U-SAVE

Daarom wordt verwacht dat het totale energieverbruik voor gebouwen aanzienlijk zal stijgen als gevolg van de toegenomen installatie van airconditioningunits in sectoren waar het gebruik ervan nog vrij beperkt is, zoals woningen. Voor utiliteitsgebouwen (bijvoorbeeld gebouwen voor onderwijs, horeca, ziekenhuizen, kantoren, bedrijfshallen) levert het gebruik van airconditioningunits om aan de koelvraag te voldoen al een grote bijdrage aan het energieverbruik voor gebouwen en dit zal de komende jaren verder toenemen. In navolging van het Parijs-akkoord uit 2015 heeft het Nederlandse kabinet in 2019 als doel gesteld om de CO2-uitstoot in de gebouwde omgeving met 3,4 Mton te verminderen voor 2030, waarvan 1Mton moet voortvloeien uit verduurzaming van utiliteitsgebouwen. Soortgelijke doelstellingen zijn in Vlaanderen en België afgesproken. Echter, tussen 2019 en 2021 is de CO2-emissie in de Nederlandse gebouwde omgeving met 1,5 Mton gestegen. Dit toont de noodzaak om onze aanpak voor het terugdringen van het energieverbruik en CO2-uitstoot in de gebouwde omgeving drastisch te veranderen.

Momenteel is het verlagen van het operationele energieverbruik van gebouwen voornamelijk gebaseerd op het verhogen van de isolatie van muren, daken, vloeren en ramen. Deze aanpak vermindert de warmtevraag in een gebouw aanzienlijk en is zeer gunstig voor het reduceren van bijv. het aardgasverbruik in Nederland. Stijgende temperaturen en toenemende implementatie van airconditioningunits leiden echter tot een toenemende koelvraag in Nederland en België. De gevestigde strategieën om de isolatie en luchtdichtheid van gebouwen te verbeteren, hebben geen invloed op of verhogen zelfs de koelvraag van gebouwen. Daarom is het noodzakelijk om over te stappen op een tweeledige benadering die zowel de vraag naar verwarming als de vraag naar koeling vermindert. Aangezien de balans tussen de vraag naar verwarming en koeling en dus de vereisten voor bouwmaterialen tussen de seizoenen veranderen, moeten er nieuwe materialen worden ontwikkeld die zich kunnen aanpassen aan de veranderende omstandigheden en daarnaast de meest energie-efficiënte oplossingen bieden, zowel in de winter als in de zomer.

Ramen zijn verantwoordelijk voor 30 tot 40% van het totale energieverbruik en 60% van de koelvraag in gebouwen. Ze zijn het laagst geïsoleerde deel van de gebouwschil en hebben vanwege hun transparantie de hoogste interactie met zonlicht. Daarom veranderen de vereisten voor ramen ook het meest tussen zomer en winter. In de winter is een hoge isolatie van raam en kozijn en een hoge transmissie van zonnewarmte en natuurlijk licht vereist voor een lage warmtevraag en een gezond binnenklimaat. In de zomer is echter een lage zonnewarmtetransmissie en aanpasbare zonwering vereist om de koelvraag te verminderen, en om tegemoet te komen aan problemen met verblinding en hoge lichtintensiteiten. Deze veranderende eisen kunnen onvoldoende worden opgevangen door bestaande raam-, kozijn- en zonweringproducten.

Het U-SAVE project ("Slimme ramen voor regulering van zonnewarmte en hoge warmte-isolatie in utiliteitsgebouwen”) pakt deze uitdagingen voor energie-efficiënte ramen aan door een nieuw slim raam te ontwikkelen en te demonstreren dat zijn eigenschappen kan aanpassen aan seizoen veranderingen, om op deze wijze de best mogelijke oplossing te bieden voor energiebesparing in zomer en winter. Het raam bestaat uit een thermochroom glas dat autonoom zijn zonnewarmtetransmissie aanpast aan de eisen van het gebouwinterieur. Daarnaast zullen de nieuwste ontwerpen en materialen voor de raamopstelling worden geïmplementeerd om hoge isolatie te realiseren en zal een nieuw type kozijn worden ontwikkeld om zowel toepasbaar te zijn in utiliteitsgebouwen als ook een hoge isolatie te bieden. Bovendien zal een adaptief zonweringsysteem worden ontwikkeld op basis van semi-transparante lamellen die een thermochroom materiaal gebruiken om de hoeveelheid zonwering aan te passen aan de behoeften van het gebouw. Binnen het U-SAVE project gaan we de thermochrome technologie verder ontwikkelen richting pilotschaal productie, en integreren in een echt raam inclusief kozijn. Hier zullen we de eigenschappen van elk afzonderlijk onderdeel van een raam matchen om een slim raam te realiseren met de best mogelijke eigenschappen voor energiebesparing in de Interreg-regio. Tevens zullen we het slimme raam demonstreren in kantoorgebouwen op de Brightlands Chemelot Campus in Geleen en zullen we onderzoek doen naar sociale acceptatie, en de invloed van dit raam op gezondheid en binnenklimaat (TRL 7-8). Deze studie zal informatie verschaffen over de ontvangst en het gedrag van gebruikers met betrekking tot de ontwikkelde technologieën, evenals over gezondheid-gerelateerde effecten, en dit zal essentiële informatie opleveren voor de doorontwikkeling en verdere opschaling naar een commercieel product na afloop van het project.

We richten ons op demonstratie in kantoorgebouwen, aangezien we hier het grootste potentieel voor het nieuwe product zien en we verwachten dat die gebouwen tot de ‘early adopters’ van de nieuwe technologie zullen behoren. Door de wijdverbreide implementatie van airconditioning en het grote raamoppervlak in kantoorgebouwen is de impact van de thermochrome slimme ramen het grootst en kan een totale energiebesparing tot 33% worden bereikt bovenop HR++ - de huidige standaard in isolatieglas.