwendienst (RGD). Norgerhaven is een klassiek opgezette carré‐vormige gevangenis.

Hieronder is een schematische plattegrond van de gevagenis weergegeven. In verband met de

vertrouwelijkheid is deze niet gedetailleerd beschikbaar.

Figuur 7‐1, schematische plattegrond (ivm vertrouwelijke status)


15 Juni 2011

7.1 Achtergrondinformatie

Naam: Penitentiaire inrichting Norgerhaven

Adres: Oude Asserstraat 20, 9341 BC Veenhuizen

Provincie: Drenthe

Gemeente: Noordenveld

Eigenaar: Ministerie van Justitie

Huurder: P.I. Veenhuizen

Bouwjaar: 1897‐1903

Bruto vloeroppervlak: 29.034m2

Cellen capaciteit: 272

Architecten: Maatschappij van weldadigheid, J.F Metzelaar en W.C.

Metzelaar(uitbreidingen eind 19e eeuw).

7.1.1 Historischegegevens

Veenhuizen, een kolonie

In 1818 had de maatschappij drieduizend hectare grond opgekocht in Veenhuizen. Hier werden een drietal

gestichten gebouwd, grote carré vormige gebouwen op een omgracht terrein. Twee van de gestichten dienden

voor het opnemen van bedelaars en landlopers en één voor wezen en vondelingen(Huussen, A.H.,1994). Onder

leiding van Van den Bosch had de Maatschappij van Weldadigheid tot doel doormiddel van arbeid, onderhoud

en onderwijs de armen en de lagere bevolkingsklassen te verbeteren. In het voorjaar van 1822 begon men

met het bouwen van een gesticht voor bedelaars.

Veenhuizen werd opgebouwd als een zelfvoorzienend dorp, waarbij mensen van buitenaf niet waren

toegestaan. Er werden boerderijen en werkplaatsen gesticht, landerijen ontgonnen en een zuivelfabriek,

korenmolen, bakkerij, klompenmakerij en diverse opgericht en er werd huisvesting voor werknemers

gerealiseerd, in veenhuizen waren alle benodigde voorzieningen aanwezig.

Veenhuizen als Rijksinstelling

Doordat veenhuizen geheel zelfvoorzienend was, en het contact met de buitenwereld minimaal was waren de

kosten hoog. Door deze hoge kosten ging de Maatschappij van Weldadigheid uiteindelijk in 1859 failliet, en

werd Veenhuizen overgenomen door het ministerie van Binnenlandse zaken. Sinds Veenhuizen een

rijksinstelling was geworden kreeg het steeds meer een penitentiaire aspect. Het gesticht waar alleen

weeskinderen en vondelingen werden opgenomen maakte plaats voor vrouwen tot 1889, waarna alleen

mannen werden opgenomen. In 1875 ging de verantwoordelijkheid voor Veenhuizen over van het Ministerie

van Binnenlandse Zaken naar het Ministerie van Justitie.


16 Juni 2011

De indeling van de oude gestichtgebouwen

De architectuur van de gestichten was geïnspireerd door de militaire kazerne, deze militaire aandoening zou

een positief effect moeten hebben op de ’verpleegden’. In de gestichtgebouwen is een duidelijke ruimtelijke

hiërarchie te zien. De gebouwen waren carré vormig met zijden van ongeveer 150m. Alle gebouwen waren

voorzien van een omgrachting, zodat de bewoners van de gestichten volledig waren afgesloten van de

buitenwereld.. Alleen op de begane grond waren vertrekken. In deze vierkante zijden bevonden zich

arbeidersvertrekken. Voor het geven van onderwijs bevonden zich er een paar grote zalen. Het dak was een

dubbel zadeldak met zakgoot. Ter ondersteuning van deze daken stond ter plaatse van de zakgoot een

tussenmuur. De gestichtgebouwen deden denken aan de militaire kazernegebouwen.

Veenhuizen als Penitentiaire inrichting

Veenhuizen begon tussen beide wereldoorlogen van karakter te veranderen. Een noodwet uit 1918 zorgde

ervoor dat de rijkswerkinrichtingen als noodgevangenissen konden worden gebruikt. Vanwege het cellentekort

in het land door grote aantallen smokkelaars uit de eerste wereldoorlog. Daarnaast kregen de gestichten mede

door de totstandkoming van het wetboek van strafrecht in 1881/1886 een meer cellulair karakter. Het

vroegere karakter van dwangarbeid maakte plaats voor een gevangenisstraf zoals wij deze heden ten dage

kennen. Dat wil zeggen een straf waarbij het gaat om vrijheidsbeneming. Na de tweede wereld oorlog kwam

deze ontwikkeling pas echt op gang. De Rijkswerkinrichtingen in Veenhuizen werden aangewezen als

inrichtingen voor gemeenschapsgeschikte gevangenen. Vanaf 1949 heette het eerste gesticht Norgerhaven en

het tweede gesticht Esserheem.

Een normaal dorp

In 1885 kwam de minister met het plan voor vernieuwing van het eerste gesticht en de bouw van nieuwe

ambtenaarwoningen bij het Tweede en Derde gesticht. Het door metzelaar ontworpen nieuwe gestichtgebouw

kwam vlak naast het oude Eerste gesticht te staan en werd eveneens van omgrachting voorzien. Achter de

voorbouw lagen rondom een binnenplaats de verblijfsruimten. Hiermee lijkt het gebouw op de

gestichtgebouwen uit de tijd Van den Bosch, waar aan de buitenzijde arbeiderswoningen en aan de binnenzijde

zalen waren geplaatst. Soberheid, degelijkheid en functionaliteit zijn ook in het ontwerp van metzelaar

aanwezig. In eerste instantie was de rijkswerkinrichting bestemd voor vrouwen, maar toen in 1890 de

oplevering plaatsvond, was besloten dat de vrouwen naar de strafinrichting van Leiden werden over geplaatst.

Nu kreeg het rijksgebouw mannelijke verpleegden. In 1889 werd een administratiekantoor te noorden van het

oude eerste gesticht gebouwd. De opzet van dit administratiekantoor bleek in 1895 was ook geschikt voor een

gestichtgebouw. Voor het oude tweede gesticht werd ook nieuwbouw gerealiseerd. Het ontwerp van het

administratiekantoor diende hier als frontgebouw, en kreeg aan de achterzijde twee verblijfsvleugels. Na het

gereedkomen van het nieuwe twee gesticht werd het oude tweede gesticht als werkplaats ingericht. Het oude

eerste gesticht werd in 1900 afgebroken, het derde gesticht werd in 1925 afgebroken. Het oude Eerste Gesticht

werd in de jaren 1901‐1906 afgebroken en ongeveer op dezelfde plaats vervangen door een nieuw gebouw.


17 Juni 2011

Sinds 1949 heet het gesticht Norgerhaven en is het gevangenis en rijkswerkinrichting. Veenhuizen II was de

inrichting voor bedelaars en landlopers, maar bood later ook onderdak aan souteneurs en andere

wetsovertreders. In de jaren 1895‐1900 werd nabij het oude Tweede Gesticht met behulp van de verpleegden

een nieuw tweede gesticht neergezet van hetzelfde model als het oude tweede gesticht. In 1949 werd het

gevangenis en rijkswerkinrichting onder de naam Esserheem. Veenhuizen III (Bergveen) was eveneens een

bedelaarsgesticht, maar is in 1925 afgebroken. Een oorspronkelijk barakkenkamp, in 1947 gebouwd voor

Indiërdeserteurs, is sinds 1961 gevangenis en rijkswerkinrichting voor overtreders van de wegenverkeerswet en

draagt de naam Bankenbosch.

Het oude tweede gesticht wat nu een werkgesticht is, is dus het enige gebouw dat nog verwijst naar de

gestichten van voor 1859. Vlak nadat het tweede gesticht in 1901 werd opgeleverd, ontstond de discussie voor

nogmaals vernieuwing van het eerste gesticht. Nieuwbouw was noodzakelijk omdat het inmiddels 10 jaar oude

gebouw destijds was gemaakt voor vrouwen. En dat bij uitbreiding van mannelijke gedetineerden de ruimte

niet voldoende efficiënt was voor bewaking. Nogmaals vond er vernieuwing plaats achter het reeds bestaande

administratiekantoor werden nu 5 verblijfsvleugels gebouwd identiek aan het tweede gesticht, het huidige

Norgerhaven. Daarmee was het repeterende effect van de oude gestichtgebouwen in nieuwe vorm

gecontinueerd.

Sinds 1970 leven er in Veenhuizen geen 'verpleegden' meer. Het dorp telt echter nog steeds drie

strafinrichtingen, waarin in totaal ruim 1.000 gedetineerden vastzitten. Veenhuizen is pas sinds 1981 vrij

toegankelijk. Daarvoor mochten – naast de gevangenen ‐ alleen het gevangenispersoneel en hun gezin het

dorp in. Wie met pensioen ging of een baan buiten Veenhuizen vond, moest verhuizen.

Veenhuizen heeft drie penitentiaire inrichtingen: Norgerhaven, Esserheem en Groot Bankenbosch.

Norgerhaven ligt in het eerste gesticht en geldt als een van de strengst beveiligde gevangenissen van

Nederland waar over het algemeen de zwaarst gestraften zitten. Esserheem bevindt zich in het tweede

gesticht. De strafmaat varieert hier van enkele maanden tot vele jaren. Samen bieden ze plaats aan ongeveer

450 veroordeelden. In het derde gesticht ligt Groot Bankenbosch, te midden van de bossen. Groot

Bankenbosch is een halfopen inrichting waar ruim 180 veroordeelden met een lagere straf verblijven. Ten

slotte is er nog een jeugdgevangenis, Het Poortje, waar een kleine 100 jongeren verblijven.

Het ministerie van Justitie heeft voor Veenhuizen grootste plannen, het wil een groot deel van de gebouwen

afstoten. Voor de Gemeente staat echter vast dat Veenhuizen een uniek dorp is waarvan het bijzondere

karakter behouden moet blijven(Woud, van der A., 1994). Wie wil behouden moet gaan veranderen.


18 Juni 2011

7.1.2 KlimatologischegegevensinNederland

Het moge duidelijk zijn dat bouwtechnische activiteiten en ontwikkelingen niet los gezien kunnen worden van

hun omgeving. In dit onderzoek worden vergelijkingen gemaakt tussen situaties die zich in verschillende

klimaatzones bevinden, met ieder zeer verschillende eigenschappen. In dit kader is voor de volledigheid van

het onderzoek zowel het klimaat in Maleisië, Nederland en Noorwegen globaal in beeld gebracht.

Een woning dient in de basis als bescherming tegen de elementen als temperatuur, wind en neerslag. Een schil

die ons beschermt, onderdak biedt. Die schil is een product van de omgeving waarop door de mens gereageerd

wordt. De gemiddelde en extreme temperaturen dwingen ons geïsoleerde en verwarmde huizen te bouwen.

Onze bodem dwingt ons dikwijls om op palen te bouwen. De neerslag vraagt om kierdichte daken om lekkages

te voorkomen. De aanwezigheid van gas is de oorzaak dat we op gas koken.


19 Juni 2011

Eigenschappen en kenmerken van het Nederlandse Klimaat

De weerstoestand over een periode van 30 jaar karakteriseert een klimaat. Om de verschillende klimaatzones

op aarde te typeren ontwikkelde de Duitser Köppen een klimaatsysteem. Met behulp van letters worden

verschillende zones aangeduid. Volgens het Köppen‐systeem heeft Nederland een gematigd zeeklimaat (Cfb),

waarin de f voor regen in alle jaargetijden staat. De C staat voor het gematigd warme klimaat. C duidt overigens

altijd op een zeeklimaat. De derde letter (b) in de code zegt iets over de warmst mogelijk temperatuur. De

gemiddelde maximum temperatuur in de zomer is 20.9° Celsius. Het algemene beeld van Nederland luidt

ongeveer als volgt: “Het is er koud en het regent er altijd”. Dit is in feite niet waar, het regent slechts 7% van de

tijd in Nederland. De invloed van de Noordzee zorgt ervoor dat Nederland gekenmerkt wordt door milde

winters en milde zomers met het hele jaar door neerslag. Gemiddeld valt er jaarlijks 700 tot 800 milliliter

neerslag, in de vorm van regen, sneeuw, ijzel of hagel. De gemiddelde temperatuur bedraagt 9,0° Celsius. De

zon schijnt slechts 1471,4 uur per jaar, 31% van de langst mogelijke duur.

Voor het bepalen van de “langjarige gemiddelden” of “normalen” is een tijdvak nodig van minstens 30 jaar. Het

internationale standaard tijdvak, gedefineerd door de Wereld Meteorologische Organisatie (WMO), liep van

1961 tot en met 1990. Het huidige tijdvak loopt van 1991 tot en met 2020. Het KNMI berekent echter ook

tussentijds, om de tien jaar, nieuwe langjarige gemiddelden. Om het Nederlandse klimaat in beeld te brengen

zijn de meest recente langjarige gemiddelden het uitgangspunt (1971‐2000).

Afbeelding 5.1 Klimaatgegevens Nederland meetpunt Eelde (Bron: KNMI)


20 Juni 2011

De gegevens zijn afkomstig van het meetstation in Eelde. Eelde is gekozen omdat Veenhuizen slechts iets

minder dan 16 km hemelsbreed bij Eelde vandaan ligt.

Op de bovenstaande afbeelding staan de meteorologische gegevens die ons klimaat kenmerken. De meest

relevante gegevens die zich relateren aan installaties zijn rood omcirkeld. Hier is ook te zien dat en grote

verschillen zijn tussen de vier seizoenen. Het verschil hierin kan installaties zowel negatief als positief

beïnvloeden.

7.1.3 Functieengebruik

Vanuit de functionele eisen zijn de ruimtelijke eisen te benoemen. De functionele eisen geven een voor wie

gebouwd gaat worden. Vanuit het perspectief van de gebruiker moet worden ontworpen, hierdoor worden de

klimaat en gebruikseisen bepaald waaraan ruimten moeten voldoen. Na vaststelling van de gebruikseisen is de

afstemming technisch en bouwkundig te bepalen om te komen tot een optimaal proces, de bouwkundige en

installatietechnische eisen worden bepaald door de gebouwgebonden en bewonersgebonden eisen(afbeelding

5.1)


21 Juni 2011

Gebouw ontwerpInstallatie ontwerp

Gebruikersgedrag

Bezetting en gedragspatronen, bewustmaking van de medewerkers en voorzien van opleiding

Keuze verwarmingsysteem , Ventilatie , Keuze HVAC, Verlichting.

Gebouw vormen, oriëntatie , locatie , kenmerken van het gebouw

Sociaal Efficiënte van het gebouw

Technisch

Het verbruik is mede afhankelijk van het gedrag van de gebruiker. De wijze waarop de gebruiker ventileert, de

hoogte van de ingestelde temperatuur en de aanwezigheid van de gebruikers in een gebouw(bezettingsgraad).

De invloed van bewonersgedrag neemt sterk af bij toepassing van energiebesparende maatregelen. De

spreiding die in de praktijk wordt gemeten ten opzichte van berekende waarden zal hierdoor afnemen.

Gebruikersgebonden verbruik versus. Gebouwgebonden verbruik

Ondanks dat je de gebruiker bewust kan maken van het energieverbruik. Worden er ook mogelijkheden

onderzocht om binnen het gebouw voorzieningen te treffen om invloed uit te oefenen op het gedrag van de

gebruiker, zoals apparatuur met ingebouwde standby‐killer.

Duurzaamheid moet worden beschouwd zowel vanuit de techniek als vanuit het perspectief van gedrag,

comfort, handelingsvrijheid, een en ander parallel met detentie‐ en MGW‐doelstellingen,het beperken van de

detentieschade en de recidive op lange termijn met 25% terugdringen (Aversteeg, 2010). Duurzaamheid moet

vanuit het perspectief van detentie en van gedetinieerde wordne beschouwd. Het kunnen beinvloeden van de

eigen leef en werk omgeving is daarbij een belangrijk uitgangspunt en kan bijdragen aan het voorkomen van

detentieschade(gedetinieerde) en het creeren van een optimaal werkklimaat(personeel). Ruimtelijk en


22 Juni 2011

functioneel programma van eisen wordt uitgegaan van een standaard programma van eisen voor normaal

beveiligde penitentaire inrichting. De ruimten in de PI zijn zoals in onderstaande tabellen zijn weergegevn. De

cellen zijn gelegen op de eerste verdieping van de oudbouw. Alle cellen zijn voorzien van een eigen toilet en

douche.

Het gebruikersgebonden verbruik in de PI is erg hoog,

door een intensief gebruik van het gebouw. De keuken

verbruikt veel energie, er wordt gekookt met behulp van

stoom die wordt opgewekt in het ketelhuis die in de

behoefte van energie voorziet van het oudbouw

gedeelte.

Een wasserij bedrijf is erg arbeidsintensief, het goed

reinigen van textiel kost een hoop arbeid en energie. De

wasserij is voorzien van moderne was en

mangelapperatuur. De wasserij van Norgerhaven

verzorgt de was van alle zes noordelijke inrichtingen, de

PI Zwolle en de van Mesdagkliniek in Groningen.

Daarnaast doet de wasserij ook de was voor een aantal

externe bedrijven, waaronder het gevangenis museum in

Veenhuizen.

In het arbeidsgebouw van Norgerhaven moeten de gedetineerden 4 uur per dag arbeid verrichten, dit gebeurd

in verschillende vormen, koken, op de werkplaats werken zoals het verpakken van grasmatten etc.

De afdelingen van de oudbouw zijn centraal geregeld, de gedetineerden kan niet naar eigen voorkeur de

verwarming instellen. Doordat de verwarming centraal geregeld is, worden er vaak ruimten verwarmd waar dit

niet noodzakelijk is. Dit is bijvoorbeeld het geval wanneer de gedetineerden arbeid verrichten, dan is het niet

noodzakelijk de cellen te voorzien van warmte.

7.1.4 Monumentalestatusendebijbehorendebeperkingen

Monumentnummer: 478489

Monumentnaam: Norgerhaven

Status: Beschermd

Panddosier: Periode 1992‐1999, jaar 2000

Om het energieverbruik van de PI te reduceren en het gebouw zodanig te renoveren dat het efficiënter en

duurzamer wordt, worden de potenties voor duurzaam bouwen in combinatie met de Rijksdienst voor de

Monumentenzorg onderzocht.

Ruimte Aantal m²

Cellen in vleugels E t/m K

Cellen per afdeling 16

Aantal afdelingen 6

Type cel

Meer persoon cel(MPC) 48 12

Enkele cel 48 12

Totaal 96 2304

Overig

Teamkamer per afdeling 1 22

Aantal afdelingen 6

Totaal 6 132


23 Juni 2011

Norgerhaven heeft bewezen een duurzaam gebouw te zijn, de PI gaat in technische zin al lang mee en

daarnaast vertegenwoordigd het ook ons cultureel erfgoed. Norgerhaven heeft waardevolle

herkenningspunten uit het verleden, Norgerhaven als gebouw blijft een fysiek bewijs van stijl en cultuur uit de

periode dat Veenhuizen nog een kolonie was. Maar is Norgerhaven ook duurzaam in milieutermen?

Norgerhaven is niet energiezuinig naar huidige maatstaven. Dit komt ondermeer doordat er geen/nauwelijks

isolatie aanwezig is, oude installaties worden gebruikt en ruimten niet optimaal benut worden. Om aan de

huidige duurzaamheideisen te voldoen zullen energiebesparende maatregelen moeten worden toegepast.

Hierbij is het van belang dat energiebesparende maatregelen als gevel, vloer en dakisolatie juist worden

toegepast, onjuiste toepassing kan leiden tot het verlies van de cultuurwaarden. Energiereducerende

maatregelen moeten zo worden toegepast dat het voorziet in de behoefte van nu zonder daarmee de

cultuurhistorische erfenis voor de toekomstige generaties in gevaar te brengen.

De monumentale waarde ontleent het gebouw vooraal aan de architectuurhistorische waarden. Het is een

eenvoudige doch sobere neo‐renaissancistische stijl en een goede representant voor een penitentiaire

inrichting. De architectuur van het gesticht was geïnspireerd door de militaire kazerne, wat je duidelijk terug

ziet in de vormgeving van het gebouw. Norgerhaven is een product van de veranderingen aangebracht in de

loop van de geschiedenis. Zo begon de bouw in de 19e eeuw en zijn er vooral veranderingen gerealiseerd in de

20e en 21e eeuw. Deze gelaagdheid in geschiedenis en veranderingen is onderdeel van de monumentwaarde.

Het eerste gesticht werd tussen 1897 en 1903 gebouwd. Norgerhaven is gekenmerkt door diverse ingrepen die

in de loop der eeuwen zijn gerealiseerd. Deze ingrepen omvatten onderhoudsmaatregelen en aanpassingen in

het gebruik van het pand. Tot deze ingrepen behoren een verbouwing in 1965 en in 1989‐1990. Tijdens de

laatste, naar ontwerp van het Bureau Cor Kalfsbeek, zijn nieuwe hoekvolumes toegevoegd die het

symmetrische en representatieve uiterlijk van het middengedeelte versterken. Ook is bij die gelegenheid een

hekwerk random het gebouw geplaatst (Erfgoed, 1994).

De bescherming betreft het evenwijdig aan de weg gelegen frontgebouw. De overige onderdelen binnen het

omgrachte terrein zijn als gevolg van wijzigingen en uitbreidingen niet beschermenswaardig. De bescherming

van het frontgebouw van Norgerhaven is van cultuurhistorisch, architectuurhistorisch, typologisch,

stedenbouwkundig als ook van belang voor de geschiedenis van de Rijkswerkinrichting Veenhuizen. Ondanks

dat de bescherming alleen geldt voor het frontgebouw, is heel Norgerhaven van belang als functioneel

onderdeel van het uitzonderlijke waardevolle complex Veenhuizen.

Norgerhaven is een Rijksmonument en onderdeel van een beschermd dorpsgezicht (Rijksgebouwendienst,

2011). Onderdeel van een beschermd dorpsgezicht wil zeggen dat het om gebieden gaat met een bijzonder

historisch karakter. De erkenning van dit historisch karakter, is ter behoud van deze karakteristieken en om het

nadrukkelijk plaats te geven in de toekomstige ontwikkelingen. Het is niet zo dat een gebouw dat binnen een

beschermd dorpsgezicht valt automatisch ook een beschermd monument is, maar Norgerhaven is zowel een

beschermd rijksmonument als een bescherm dorpsgezicht. Een rijksmonument is een beschermd monument

als bedoeld in de Monumentenwet 1988. De bescherming heeft niet tot doel om de bestaande situatie te


24 Juni 2011

Verleden

•Gebruik de potenties(hitorische constructies en materialen) uit het verleden

• Met oude oplossingingen moderne oplossingen vinden

Minimale ingrepen

•Beperk ingrepen en veranderingen tot een minimum

•Behoud van het monument

Passend gebruik

•Gebruik aanpassen aan de eigenschappen van het monument

•Continuren van de bestaande functie

Comfort

•Eisen&Wensen afstellen op wat haalbaar is in het monument

•Veranderend oppervlakte celfunctie

Na isoleren

•Maatwerkoplossingen rekening houdend met de bouwfysische eigenschappen

•Maak van een monument geen perfect geisoleerd gebouw

bevriezen of elke verandering tegen te houden, het gaat er om de waardevolle karakteristieken van het

gebouw te behouden en het functioneren in de toekomst veilig te stellen. De objectbescherming is erop gericht

het architectonisch beeld veilig te stellen en de authenticiteit van het materiaal te behouden.

Om Norgerhaven op een zinvolle manier te bewaren voor de toekomst, is het van belang architectuurhistorie in

stand te houden. Ondanks dat de West vleugel(afdeling J) volgens de beschrijving niet beschermenswaardig is,

is het van belang dat het karakter van het gebouw gewaarborgd blijft. Behalve bij het frontgebouw zijn er

vanuit de monumentzorg veel ingrijpmogelijkheden. De huidige generatie mag ook haar bijdrage leveren aan

de veranderingsgeschiedenis, mits de aanwezige authentieke elementen bewaard blijven (Dulski, 2006).

Voor het continueren van de celfunctie is het van belang dat het energieverbruik gereduceerd wordt, hiervoor

zullen er maatregelen getroffen moeten worden. Bij toepassing van deze maatregelen is het van belang dat de

karakteristieken van het monument behouden blijven(afbeelding 7.2)

7.2 Bouwtechnischeeninstallatietechnischegegevens

In dit hoofdstuk worden de resultaten weergegeven van de analyse van de huidige bouwkundige staat van het

gebouw en de aanwezige klimaatinstallaties. Een belangrijk uitgangspunt voor de bestaande bouw is dat eerst

de bouwkwaliteit goed moet zijn. Installaties kunnen in bepaalde mate bouwkundige tekortkomingen

compenseren, maar zijn daar niet voor bedoeld (Otter, 2008).

7‐2


25 Juni 2011

7.2.1 Algemeen

Norgerhaven is een complex dat rondom een binnenplaats is georganiseerd. Het bestaat oorspronkelijk uit een

U‐vormig gebouw met twee directiewoningen op de koppen en een poortgebouw er tussenin (later is de u

dichtgebouwd met de noordvleugel). Het U‐vormige gebouw is onderverdeeld in negen compartimenten in

twee bouwlagen en vier trappenhuizen. De ruimtelijke opzet met een centrale dragende wand die het gebouw

verdeelt in een deel met uitzicht over het landschap en een deel dat op de binnenplaats uitkijk. Alle ontsluiting

vindt hier plaats vanaf de binnenplaatszijde.

7.2.2 Schil

De schil van de oudbouw bestaat uit steens muren uit 1906, zonder isolatie. In verband

met de monumentale status van Norgerhaven zijn wijzigingen in het gevelbeeld niet

wenselijk. Mede daardoor staat het grootste deel van de beglazing nog uit enkel glas. Als

gevolg van het grote glasoppervlak gaat er veel energie verloren.

Het dak vleugels bestaat uit twee betonnen platen aan weerszijden, met daarop in het

midden een trapeziumkap. Het vlakke deel hiervan is geïsoleerd, de schuine zijden

bestaan alleen uit dakbeschot met pannen. Uit nood is het plafond van de verdieping

tientallen jaren geleden van bovenaf geïsoleerd met glaswol, dit is echter in de loop der jaren geheel vertrapt

en nog weinig isolerend.

Materiaal d (m) Rc (w/m*k) U (m²*K)/W Opp (m²)

Traditionele steensmuur 0,22 0,25 2,32 627

Betonvloer op zand 0,17 1,20 0,70 365

Pannendak 0,10 0,50 1,55 125

EPS met bitumen 0,11 2,00 0,50 189

Enkelglas 0,04 4,80 120

7‐3 Opbouw schil

7.2.3 Installaties

Voor het tapwater loopt een geïsoleerde ringleiding door de vleugels. Om tapwater snel te kunnen leveren

wordt vers koud water langs de cv‐leiding gestuurd om door middel van een warmtewisselaar warmte op te

nemen. De temperatuur van het water dat de ringleiding in gaat is 80 graden Celsius, bij terugkomst in de

technische ruimte is dit afgekoeld tot ca. 65 graden. In de ringleiding gaat er dus 15 graden verloren.


26 Juni 2011

7.2.3.1 Verwarming

De CV van de noord‐, oost‐ en zuidvleugel wordt gevoed door vier

ketels van 300kW (1200kW in totaal). Het leidingwerk loop grotendeels

onder het plafond van de begane grond, op sommige plaatsen over de

ongeïsoleerde zolder.

Bij centrale verwarming zorgen de ketels voor het op temperatuur

brengen van het water, het water wordt opgewarmd door aardgas als brandstof. De radiatoren die zijn

opgesteld in alle vleugels krijgen hun warmte toegevoerd door water dat wordt rondgepompt in een gesloten

leidingsysteem.

De cv‐ketels zijn uitgerust met een weersafhankelijke regeling. Dit betekent dat op de ketel een buitenvoeler is

aangesloten, de regeling stuurt de ketel aan op basis van de buitentemperatuur. Als het koud is, laat deze de

brander aangaan totdat een hoge watertemperatuur bereikt is, bij zacht weer is een lage watertemperatuur

voldoende. In beide gevallen stroomt dus continue water met een vaste temperatuur door de leidingen. De

hoogte van de watertemperatuur is dus afhankelijk van de hoogte van de buitentemperatuur. Hierdoor zal bij

elke buitentemperatuur de binnentemperatuur even hoog worden.

In het verleden stonden er drie cv‐ketels opgesteld.

Indien er een strenge winter was met lage

temperaturen, dan hadden de drie ketels niet

voldoende vermogen om ook de laatste afdeling van

de Westvleugel(afdeling K) te voorzien van

warmwater. De watertemperatuur in ver

weggelegen afdelingen liep sterk terug. Dit komt

doordat het systeem één enkele leiding heeft waarin

alle radiatoren in serie zijn gezet. Hierdoor is het niet

mogelijk de doorstroming per radiator te variëren. In

plaats daarvan wordt de luchtcirculatie rond een

radiator geregeld. Door een klep dicht te draaien stopt de lucht rond de radiator met circuleren, waardoor de

radiator slechts weinig warmte afgeeft. De radiator zelf blijft in deze systemen echter altijd warm.

Dit probleem is destijds opgelost door een extra ketel te plaatsen, waardoor er nu een vermogen van 1200 KW

aanwezig is. Hierdoor kunnen de laatste afdelingen ook voorzien worden van de gewenste temperatuur. Het

gewenste binnenklimaat wordt nu echter niet bereikt door een efficiënt systeem.

2

6

2

1

2 2

Radiatoren WestvleugelRadiatoren Oostvleugel Radiatoren Zuidvleugel

5

4 7

3 3 31. Gastoevoer2. C.V. Ketel3. Rookafvoer4. Aanvoer warm water5. Regelklep6. Circulatiepomp7. Retour water

2

Schematische weergave CV installatie

7‐4 CV installatie


27 Juni 2011

7.2.3.2 Warmtapwater

De cv ketels voorzien ook in warm tapwater. Indien het gewenste binnenklimaat is bereikt, en er geen vraag

meer is naar verwarming, zullen de cv‐ketels blijven verwarmen en zal het opgewarmde water opgeslagen

worden in een thermisch geïsoleerd opslagvat.

Een circulatie‐pomp draait 24/7 en pompt heet water uit de boiler door een circulatieleiding naar de

afdelingen. ’s Nachts (wanneer de gedetineerden in hun cel zitten) is het niet noodzakelijk dat de pomp blijft

draaien, maar vanwege de angst voor legionella wordt dit toch gedaan.

7.2.3.3 Ventilatie

Het oudbouw gedeelte heeft per afdeling een mechanische afvoer en natuurlijke toevoer(afbeelding 5.8). De

afdelingen met de cellenblokken, kunnen doormiddel van 2 kleine raampjes hun cellen voorzien van natuurlijk

toevoer. De noord vleugel is voorzien van balansventilatie.

7.2.3.4 WKKinstallatie

In het verleden is door de RGD gekozen voor het installeren van een WKK installatie. Een WKK installatie kan

een hoger rendement uit aardgas behalen, doordat de productie van warmte voor verwarming en kracht voor

het opwekken van elektrische stroom aan elkaar zijn gekoppeld. De opgewekte warmte werd gebruikt voor cv

verwarming, de elektriciteit werd eveneens in de oudbouw gebruikt. Bij een WKK installatie, wordt de

restwarmte van de expandeerde rookgassen direct benut voor ruimteverwarming, terwijl de mechanische

energie van de turbine wordt omgezet in elektriciteit.

De resultaten van een WKK installatie zijn sterk afhankelijk van de daadwerkelijke warmtebenutting en

samenwerking met de cv‐ketel. Bij een WKK installatie komt het koude retourwater van de cv in de

warmtewisselaar, waar het wordt voorverwarmd met rookgassen. Bij dit proces condenseert een deel van de

waterdamp, waarbij er veel warme/energie wordt overgedragen. Bij het gebruik van een WKK installatie in de

bestaande cv‐installaties is het van belang dat deze juist in het systeem wordt geïntegreerd.

Onjuist functioneren van de WKK installatie in de bestaande cv‐installatie

De temperatuur van de cv ketel in Norgerhaven was te hoog voor een goed functonerende WKK. Het

rendement van de installatie ging verloren door een te hoge retourtemperatuur, hierbij condenseren de

rookgassen niet en presteert de ketel niet juist. Om het maximale rendement te halen, moet de

retourtemperatuur zo laag mogelijk zijn, in ieder geval lager dan 55 °C. Na de tegenvallende resultaten is

besloten de WKK –installatie weer te verwijderen.

Indien de hoge temperatuur niet nodig was geweest, door bijvoorbeeld het plaatsen van extra radiators,

hadden de ketels lager afgesteld kunnen worden zodat dat de WKK installatie wel goed zou functioneren. Wel


28 Juni 2011

moet gecontroleerd worden dat het boilerwater, ter voorkoming van legionella, eens per etmaal alsnog boven

60 °C komt.

7.2.4 Noordvleugel

De Noordgevel van Norgerhaven behoort niet tot de ‘oudbouw’. De Noordvleugel is in 1987 bijgebouwd en is

dus een stuk nieuwer van aard. Hier staan twee cv‐ketels één Hr‐ketel en één VR ketel. Deze heeft net als bij de

oudbouw een weersafhankelijke regeling.

In de Noordvleugel is gebruik gemaakt van warmte terugwinning uit de afvoerlucht van het gebouw. Het twee

batterijen of het ‘twin‐coil’ systeem bestaat uit een warmtewisselaar in het luchtkanaal en een

warmtewisselaar in het toevoerkanaal. De warmtewisselaars zijn door leidingen, met daarin water, met elkaar

verbonden. Een pomp zorgt voor circulatie van het water.

Heeft de afvoerlucht een hogere temperatuur dan de buitenlucht dan neemt het water aan de afvoerzijde

warmte op en staat die aan de aanvoerzijde weer af. Is de afvoerlucht koeler dan de buitenlucht dan werkt het

andersom. Het rendement van dit systeem ligt tussen de 40 en 60%.

7.3 Energieverbruik

Het totale energieverbruik van de PI bestaat uit het verbruik voor ruimteverwarming, warm tapwater,

hulpenergie (pompen en ventilatoren) en elektrische apparaten. Voor dit onderzoek hebben we ons in verband

met de bouwkunde relevantie gefocust op het verbruik voor ruimteverwarming. Deze post neemt het

overgrote deel van het gasverbruik voor zijn rekening. Naast installaties voor ruimteverwarming gebruiken

alleen de keuken en de warm tapwater installatie gas als energie.

De vraagbeperking door isolatie, of door toepassing van een efficiënt installatiesysteem en het gebruik van

duurzame bronnen leveren een besparing op voor deze post.

De P.I. Veenhuizen slaat de meterstanden maandelijks op. Dit wordt gedaan in kleine txt bestandjes, die wij

hebben omgezet naar Excel‐bestanden en grafieken. Jaren voor 2008 waren niet goed bruikbaar in verband

met verloren of niet goed verzamelde data. Met de verzamelde en omgezette data konden wij vervolgens het

gebruik analyseren, daarnaast zijn deze overzichten gebruikt ter validatie van de gebruikte software.


29 Juni 2011

7‐5 Jaarlijks gasverbruik van 2008, 2009, en 2010.

In deze grafieken is af te lezen dat het energieverbruik de laatste jaren licht is gestegen. Na een correctie met

graaddagen bleek dit echter niet het geval, na de berekening bleek dat er zelfs een lichte daling (4,64%) heeft

plaatsgevonden. Ondanks deze kleine daling ligt het verbruik nog steeds erg hoog, 353 kWh / m² per jaar. Ter

vergelijking: Een passiefhuis (onderzocht door andere afstudeergroepen bij atelier Duurzaam) gebruikt 15kWh

/ m² per jaar aan gas.

Omschrijving Waarde Eenheid

Oppervlak oudbouw 10.000 m²

Verbruik oudbouw (2008) 400.943 m³

Verbruik oudbouw (2008) 3.524.957 kWh

Verbruik per m² 353 kWh/m²

Energielabel G ‐

7‐6 Energieverbruik Norgerhaven

200820092010

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

jan feb maa apr mei jun jul aug sep okt nov `dec

Gasverbruik (m³)

2009

2008

2009

2010


30 Juni 2011

7.3.1 Warmteverliesenthermischebeelden

Doormiddel thermografisch onderzoek kan het temperatuurbeeld van een oppervlak gevisualiseerd worden.

De oppervlakte temperatuur van een constructie wordt bepaald door de mate waarin een constructie warmte

geleid en de warmteoverdracht aan het binnen en buitenoppervlak.

Thermografie wordt in dit onderzoek gebruikt om door middel van een temperatuurbeeld de thermisch zwakke

delen in de gebouwschil op te sporen. Eventuele beperkingen van een thermografisch onderzoek zijn de

weersomstandigheden zoals wind, mist, zoninstraling en regen. Voor het uitvoeren van dit thermografische

onderzoek is de NEN‐EN 13187 ’Thermische eigenschappen van gebouwen‐kwalitatieve detectie van

thermische onregelmatigheden in de gebouwschil ‐infraroodmethode’ gehanteerd. Bij het verrichten van een

thermografisch onderzoek dient er rekening te worden gehouden met de randvoorwaarden:

Buitenmeting

∆T buiten en binnen: ≥10‐15˚C

Weersomstandigheden: Bewolkt

Geen wind gewenst

Over het algemeen kan gesteld worden dat een goed thermisch geïsoleerde gevel ‘saaie’ warmtebeelden

opleveren qua kleurschakering, en dat matig en slecht geïsoleerde gevels een rijke schakering geven op de

warmtebeelden (Wit, 2010).

De infrarood meting is uitgevoerd in de ochtend van 3 juni 2011 van 06:30 tot 07:30 uur. De

buitentemperatuur bedroeg bij aanvang van de meting 10,2˚C. De binnentemperatuur was op genoemd tijdstip

20,5˚C. De weergegevens van de betreffende dag zijn in onderstaande tabel van het KNMI weergegeven.


31 Juni 2011

De resultaten van het thermografische onderzoek zijn hieronder terug te zien. De constateringen met

betrekking tot vleugel J van de PI Norgerhaven zijn als volgt.


32 Juni 2011


33 Juni 2011

7.4 GPRGebouw:prestatieopdemoduleEnergie

Om het huidige energielabel van de gevangenis in kaart te brengen zijn de gebouw eigenschappen van

Norgerhaven ingevoerd in GPR Gebouw 4.1 bestaande bouw woongebouwen. De gebouw eigenschappen zijn

tevens ingevoerd in de versie van GPR Gebouw 4.1 bestaande bouw logiesgebouwen. Gerekend is met een

representatief gedeelte van de gevangenis, namelijk afdeling J. Zie voor de ingevoerde kenmerken van afdeling

J bijlage van GPR. Na een berekening in beide versies bleken de geschatte waardes van het energieverbruik erg

ver uit elkaar te liggen. Zo geeft GPR voor bestaande woningen een indicatief energieverbruik van 23.500 m3

gas per jaar, terwijl GPR voor de logiesfunctie een energieverbruik van 44.000 m3 geeft. Respectievelijk is dit

32,2 m3/m2 gas per jaar en 60,3 m3/m2 gas per jaar. Zie voor de uitkomsten van de berekening met behulp van

GPR bijlagen van GPR.

In 2009 was het werkelijke gasverbruik van zowel de Oost‐, West‐ en Zuidgevel van de carré vormige

gevangenis 388.694,2 m3 en in 2010 was dat 370.643,3 m3. Hierover zijn reeds de graaddagen toegepast. Het

gemiddelde van de laatste twee jaren is dan 379.668,8 m3 per jaar. Dit komt neer op 37,97 m3 gas /m2 per jaar.

Zie voor een overzicht van het gasverbruik van de P.I. Norgerhaven hoofdstuk 7.3, voor een schematische

plattegrond van de gevangenis de bijlage.

De GPR berekening met behulp van de versie voor bestaande woongebouwen benaderd het werkelijke

gasverbruik veel nauwkeuriger dan de versie voor logiesgebouwen. Naar ons inzien is het een logische keus om

daarom de prestaties van de P.I. middels GPR voor woongebouwen in kaart te brengen.

7.4.1 Dehuidigesituatie

Op dit moment presteert Norgerhaven uitermate slecht op het gebied van energie. Het gebouw heeft

energielabel G en krijgt een score van 2,9 op de module energie. Deze score zal minstens een 6 moeten zijn om

op het niveau van het bouwbesluit te zitten. Deze score komt dan wel overeen met een EPC van 0,8, welke

normaal alleen voor woningbouw geldt en niet voor andere functies. In de energie index krijgt de P.I. een

waarde van 3,49 toegekend. Het indicatieve elektriciteit’s verbruik is 8.231 kWh per jaar. Het primaire

energieverbruik komt uiteindelijk op 1.222 MJ per m2 GBO. Deze waarden gelden voor de afdeling J.

Om een groener energielabel te krijgen en een hogere score te behalen op de energie module zullen er

meerdere aanpassingen moeten worden doorgevoerd. In de volgende paragraaf laten we zien welke

aanpassingen nodig zijn om de P.I. duurzamer en energiezuiniger te maken.


34 Juni 2011

7.4.2 Deinvloedvandeenergiereducerendemaatregelenopdeenergievraag.

In GPR kan de huidige situatie vergeleken worden met een toekomstige situatie, waarbij een aantal ingrepen

gedaan zijn. Deze vergelijking laat zien dat er na een aantal ingrepen het energielabel B gehaald kan worden en

dat de P.I. op de module energie een 6,2 kan scoren. Daarmee voldoet zij dan aan het Bouwbesluit. Om dit te

realiseren zijn de volgende ingrepen nodig:

Buitengevel en dak na‐isoleren naar een Rc‐waarde van respectievelijk 4,7 en 5.

Alle beglazing in de gevel vervangen door HR++ glas.

Plaatsing van balans ventilatie met WTW

Plaatsing van 5,5 m2 zonneboiler

Plaatsing van 40 m2 zonnepanelen

Het gevolg van deze ingrepen is een besparing van 16.500 m3 gas per jaar. Het primaire energieverbruik zal

dalen naar 414 MJ per m2 GBO en de energie index zal uit komen op 1,19. Het elektriciteit’s verbruik zal

daarentegen lichtelijk stijgen met ongeveer 2300 kWh per jaar.

Deze analyse is zeer indicatief en er zijn vele factoren waar geen rekening mee wordt gehouden. Zo kan de

temperatuur waarop de CV is afgesteld een grote invloed uitoefenen op het gasverbruik. Wel wordt het

gebruik van energie redelijk goed in beeld gebracht en het is duidelijk dat er grove ingrepen nodig zijn om de

P.I. energiezuinig te maken. De bovenstaande ingrepen zouden een ieder op zichzelf nader onderzocht en

uitgewerkt kunnen worden. Om een verdere indicatie van de mogelijkheden te geven is hiertoe door ons de

plaatsing van 40 m2 zonnepanelen verder uitgewerkt. In hoofdstuk 7 wordt dit concept verder uitgewerkt.


35 Juni 2011

8 UKMMedicalCentreMaleisië

Het UKM Medical Centre is een academisch ziekenhuis in Kuala Lumpur. Het UKM is vergelijkbaar met de P.I. in

Veenhuizen, beide zijn complexe gebouwen met een complexe functie. Ziekenhuizen zijn net zoals

gevangenissen in wezen ‘kleine gemeenschappen’ die 24/7 opereren, met verschillende functies in één

gebouw, van voedsel tot huisvesting en het leveren van diensten aan industrieën. Het intensieve gebruik van

het ziekenhuis, resulteert in een hoog energieverbruik en een hoge energierekening.

In Maleisie is de plaatsing van een ‘solar heating system’ geanalyseerd en is in samenwerking met studenten

van een universiteit in Kuala Lumpur onderzoek gedaan naar het UKM Medical Centre.

8.1 Achtergrondinformatie8.1.1 Algemeneinformatie

Gebouw: UKM Medical Centre

Bouwjaar: 1993 ‐ 1997

Bruto vloeroppervlak: 24.700 m²

Bedden capaciteit 1000

Architect: Onbekend

Het UKM is een academisch ziekenhuis dat samenwerkt met het SERI instituut (Solar Energy Research

Institute). Dit is een onderzoekscentrum naar duurzame energiebronnen en technieken. Het UKM wil het

eerste officiële ‘green hospital’ worden van Maleisië. Als eerste stap op weg naar dit doel is de installatie van

het eerste op grote schaal toegepaste ‘solar heating system’ in gang gezet. Dit is een systeem dat bestaat uit

1750 vacuum buiscollectoren die het UKM voorziet in zijn behoefte van warmwater. Dit systeem is in staat om

warm water te leveren aan 1000 bedden.

8.1.2 Historischegegevens

Op 30 mei 1972 werd de faculteit der Geneeskunde opgericht. In het begin werd de opleiding uitgevoerd in het

ziekenhuis in Kuala Lumpur (HKL), dat diende als academisch ziekenhuis. In 1997 werd het academisch

Ziekenhuis UKM (HUKM) opgericht als een academisch ziekenhuis voor studenten van de Faculteit der

Geneeskunde (UKM). Het ziekenhuis werd gescheiden van de faculteit. Echter, op 20 februari 2008 werden de

Faculteit der Geneeskunde en HUKM gecombineerd tot een nieuwe entiteit bekend als Pusat Perubatan UKM

(PPUKM) of UKM Medical Centre (UKMMC) met het motto: integratie van onderwijs en onderzoek voor de

samenleving. Het PPUKM wil de voorheen afzonderlijke instellingen, de faculteit en het ziekenhuis, efficiënter

met elkaar laten verlopen ten einde de productiviteit en prestaties te verbeteren.


36 Juni 2011

8.1.3 KlimatologischegegevensinKualaLumpur

Gebouwen zijn grote gebruikers van energie, in landen met moeilijke klimatologische omstandigheden, gaat er

een groot gedeelte van het energie verbruik naar het koelen en verwarmen van het gebouw. Ziekenhuizen zijn

uniek vanwege het intensieve gebruik van energie, 24 uur per dag, 365 dagen per jaar. Het UKM is gelegen in

het tropische klimaat van Maleisië, koeling is een van de meest energieverbruikende aspecten van het

ziekenhuis. In een typisch ziekenhuis, is 45% van de energierekening te wijten aan het HVAC‐systeem (Heating

Ventilation Air Conditioning), het HVAC systeem voorziet in een thermisch behaaglijk binnenklimaat door

middel van verwarming, koeling (airconditioning) en ventilatie.

In Maleisië zullen andere technieken worden toegepast, dan in Nederland vanwege het verschil in klimaat. Het

koelen van een gebouw is klimaat afhankelijk, de klimatologische condities van een land is een sterk bepalende

factor voor het afstemmen van de energiebehoefte.

Maleisië heeft een tropisch klimaat, het is er warm en vochtig. De gemiddelde luchtvochtigheid en de

omgevingstemperatuur variëren niet veel het hele jaar door. In de onderstaande tabel staan verschillende

kenmerken van het klimaat voor

verscheidene plaatsen in Maleisië (Mahlia,

2006).

Het HUKM bevindt zich in Kuala Lumpur,

het dichtstbijzijnde meetstation is Subang.

De gemiddelde maximale dagelijkse

temperatuur is 32,3°C (februari,

maart, april, mei, juni) en de gemiddelde

minimale dagelijkse temperatuur is 23,0°C

(januari, februari, juli, september,

december). De hoogst gemeten

temperatuur is 36,8°C en de laagste

temperatuur is 18,1°C. Maleisië heeft een

gemiddelde van 2409 mm neerslag per jaar. De gemiddelde jaarlijkse relatieve luchtvochtigheid is 62,6% en de

gemiddelde maandelijkse relatieve vochtigheid varieert van 58% in maart tot 66% in mei en november.

Er zijn een gemiddelde van 2228 uren zon per jaar met een gemiddelde van 6,1 uurzonlicht per dag. Het

gemiddeld aantal zonuren varieert tussen 4,9 uur per dag in november en 7,4 uur per dag in februari.

8.1.4 Functieengebruik

De omgeving, het type gebouw en functie zijn allemaal factoren die de gebouwschil beinvloeden en die in

belangrijke mate de energie eisen voor ruimteverwarming bepalen. Volgens het bouwbesluit heeft een

ziekenhuis een gezondheidsfunctie. De gebruiker is hier de patiënt. Patiënten zijn kwetsbaar en vatbaar voor

Tabel 6.1 Temperatuurmetingen van de lokale steden en de relatieve

luchtvochtigheid


37 Juni 2011

infecties, daarom is het belangrijk om patiënten een gezonde en comfortabele verblijfsomgeving te bieden. Uit

onderzoek is bovendien gebleken dat een gezond binnenklimaat, en een aangename verblijfsruimte bijdraagt

aan het herstel van de patiënt.

8.2 Bouwtechnischeeigenschappen

Het gedeelte van het gebouw dat de buiten omgeving van de binnen omgeving scheidt, zoals deuren, ramen,

muren, fundering en het dak spelen een belangrijke rol in de verbetering van de energiebesparing. Het

minimaliseren van de energievraag voor koeling en verlichting wordt niet alleen beperkt door het gebouw zelf,

maar efficiëntere klimaatinstallaties kunnen ook grote bijdragen leveren aan het reduceren van de

energievraag. In de onderstaande figuur wordt de plattegrond van de beganegrond afgebeeld.

Figuur 8‐1 Begane grond van het UKM Medical Centre

Omdat in Maleisië de grootste energievraag voortkomt uit het koelen van het gebouw, zal enige reductie in

deze koellast, resulteren in een beperking van de energievraag. Als klimaatinstallaties effectief en efficiënt

werken zullen ze minder energie gebruiken. Het roodomcirkelde gedeelte op de plattegrond is een gedeelte

van het ziekenhuis waar nader onderzoek naar is verricht. Het gaat hier om drie verdiepingen waar de


38 Juni 2011

bezoekers lobby, een gebedsruimte, kantoren, de keuken, revalidatiecentrum en een kinderdagverblijf is

gesitueerd. In samenwerking met studenten van de universiteit van Maleisië (Universiti Kebangsaan Malaysia)

is de thermische prestatie van de buitengevel onderzocht. De bevindingen die hier zijn gedaan hebben indirect

ook hun uitwerkingen gehad op het onderzoek naar de P.I. in Nederland.

8.3 EnergiereducerendeconceptentoegepastinhetUKMMedicalcentre.

Het HUKM wil het eerste ‘green hospital’ worden van Maleisië. Om de status van een ‘green building’ te

bereiken, is een combinatie van een innovatief ontwerp en duurzame technologieën vereist. Deze certificering

heeft betrekking op de Maleisische Green Building Index (GBI), waarbij naast het basis certificaat ook de titel

zilver, goud of platinum verdiend kan worden. Het waarderingssysteem beoordeelt gebouwen op zes

verschillende vlakken namelijk: Energy Efficiency, Indoor Environment Quality, Sustainable Site Planning &

Management, Materials & Resources, Water Efficiency and Innovation. Binnen deze zes onderdelen zijn voor

verschillende ‘duurzame’ maatregelen/oplossingen punten toe te kennen. Er moet op vele vlakken gescoord

worden voordat een certificering in zicht komt.

Duurzame technologieën zijn een continu veranderende entiteit van methoden en materialen, die zich uit in

het reduceren van de energievraag. Het gaat hierbij niet alleen om het toepassen van duurzame materialen

maar daarnaast ook om eindige bronnen efficiënt toe te passen, onder andere door het gebruik van duurzame

bronnen zoals bijvoorbeeld zonne‐energie.

Het systeem zal het eerste zijn dat een gebouw in Maleisië op grote schaal van warm water voorziet, zei UKM

rector Prof. Tan Sri Dr. Sharifah Hapsah Syed Hsan Shahabudin. Het systeem bestaat uit 1.750

vacuümbuiscollectoren, deze collectoren zijn in staat zijn om warm water te leveren aan 1.000 bedden. Door

deze collectoren stroom water dat opgewarmt wordt door het absorberen van het zonlicht. Het opgewarmde

water wordt doorgestuurd naar de ruimten waar warmwater nodig is. Het ongebruikte warme water

gedurende de dag zal worden opgeslagen in een

tank, zodat het ’s nachts gebruikt kan worden.

Op dagen wanneer er geen zon is wordt het

water verder opgewarmd met behulp van gas.

Door het installeren van dit solar heating

systeem hoopt het UKM de energiekosten te

reduceren. De huidige energiekosten van het

ziekenhuis zijn ongeveer € 46.000 per maand.

Door de toepassing van dit systeem wordt een

besparing verwacht van ongeveer € 11.000 per

maand. Figuur 8‐2 Het 'Solar heating system' in aanbouw


39 Juni 2011

Het ziekenhuis heeft een warm water behoefte van ongeveer 5000 liter per uur. Het warm water moet tussen

de 50° en 60° celsius bij de eindgebruikers arriveren. Het water wordt via 8 verwarmingstoestellen verwarmd.

Deze verwarmingstoestellen worden op hun beurt van warm water voorzien door een boiler. De boiler heeft

een capaciteit van 2,1 miljoen kcal per uur. In geval van een storing is er ook een back‐up boiler. Als de boiler

zichzelf dreigt op te starten omdat de temperatuur van het water in de secundaire circulatieleiding beneden de

50° komt wordt het water in de primaire circulatieleiding aan gevuld met water uit de reserve tank, zodat de

boiler niet opgestart hoeft te worden. In de onderstaande afbeelding is het systeem schematisch weergegeven.

Figuur 8‐3 Schematische weergave 'solar heating system'

Hierboven is al eerder de verwachtte besparing van € 11.000 genoemd. Het systeem is na 5,4 jaren

terugverdiend. Een relatief korte terugverdien tijd.

8.3.1 Toekomstigeingrepen

Het enkel toepassen van zonne collectoren is niet voldoende ´duurzaam´ om daarmee gecertificeerd te raken

als ´green´. Een interessante vraag voor dit onderzoek is welke andere duurzame ingrepen in de toekomst

gedaan zullen worden om gecertificeerd te raken. De faculteit en het ziekenhuis brengen hier beide niets over

in de publiciteit. Nieuwsberichten spreken van de ambitie om het eerste ‘green hospital’ te zijn, maar gaan

inhoudelijk niet in op de strategie om dit doel te bereiken. De ambitie om als eerste ziekenhuis een zogenaamd

‘green hospital’ te zijn is het geesteskind van de directeur van SERI, prof. dr. Kamaruzzaman. Aldus de heer Lim, senior research fellow bij het Solar Energy Research Institute, zijn er vanuit het ziekenhuis

geen concrete plannen om meer ingrepen te doen.


40 Juni 2011

8.3.2 ToepasbaarheidindeP.I.

Er bestaan grote verschillen tussen de omstandigheden waarin een zonneboiler functioneert in Maleisië en in

Nederland. Het rendement in Nederland is vele malen kleiner dan het rendement van een dergelijk systeem in

Maleisië. Het klimaat is hier de bepalende factor. De vraag is of het in Maleisië toegepaste systeem toepasbaar

zou zijn in de P.I. Norgerhaven.

Naar oordeel van de auteurs kan een zonneboiler systeem zoals in Maleisië is geplaatst niet rendabel

functioneren in de huidige situatie. De oorzaak hiervan is de centrale locatie van het ketelhuis en de decentrale

verspreiding van zonneboilers op het dakoppervlak van de P.I. Het ketelhuis bevindt zich geheel oostelijk in de

zuidgevel. Gevreest wordt dat het behaalde rendement van de zonneboilers verminderd wordt door verliezen

op het transport van de warmte naar het ketelhuis. Dit komt door de grote afstand waarover het warme water

of andere vloeistof getransporteerd moet worden. Nader onderzoek zou dit uit moeten wijzen.

Ter illustratie: Het verlies op de circulatieleiding voor warm tapwater is 15° Celsius. De langste cyclus van warm

tapwater in de oostvleugel heeft een lengte van minimaal 250 meter (lengte vleugel is 150 meter). De langste

cyclus van de vloeistof in een zonneboilersysteem zal bij toepassing in de P.I. minstens 120 meter zijn.

NB. De cyclus van zowel warmtapwater als de cyclus van een zonneboilersysteem is in de westvleugel nog

langer dan in de oostvleugel.

De toepassing van een zonneboilersysteem in de P.I. verdient overigens meer aandacht. De auteurs houden

nader onderzoek naar een dergelijk systeem aanbevolen. De keuze om de toepassing van pv‐cellen in de P.I.

wel verder te onderzoeken is een resultaatgerichte keuze geweest.

Een andere factor die keuzes in de verschillende landen erg beïnvloedt is de prijs van energie. Elektriciteit kost

in Maleisië ongeveer ¼ van wat het in Nederland kost. Het moge duidelijk zijn dat dit een enorme invloed heeft

op bijvoorbeeld de terugverdientijd van zonnepanelen.


41 Juni 2011

8.4 Deinnovatie:thermischeisolatievoordegebouwschil

8‐4 Projectteam met de heren Moghimi en Lim

Om het ziekenhuis verder te verduurzamen doet de heer Moghimi uit Iran promotieonderzoek naar de

technische mogelijkheden. Hij is hier in 2009 mee begonnen, op dit moment zijn alle energiestromen en

verliezen goed in kaart gebracht. Het SERI ondersteunt hem hierbij, de heer Lim begeleidt het traject. In de

maand dat wij in Kuala Lumpur waren hebben we deel uit gemaakt van dit project.

8.4.1 IsolatieinMaleisië

In Maleisië zijn geïsoleerde buitenmuren nog lang geen bouwstandaard, de meeste nieuwbouw wordt nog met

een betonstructuur en halfsteens wanden opgebouwd. Tot voor kort was dat ook niet zo gek; de meeste

gebouwen waren in verband met de kosten niet voorzien van airconditioning. Passief koelen door middel van

extra ventilatie was lang de beste manier om het comfort in een woning goed te houden. Een open raam

verhoogt de luchtsnelheid, waardoor de omgeving een stuk koeler aanvoelt.

Nu meer en meer kantoren en huishouden airconditioning units kunnen betalen verandert dit. Toch zijn de rest

van de bouwtechnische eigenschappen, maar ook menselijke eigenschappen, hier nog niet op aangepast.

Mensen zetten vaak de HVAC (Heating, Ventilation And Cooling) aan, waarna een raam wordt opengezet voor


42 Juni 2011

een goede “koele” luchtstroom. Ook is de schil van de meeste gebouwen niet gemaakt om de koele lucht

binnen te houden. Omdat dit in groot contrast staat met de Nederlandse bouw, wilden wij op een

wetenschappelijke manier kijken hoe snel een voldoende nageïsoleerde wand wordt terugverdiend.

8.4.2 Thermischmodel

De heer Moghimi heeft bij het SERI leren werken met IESve, het softwarepakket omschreven in hoofdstuk

4.2.2. Met zijn hulp, en veel studietijd, hadden we de mogelijkheid een zeer goede inschatting maken van de

kostenbesparing die isolatie zou opleveren. Om dit model te creëren waren veel gegevens als wanddiktes,

materialen, verdiepingshoogtes en gebruiksprofielen nodig. Na een week dataverzameling hebben we hiermee

een model opgesteld, waarmee daarna de benodigde energie voor koeling bij verschillende isolatiewaarden

kon worden berekend. Deze onderzoeksmethode is later ook toegepast op de P.I. te Veenhuizen.

8.4.3 Bevindingen

Na het toepassen van verschillende diktes XPS en Rockwool (de meest gebruikte isolatiematerialen in Maleisië),

konden we een aantal berekeningen maken waarmee we de opbrengsten over de resterende levensduur van

het gebouw kunnen bepalen. De optimale waarden van de verschillende materialen bleken niet veel te

verschillen. Hieronder is een van de grafieken weergegeven, hierin is te zien dat de optimale isolatiedikte voor

een resterende levensduur van 10 jaar circa 6 centimeter bedraagt. Er worden in die periode dan 200.000

Maleise Ringits bespaard, dit komt neer op ongeveer € 46.000.

8‐5 Optimale Rockwool dikte voor het HUKM

RM ‐

RM 50.000

RM 100.000

RM 150.000

RM 200.000

RM 250.000

RM 300.000

‐ 000 000 000 000 000

E cost saving

Ins cost

Netto saving


43 Juni 2011

8.4.4 Paper

Optimum insulation materials and configurations to improve

the thermal performance of the external wall in Malaysia

Case study: University Kebangsaan Malaysia Medical Centre

Over onze methode en bevindingen hebben we in samenwerking met de heer Moghimi een paper geschreven,

deze wordt door laatstgenoemde nog verder uitgewerkt tot een te publiceren artikel. Hierin wordt eerst

isolatie in het algemeen behandeld, daarna isolatie in Maleisië en vervolgens het onderzoek naar isoleren van

het UKM Medical Centre. In juli zal deze paper worden aangeboden aan het wetenschappelijke tijdschrift

“Build and Environment”.

8‐6 Overleg met de heer Moghimi


44 Juni 2011

8.5 GPRGebouw:prestatieopdemoduleEnergie

Aanvankelijk waren de onderzoekers voornemens om ook het ziekenhuis in te voeren in GPR Gebouw. Er zou

dan een vergelijking gemaakt kunnen worden tussen de scores die beide gebouwen ontvangen. Ook zou dan de

invloed van het ‘solar heating system’ in de vorm van een GPR‐score in beeld gebracht worden. Gedurende het

onderzoek is het de onderzoekers duidelijk geworden dat een analyse van het HUKM met GPR Gebouw geen

enkele toegevoegde waarde zou opleveren.

GPR Gebouw richt zich op gebouwen die onderhevig zijn aan Nederlandse wet‐ en regelgeving én aan het

Nederlandse klimaat. De analyse van het ziekenhuis zou waardes aan het ziekenhuis verbinden alsof het in het

Nederlandse klimaat was gebouwd. Gezien de grote invloed van het klimaat is een vergelijking tussen de

gevangenis en het ziekenhuis niet juist.


45 Juni 2011

9 Energiereducerendeconcepten

Zoals berekend met de module energie van GPR voldoet het gebouw op dit

moment niet aan de nieuwbouweisen voor energiegebruik, het krijgt een label G.

In dit hoofdstuk worden een aantal aanpassingen behandeld die noodzakelijk zijn

om wel te voldoen aan de eisen, die overeen komen met label B.

Iedere stap uit de vernieuwde trias energetica wordt doorlopen, om zo het

energieverbruik op verschillende gebieden aan te pakken. Hierbij hebben we

gekeken naar oplossingen en onderzoeksmethoden uit Maleisië, maar ook

duurzame oplossingen in het algemeen.

9.1 Beperkdeenergievraag

Het beperken van de energievraag kan op verschillende manieren worden gerealiseerd. De meest eenvoudige

manier van besparen is uiteraard minder gebruiken, dus de thermostaat een graad lager zetten, deuren dicht

wanneer de CV aan staat en ongebruikte ruimten niet verwarmen. Dit sociale aspect zal Malika Mouhdi

(International Facility Management) in haar afstudeeronderzoek belichten. Voorbeelden van technische

oplossingen zijn muren, vloeren en daken isoleren; isolerende beglazing plaatsen; bewegingssensoren plaatsen;

leidinglengtes verkleinen en het plaatsen zuinige sanitaire voorzieningen.

Voor het beperken van de energievraag zullen wij ons focussen op het isoleren van muren. Hier valt de meeste

winst te halen wanneer nog geen isolatie aanwezig is, zo blijkt uit verschillende wetenschappelijke artikelen.

Ook het plaatsen van HR++ beglazing nemen wij mee in onze berekeningen, maar sluiten we in verband met

zeer lastig te bepalen kosten uit van de economische optimalisatieberekeningen.


Gasprijs per m³ (CBS) 0,446 € / m³


Verbruik oudbouw (2008) 400.943 m³

Verbruik oudbouw (2008) 3.524.957 kWh

Verbruik per m² 353 kWh/m²

Energielabel G ‐

9‐1 Huidige energiedata

Beperk de energievraag

Hergebruik reststromen

Gebruik duurzame energie

Gebruik fossiele brandstoffen efficiënt


46 Juni 2011

9.1.1 Berekeningenaandehandvanthermischmodel

Om aan de gestelde eisen, zoals uitgerekend in GPR, te voldoen moeten drie elementen worden geïsoleerd:

buitenwanden, dak en beglazing. De invloed van deze aanpassingen is zeer nauwkeurig berekend met IES, het

softwarepakket besproken in hoofdstuk 4.2.2. IES berekent het verbruik aan de hand van een weer‐

databestand en een thermisch 3D model.

Omdat het niet realistisch is om het gebouw volledig te modelleren in één

afstudeerperiode hebben we een representatief gedeelte bepaald. De

oudbouw bestaat grotendeels uit afdelingen, met allemaal dezelfde

bouwtechnische eigenschappen en afmetingen. De voor ons best bereikbare

afdeling was afdeling J, hier konden we (onder begeleiding van bewakers) op

iedere bouwlaag opnames doen.

Om de nauwkeurigheid van ons model te bepalen hebben we het berekende

verbruik van afdeling J omgerekend naar het verbruik per m², om dit vervolgens te vergelijken met het verbruik

per m² van de totale oudbouw. Zie onderstaande tabel.


Gasverbruik oudbouw (2008) 3.524.957 kWh


Gasverbruik oudbouw per m² 352 kWh / m²

Berekend gasverbruik afdeling J (1999) 239000 kWh

Oppervlak afdeling J 730 m²

Berekend gasverbruik afdeling J per m² 327 kWh / m²

Afwijking verbruik per m² 7,7 %

9‐3 Nauwkeurigheid IESve

Wanneer graaddagen worden toegepast op de meterstanden verkleint de afwijking naar 5%, een zeer

realistische waarde die zelfs kleiner is dan de schommelingen in het werkelijke gasverbruik van 2008, 2009, en

2010. Naast deze nauwkeurigheidsmeting is een bijlage toegevoegd waarin verschillende casestudy’s worden

behandeld die dezelfde grote nauwkeurigheid van IES aantonen.

Voor het thermisch model van afdeling J zijn Lambda‐waarden en thermische massa uit tabellen van EK

Bouwadvies en Rockwool gebruikt. Het setpoint voor ruimteverwarming is ingesteld op 20.5 ⁰C, zoals het in

werkelijkheid ook staat ingesteld.

9‐2 Schets doorsnede (schematisch ivm

vertrouwlijkheid)


47 Juni 2011

In onderstaande tabel worden verschillende isolatiewaarden uitgezet over kosten voor de hele oudbouw en de

maanden van het jaar (berekend over maanden van 1999). Er is duidelijk te zien dat zelfs de kleinste

isolatiedikte al van grote invloed is op de energiekosten. Om aan de eisen voor nieuwbouw te voldoen zal de

gevel met 15cm Rockwool moeten worden bekleed, waarmee de dichte geveldelen op een RC van 4,7 komen.

Ook HR++ beglazing zal deel uit moeten van het pakket, dit is meegenomen in de meest zuinige grafiek. Te zien

is dat door 15cm isolatie en HR++ beglazing in de winter de helft van de nu benodigde energie wordt bespaard,

zomers zelfs meer dan dat. De besparing op jaarbasis zal volgens onze berekening € 82.670 bedragen.

Omschrijving Waarde Eenheid Formule

Gasprijs (CBS) 0,446 € CE

Prijsstijging gas (CBS) 5,5 % g

Levenscyclus 10 jaar N

Energieverbruik Variabel m³ E

9‐5 Rekenwaardes berekening

€ ‐

€ 5.000

€ 10.000

€ 15.000

€ 20.000

€ 25.000

jan feb maa apr mei jun jul aug sep okt nov dec

IES bestaand (m³)

IES 2,5cm rockwool (m³)

IES 5cm rockwool (m³)





IES 15cm + HR++ (m³)

9‐4 Jaarlijks energieverbuik bij verschillende aanpassingen


48 Juni 2011

9.1.2 Economischoptimaleisolatiedikte

Omdat de terugverdientijd van groot belang is hebben we naast de

“geëiste isolatiewaarde” voor de muurisolatie ook de “economisch

optimale waarde” berekend. Dit kan gedaan worden door de

energiebesparing in € over de levensduur van het gebouw uit te zetten

tegen de isolatiekosten. Omdat langdurig voortbestaan van Norgerhaven

onzeker is wordt gerekend met een korte resterende levensduur van 10

jaar. Zie tabel 9‐5 voor meer ingevoerde gegevens.

Om de totale besparing over de resterende levenscyclus te berekenen is

de volgende formule gebruikt:

.

Te zien is dat de totale isolatiekosten (CTE) worden bepaald door de energiekosten (CE), energieverbruik (E),

prijsstijging (g) en de resterende levensduur van het gebouw (n). Gerekende isolatiekosten zijn weergegeven in

tabel … .In onderstaande grafiek is te zien dat de optimale isolatiedikte voor een resterende levenscyclus van

10 jaar 7,5 cm is. Met deze dikte wordt in 10 jaar na aftrek van de investeringskosten bijna €600.000 bespaard.

Naar mate de levensduur langer wordt verschuift het optimale punt uiteraard naar een dikkere waarde.

9‐7 Economisch optimale isolatiewaarde

€ ‐

€ 100.000

€ 200.000

€ 300.000

€ 400.000

€ 500.000

€ 600.000

€ 700.000

€ 800.000

€ 900.000

Isolatiekosten

Besparing

Dikte HSB wand

Kosten per m² (bron: Ubbens, Rockwool)

25mm €13,34

50mm €16,73

75mm €20,71

100mm €24,80

125mm €27,45

150mm €30,45

9‐6 Isolatiekosten


49 Juni 2011

9.1.3 Terugverdientijden

Onderstaande grafiek geeft de cashflow voor de isolatie weer. Wanneer men kiest voor 7,5cm Rockwool is dit

binnen 4 jaar terugverdiend. 15cm, de dikte die nodig is om te voldoen aan de nieuwbouweis, heeft een

terugverdientijd van minder dan 5 jaar. Vervolgens wordt ieder jaar voor meer dan €60.000 aan energie

bespaard.

9.1.4 DetoepasbaarheidinrelatietotdegebruikersfunctieindeP.I.

Met de mensen die binnen verblijven moet veel rekening geworden gehouden, zo hebben we gekozen voor

OSB platen aan de binnenzijde van de HSB voorzetwand in verband met vandalisme. Hier wordt ook rekening

mee gehouden in de kostenberekening. Eventueel kan dit worden afgewerkt met gips en pleister. Voordeel van

de gevangenis is dat arbeid (deels) door de gedetineerden zelf kan worden verricht, hierdoor vallen de

meerkosten van binnen isoleren mee.

9.1.5 Detoepasbaarheidinrelatietotdemonumentalestatus

Om voorgaande oplossingen toe te kunnen passen in een monumentale gevangenis moet er rekening worden

gehouden met een aantal zaken. Isoleren vanaf de buitenzijde scheelt aanzienlijk in de (arbeids)kosten, maar

hiermee verliest de gevel zijn historische en esthetische waarde. Op deze wijze isoleren is bij dit project daarom

uitgesloten. Ook met het vervangen van de beglazing moet met dit aspect rekening worden gehouden, maar bij

de monumentendienst sluiten ze niet uit dat HR++ wel gewoon toegepast mag worden. Om de gietijzeren

kozijnen te behouden (die zeer kenmerkend zijn voor het huidige gevelbeeld) is het realistischer om

monumentenglas te gebruiken, hiermee wordt echter niet volledig aan de gestelde eis voldaan.

€ ‐400.000

€ ‐300.000

€ ‐200.000

€ ‐100.000

€ ‐

€ 100.000

€ 200.000

€ 300.000

€ 400.000

€ 500.000

€ 600.000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

7,5cm Rockwool

15cm Rockwool


50 Juni 2011

9.2 Wekenergieduurzaamop

Het gebruik hiervan kan op twee verschillende manieren. De P.I. kan zelf duurzame energie opwekken of

duurzame energie inkopen. Energieverbruik kent pieken en dalen. Om efficiënt gebruik te kunnen maken van

duurzame energie zal een gebouw een mix van zelf opgewekte en ingekochte energie moeten gebruiken. Bij

pieken kan het reguliere net de benodigde energie leveren en bij dalen kan de overcapaciteit van de eigen

opwekking terug verkocht worden aan de energie leverancier. Hier zullen dan afspraken over gemaakt moeten

worden met de energie leverancier. Het is in verband met storingen aanbevolen om altijd aangesloten te

blijven op het reguliere energienet. Het terug verkopen van energie aan de leverancier heeft overigens alleen

betrekking op elektriciteit.

Het duurzaam inkopen van gas en elektriciteit wordt op dit moment vastgelegd in het Duurzaam inkopen beleid

van de overheid. De regels voor gas en elektriciteit bevinden zich in de zogenaamde vaststellings fase. Sinds

2010 ambieert de rijksoverheid om bij 100% van haar inkopen duurzaamheid mee te nemen. De CO2 uitstoot

als gevolg van de verbranding van fossiele gassen moeten conform dit beleid gecompenseerd worden en

elektriciteit moet 100% van duurzame bronnen afkomstig zijn (Agentschap NL). De P.I. is daarom gebaat bij een

zo laag mogelijk gebruik van fossiele gassen.

Duurzameenergieuitbiomassa

Biomassa afkomstig uit hout. De geschiktheid en locatiekeuze van een biomasssa installatie. Onderzoek is nodig

welke houtstromen waar beschikbaar komen, vanuit het landschap (houtwallen) en vanuit natuurgebied

Fochteloerveen.

Justititie heeft bijzondere interesse naar de mogelijkheden om van haar kant arbeid in te zetten in de

bedrijfsvoering van de te ontwikkelen energieconcepten voor Veenhuizen. Van de mogelijkheden zal een

analyse worden gemaakt, waarbij het zowel gaat om arbeid binnen als buiten de PI’s. bijvoorbeeld voor

werkzaamheden in de bossen en op de landbouwbedrijven (Bruijn, 2010)

Sinds kort mag biomassa zich in toenemende belangstelling verheugen, nu de aandacht voor het milieu

toeneemt, evenals het besef dat onze fossiele brandstoffen aan het opraken zijn. Het grote voordeel van het

verbranden van biomassa is dat het een vrijwel CO2‐neutraal proces is. Bij verbranding van biomassa komt CO2

vrij, deze is echter recentelijk door de planten die worden verbrand aan de atmosfeer onttrokken. Dat is een

groot verschil met de verbranding van fossiele brandstoffen, waarbij CO2 vrijkomt die zo lang was opgeslagen

dat ze in praktische zin geen deel meer uitmaakte van de CO2‐kringloop op deze wereld. Bij de verbranding kan

echter stikstofdioxide vrijkomen. Er is discussie over de vraag of biomassa in onze toenemende

energiebehoefte zou kunnen voorzien.


51 Juni 2011

Zonneenergie

De hoeveelheid energie die de aarde vanaf de zon bereikt is duizenden malen groter dan de energiebehoefte

van de gehele wereldbevolking.

Ook het gebruik van zonne‐energie is tweeledig. Zonne‐energie is zowel passief als actief in te zetten. Het

gebruik van passieve zonne‐energie wil zeggen dat je in het ontwerp van een gebouw rekening houdt met

positieve en negatieve effecten van zonnestraling. Het gaat hier voornamelijk om de situering van het gebouw

en de positionering van glas oppervlakten ten opzichte van de zon, maar ook de eigenschappen van materialen

kunnen een grote rol spelen. Hierbij zijn verschillende vragen te stellen. Hoe kan glasoppervlak benut worden

voor een grote daglicht inval, zonder het gebouw te veel op te warmen als gevolg van de binnenkomende

zonnestraling. Welke glassoorten kunnen toegepast worden, met welk effect. Hoe kan hinder van zonnestraling

in kantoorgebouwen voorkomen worden. En hoe rekening te houden met de verschillende seizoenen.

Het actief gebruiken van zonne‐energie kan op twee verschillende manieren. De meest gebruikte toepassing is

thermische zonne‐energie, waarbij zonnecollectoren zonlicht omzetten in warmte. Een andere manier om

zonlicht te gebruiken is om deze om te zetten in elektriciteit door middel van de zogenoemde fotovoltaïsche

cellen, ook wel zonnepanelen genoemd. Dit concept, de plaatsing van zonnepanelen, wordt aan het eind van

deze paragraaf verder uit gewerkt.

Windenergie

Wind energie is een zeer flexibele energie bron. Ze kan zowel op het land als op zee gewonnen worden. 39%

van alle nieuwe capaciteit in Europa bestaat uit wind energie en is daarmee de snelst groeiende technologie

(European Wind Energy Association). De wind heeft echter een erg onvoorspelbaar karakter en is daarom niet

geschikt als basisleverancier van energie. Daarbij is het opslaan van windenergie te duur, onrendabel of nog

niet getest (Yarrow, 2009).

Sommige mensen zien de aanleg van windmolens als een vorm van visuele verontreiniging. Het past bij het

eens autarkische karakter van Veenhuizen. Moderne windturbines passen naar het oordeel van de schrijvers

daarentegen niet goed bij het historische karakter. Dit is een ethisch vraagstuk waar dit verslag niet verder op

in gaat.

Met bovenstaande in acht genomen is er voor gekozen om verder geen concept uit te werken dat zich richt op

de toepassing van windenergie binnen de P.I. te Veenhuizen.

Energie uit water

In de omgeving van Veenhuizen is geen opwekking van energie uit zeewater of een stuwmeer mogelijk. Energie

uit zeewater staat overigens nog in de kinderschoenen. En bij de aanleg van een dam komt ontzettend veel


52 Juni 2011

CO2 vrij als gevolg van de vele tonnen beton die geproduceerd worden voor de bouw ervan. De impact van een

dam op het milieu is enorm (Yarrow, 2009).

Aardwarmte

Aardwarmte, ook wel geothermiek genoemd, kan gebruikt worden om een gebouw te verwarmen. Dit in zijn

geheel of slechts ter ondersteuning van de reguliere CV‐ketel. Dit kan een grote besparing op het gebruik van

gas opleveren. Indirect beperkt het de CO2 uitstoot. Voor een dergelijke aardwarmtecentrale is een vrij groot

stuk land nodig. Ook is de techniek erg duur (Yarrow, 2009). De P.I. beschikt niet over een groot stuk

onbebouwd land nabij Norgehaven. De toepassing van dergelijke technieken is erg ingrijpend en heeft grotere

gevolgen voor de beveiliging gedurende het proces, dan de plaatsing van zonnepanelen. Gezien al deze

redenen en de expertise opgedaan in Maleisië is ervoor gekozen om in dit onderzoek aardwarmte niet nader te

onderzoeken.

9.2.1 ZonnepanelenindeP.I.

In deze paragraaf wordt de toepassing van zonnepanelen op het dak van afdeling J van de P.I. Norgerhaven

uitgewerkt. De energieproductie over een bepaalde levenscyclus van de panelen zal worden afgezet tegen het

verbruik. Verder zal de financiering van de benodigde investering bekeken worden. Tot slot wordt ook de

cashflow voor een periode van 20 jaar in beeld gebracht.

Stap 3 van de Trias Energetica luidt: gebruik energie uit duurzame bronnen. Eerder is al beschreven welke

verschillende vormen van duurzame energie er op de markt zijn. Er is bewust voor gekozen om de plaatsing van

zonnepanelen nader door te rekenen. In Maleisië is kennis opgedaan van zonne‐energie en verschillende

technieken en ontwikkelingen in deze sector. De studie in het UKM Medical Centre hield onder andere een

analyse in van het daar in ontwikkeling zijnde ‘solar

heating system’. In hoofdstuk 7 is reeds

beargumenteerd waarom toch gekozen is voor de

uitwerking van zonnepanelen.

In de onderstaande afbeelding wordt de opbouw van

de dakconstructie van afdeling J schematisch

weergegeven. Deze constructie is kenmerkend voor

zowel de Oost‐ als de Westvleugel van de gevangenis.

Bij benadering is het platte dak van afdeling J

ongeveer 135 m2 groot. Hier is dus genoeg ruimte

voor de montage van 40 m2 zonnepaneel. Ook blijft

er ruimte over voor de eventuele toepassing van

Figuur 9‐8 Schematische weergave van het dakoppervlak van

afdeling J


53 Juni 2011

zonnecollectoren. Hierna blijft er genoeg oppervlak vrij om onderhoud en andere werkzaamheden te kunnen

plegen. Uiteraard is het dakoppervlak niet geheel vrij van obstakels. Naast een aantal daklichten staan er kleine

voorzieningen ten behoeve van de ventilatie.

Het plaatsen van zonnepanelen zou ervoor zorgen dat de P.I. gedeeltelijk in zijn eigen energiebehoefte kan

voldoen. Dit past bij het eens autarkische karakter van Veenhuizen.


54 Juni 2011

Het systeem

Voor de berekening van 40 m2 zonnepanelen is uitgegaan van de volgende waarden:

Levenscyclus 20 jaar.

Energie opbrengst van 145Wp/m2, in totaal heeft het systeem dan een opbrengst van 5,8 kWp.

Kostprijs € 2,35 per Wp incl. bevestigingsmateriaal, omvormer, bekabeling en installatie (excl. BTW)

kWh prijs € 0,252 (bron: CBS)

4,5% rente op financiering

0,5% rendementsverlies per jaar

5,5% inflatie energieprijzen (gemiddelde per jaar over de periode 2003 tot 2011, bron: CBS)

Looptijd lening 20 jaar.

Verliesfactor omvormer 0,802

3% inflatie op onderhoudslasten.

Met behulp van een rekenmodel, ontwikkeld door het National Renewable Energy Laboratory uit de Verenigde

Staten is een simulatie gemaakt van de zonnepanelen. Dit zogenoemde System Advisor Model (SAM) kan van

alle input worden voorzien zoals deze hierboven beschreven wordt. Om het Nederlandse klimaat te kunnen

simuleren zijn klimaat gegevens uit Groningen gebruikt.

Wp kostprijs m² kostprijs Kostprijs complete systeem 40 m²

€ 2,35 € 340,75 €13.630,00

Tabel 1 Kostprijs 40 m² zonnepanelen systeem

Om dit systeem te plaatsen is een investering van € 13.630,‐ nodig. Investeringen in zonnepanelen vergen over

het algemeen meer tijd om terug te verdienen dan een investering in bijvoorbeeld dak‐ of gevelisolatie. In de

regel worden zonnepanelen tussen 5 en 15 jaar terugverdiend. Om deze redenen is de levenscyclus en looptijd

van de lening op 20 jaar gesteld. Verder is voor onderhoud een vast bedrag van € 100 per jaar opgenomen. Dit

bedrag wordt elk jaar geïndexeerd met een inflatiecijfer van 3%. Zonnepanelen gaan meer dan 30 jaar mee. Ze

verliezen wel langzaam rendement gedurende hun levensduur. Het jaarlijkse rendementsverlies van 0,5% komt

overeen met een resterend rendement van 90,5% na 20 jaar. Fabrikanten garanderen vaak een minimaal

rendement van 80% na een levensduur van 25 jaar. Zonnepanelen produceren gelijkstroom. Om deze

bruikbaar te maken voor de elektriciteit behoevende installaties en apparaten in het gebouw dient de

gelijkstroom omgevormd te worden naar wisselstroom (DC to AC). Bij dit proces en onder andere het transport

van elektriciteit door bedrading gaat ook energie verloren. De totale verliesfactor hiervan komt uit op 0,802. In

bijlage over verliesfactor is deze factor berekend en onder gespecificeerd naar de verschillende verliesfactoren.


55 Juni 2011

Figuur 9‐9 Verschillende varianten

De zonnepanelen zijn in twee varianten door gerekend. In de eerste variant staan de zonnepanelen ideaal

gepositioneerd ten opzichte van de zon. Dat wil zeggen dat de panelen onder een hoek van 35° staan en op het

zuiden georiënteerd zijn. In de tweede variant liggen de zonnepanelen plat op het dak van de P.I. De opbrengst

van de panelen zal hierdoor kleiner zijn, maar de plaatsing zal goedkoper uitvallen omdat minder

bevestigingsmateriaal nodig is.

Zie voor de volledige uitkomst van de berekening van beide varianten de bijlagen.

9.2.2 Detoepasbaarheidinrelatietotdemonumentalestatus

Het grootste voordeel van horizontale plaatsing baseert zich op morele gronden. Als de panelen vlak op het dak

liggen zijn ze niet te zien vanuit de omgeving van de P.I. Op deze wijze wordt het historische karakter van

Norgerhaven in minder mate beïnvloedt dan dat het geval zou zijn bij de eerste variant. De onder een hoek

geplaatste panelen zouden duidelijk zichtbaar zijn vanuit de omgeving. In welke mate het historische karakter

beïnvloedt wordt en of dit al dan niet wenselijk is, is niet aan ons als onderzoekers om te beslissen. Het betreft

hier een ethische kwestie, waar wij als onderzoekers geen oordeel in vellen.

De opbrengst is aanzienlijk lager dan bij een optimale oriëntatie en daarmee is de terugverdientijd langer. Dit

wordt toegelicht in paragraaf 8.3.4.

9.2.3 DetoepasbaarheidinrelatietotdegebruikersfunctieindeP.I.

Het belangrijkste aspect van een gevangenis is de veiligheid. Wat er ook gebeurt, de veiligheid van het

personeel en de veiligheid van de samenleving zal altijd gewaarborgd moeten blijven. Bouwtechnische

ingrepen in gevangenissen zijn daardoor complexer en risicovoller dan in andere gebouwen. Bovendien brengt

de beperking van deze risico’s en de voorbereiding van dergelijke projecten meer kosten met zich mee. De

plaatsing van zonnepanelen zal in tegenstelling tot veel andere ingrepen een relatief klein effect hebben op

bovengenoemde aspecten. Ze worden immers geplaatst op een plek waar normaliter geen gevangenen komen.

Het effect op de gevangenen is zeer gering. Een dergelijke ingreep kan daarom met relatief weinig begeleiding

uitgevoerd worden.


56 Juni 2011

9.2.4 Deeconomischevoordelenvanzonnepanelen

Om een indicatie te geven van de mogelijkheden is allereerst ook naar de financiering van het systeem

gekeken. Twee opties zijn bekeken, namelijk financiering van het systeem uit ‘eigen zak’ en financiering

middels een 4,5% rentende banklening met een looptijd van 20 jaar. De resultaten hiervan zijn tegen elkaar

uitgezet in onderstaande grafiek.

Figuur 9‐10 Besparing en terugverdientijd van varianten 1 & 2.

Het optimaal geplaatste systeem is 1 jaar en 5 maanden eerder terugverdiend. Op termijn levert het optimale

systeem een besparing op van bijna € 23.100 tegen een besparing van ongeveer € 17.300 bij het horizontale

systeem. De keuze die overblijft is er één tussen ethiek en portemonnee. Ondanks het afnemende rendement

van de zonnepanelen zal de opbrengst (uitgedrukt in geld) blijven stijgen, dit komt door de hoge inflatie op de

energiemarkt. In onderstaande tabel zijn de financiële kengetallen van beide varianten weergegeven.

Systeem Terugverdientijd Totale besparing bij financiering met eigen vermogen

Totale besparing bij financiering met vreemd vermogen

Cashflow 1e

jaar (bij financiering met vreemd vermogen)

Cashflow 20e jaar (bij financiering met vreemd vermogen)

R.O.I. (Return on investment) bij financiering met eigen vermogen

Variant 1

9 jaar & 10 maanden

€ 23.100 € 15.800 € 50 € 1790 269,5% over 20 jr

Variant 2

11 jaar & 3 maanden

€ 17.300 € 10.000 € ‐130 € 1340 226,9% over 20 jr

€ ‐15000,0

€ ‐10000,0

€ ‐5000,0

€ ‐

€ 5000,0

€ 10000,0

€ 15000,0

€ 20000,0

€ 25000,0

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Cumulatieve payback 35°

Besparing 35°

Cumulatieve payback 0°

Besparing 0°


57 Juni 2011

Tabel 2 financiële kengetallen zonnepanelen (bovenstaande bedragen zijn afgerond)

Om te kijken wat het effect van de investering is op de jaarlijkse begroting van de P.I. is de cashflow in

onderstaand figuur weergegeven. Dit is gedaan voor beide varianten in het geval waarbij de P.I. ervoor kiest

om het systeem te financieren met een lening.

Figuur 9‐4 Cashflow overzicht bij financiering met vreemd vermogen

Mocht de P.I. er voor kiezen om bijvoorbeeld variant 1 te plaatsen, dan zou de organisatie vanaf ‘dag 1’ al

besparen. Het geld wat hierdoor bespaart wordt zou dan voor andere zaken gebruikt kunnen worden. In de

grafiek is een duidelijk stijgende lijn te zien, terwijl de opbrengst van zonnepanelen door de tijd langzaam

afneemt. Dit komt door de inflatie op de energiemarkt.

De berekeningen zijn indicatief, om ze in het groter geheel te zien kan een factor van minstens 10 gebruikt

worden. De opbrengsten zoals hierboven beschreven zijn het resultaat van 40 m2 zonnepanelen. Gezien het

grote energieverbruik van de P.I. valt het aan te bevelen alle daken te voorzien van zonnepanelen.

Om tot een besluit te komen met betrekking tot de eventuele aanschaf van zonnepanelen is meer zekerheid

nodig over het voortbestaan van Norgerhaven. Vooralsnog is besloten de P.I. de komende zes jaren open te

houden. Er is echter meer dan zes jaar nodig om de zonnepanelen terug te verdienen. Er zal dus vanuit het

Ministerie van Justitie een besluit moeten komen om de P.I. nog minstens 12 jaar open te houden.

€ ‐250,0

€ ‐

€ 250,0

€ 500,0

€ 750,0

€ 1000,0

€ 1250,0

€ 1500,0

€ 1750,0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Cashflow variant 1

Cashflow variant 2


58 Juni 2011

10 Conclusies

Meerdere maatregelen zijn noodzakelijk om de P.I. Veenhuizen op een hoger energiezuinig niveau te brengen

met het behoud van de monumentale waarde. Er zal dubbelglas geplaatst moeten worden, gevel en dak zal

nageïsoleerd moeten worden, de ventilatie zal gebalanceerd moeten zijn en de P.I. zal voorzien moeten

worden van zowel zonnepanelen als een zonneboiler. Als dit allemaal gebeurd zal zij van het energielabel G

naar het label B gaan. Op dit moment krijgt Norgerhaven nog een rapportcijfer van 2,9. De naïsolatie van de

buitengevel en de plaatsing van zonnepanelen is verder uitgewerkt door de onderzoekers. Beide laten zien dat

de ingrepen binnen afzienbare tijd terugverdiend worden en dat er op korte termijn al bespaard kan worden

op de energielasten.

Knelpunten zijn de verwachtte levensduur van de P.I. zelf en het monumentale karakter. Er zal dus eerst meer

zekerheid moeten komen over het voorbestaan van de P.I. Het monumentale karakter is een vorm van

belemmering, maar biedt zeker geen onmogelijkheden.

Om geld te besparen moet er gehandeld worden. Ondanks dat er meerdere maatregelen nodig zijn kunnen de

maatregelen ook op zichzelf toegepast worden. De auteurs houden ingrijpen op korte termijn aanbevolen. Hoe

eerder er geïnvesteerd wordt in één van de ingrepen, hoe eerder de P.I. geld gaat besparen en hoe eerder de

investering is terug verdiend.

Behalve op het technische vlak is er ook nog veel ‘winst’ te pakken op het sociale vlak. Mevrouw Mouhdi doet

onderzoek naar deze aspecten van energie besparing. Het is aanbevolen ook deze resultaten meet te nemen in

de besluitvorming.

Het devies luidt vooral: Doen!


59 Juni 2011

11 Bronnenlijst

http://www.renewable‐energy‐now.org/2009/04/graaddagen/

http://en.wikipedia.org/wiki/Pusat_Perubatan_Universiti_Kebangsaan_Malaysia

https://www.nrel.gov/analysis/sam/

https://www.nrel.gov/analysis/sam/cost_data.html

http://www.nrel.gov/rredc/pvwatts/changing_parameters.html

http://apps1.eere.energy.gov/buildings/energyplus/cfm/weather_data3.cfm/region=6_europe_wmo_

region_6/country=NLD/

http://www.gprgebouw.nl/website/gebouw/keuzes/energie.aspx

http://www.gprgebouw.nl/website/gebouw/keuzes.aspx

http://www.ukmmc.ukm.my/index.php?menuid=MN09030001

http://www2.iesve.com/support

Woud, van der A., Elerie, J.N.H., Huussen, A.H. (1994), Veenhuizen: een erfenis voor de toekomst,

Regio Uitgevers, Groningen.

Stenvert, R., Broekhoven, S., van Ginkel‐Meester, S., Kolman, C. (2001), Monumenten in Nederland,

Drenthe, Rijksdienst voor de Monumentenzorg, Zeist / Waanders Uitgevers, Zwolle.

Yarrow, J. (2009) Ecological!, Duncan Baird Publishers, London.

Yarrow, J. (ed.) (2009) Ecological, Duncan Baird Publishers Ltd.

Van der Werf, M. (2009) Cradle to Cradle in Bedrijf, Scriptum.

Koornstra, R. (2009) Wat Led Je?, Nieuw Amsterdam

McDonough, W. and Braungart, M. (2002) Cradle to Cradle, New York: North Point Press

Benyus, J. (2002) Biomimicry, Harper Perennial

Lubeck, A. (2010) Green Restorations: Sustainable Building and Historic Homes, New Society

Publishers

Yin, R. (2003) Case Study Research, London: Sage Publications Inc.

Yin, R. ed. (2003) Applications of Case Study Research, London: Sage Publications Inc.

Pieters, I. en Elshof, M. (2006) Een Goed Onderzoek, Utrecht/Zutphen: ThiemeMeulenhoff

Guy, S., Marvin, S. and Moss, T. eds. (2001) Urban infrastructure in transition, London: Earthscan

Publications Ltd

Flowerdew, R. and Martin, D. eds. (2005) Methods in human geography, Pearson Prentice Hall

Smith, M., Whitelegg, J. and Williams, N. (1998) Greening the build environment, London: Earthscan

Publications Ltd

Goverse, T. (2003) Building a climate for change, Amsterdam: Vrije Universiteit

inhoud - hanze · tevens bestond er de wens om een opdracht te doen met een brede oriëntatie,...

Documents