kennispagina

Voorbeeld berekeningen thermische massa in BENG woningen

Auteur: Annemarie Weersink en Cindy Vissering Foto: Van Wijnen 1 april 2021

Thermische massa heeft een positief effect op de energiebalans en een comfortabel klimaat. Dit komt ook tot uiting in de berekeningen van de BENG-toets die vanaf 1 januari 2021 verplicht is. De voordelen van thermische massa en het effect op de BENG-toets worden hier nader toegelicht.

Het effect van thermische massa op de thermische behaaglijkheid is uitgezocht voor zes rijwoningen. Het betreft drie starterswoningen, waarvan de helft tussenwoningen zijn en de andere helft hoekwoningen.

TOjuli berekeningen – effect van thermische capaciteit

Het doel van de rekenexercitie is in beeld te krijgen wat het effect is van de thermische capaciteit op de uitkomst van TOjuli. De resultaten zijn in de grafiek op de volgende pagina weergegeven. De grenswaarde van TOjuli per 1/1/2021 van 1,2 is groen gestippeld weergegeven.

Thermische capaciteit versus TOjuli

Thermische capaciteit van zes starterswoningen met een oppervlakte van 56, 71 en 88 m2 en de berekende waarde van TO-juli voor de temperatuuroverschrijding. Rode vlakken: voldoet niet aan de eis TO-juli. (Bron: WSP)

Voldoen aan zowel BENG 1 als TOjuli eisen

Meest interessant is het effect van de thermische massa op TOjuli die wordt uitgezet tegen BENG 1 (warmtebehoefte + koudebehoefte). Daarmee is te onderzoeken welke zwaarte woning per type voldoet aan de beide eisen tegelijk.

Als basis worden dezelfde zes woningen genomen. Naast de zes starterswoningen is een rijwoning van 130 m2gebruiksoppervlakte toegevoegd ter vergelijking. Gevarieerd wordt de thermische capaciteit. Gestart wordt met een thermische capaciteit van 5.000 kJ/K. In de daarop volgende berekeningen wordt de thermische capaciteit steeds met 5.000 kJ/K verhoogd (equivalent van ca. 25 m2 betonoppervlakte met d=0,1 indringdiepte). Voor elke woning gelden andere BENG 1 eisen. De BENG 1 eisen zijn afhankelijk van de woninggrootte, verliesoppervlakte en ook de thermische massa.

Om te analyseren welke varianten wel/niet voldoen aan TOjuli en/of BENG 1 bij verschillende thermische capaciteiten zijn onderstaande grafieken opgesteld. Varianten in de blauwe vlakken voldoen niet aan BENG 1 en varianten in het oranje vlak voldoen niet aan TOjuli. Alle vlakken die wel voldoen aan beide criteria bevinden zich in de witte vlakken.(bron WSP)

Voorbeeldberekeningen starterswoningen TAG

Bijschrift: Voorbeeldberekeningen starterswoningen Van Wijnen. Effect thermische capaciteit op BENG1 en TOjuli. De thermische capaciteit neemt af in stappen van 5000 kJ/K (links bovenin startend met ca.  50.000 kJ/K (385 kJ/m2) en rechts onderin eindigend met 0 kJ/K). Alleen berekeningsvarianten (groene stippen) op de BENG 1 lijn die in het witte gebied liggen voldoen aan de eis TOjuli (BENG 4)

Conclusies thermische massa en BENG

De bovenstaande grafieken laten zien dat toename van de thermische massa een aanzienlijke impact heeft op zowel TOjuli als de waarde van BENG1. Hoe lichter een woning is, hoe groter de impact is van het toevoegen van extra massa.

Meer dan 10% verbetering op BENG1 is haalbaar door van lichte bouw over te stappen op een bouw met 10.000 kJ/K extra interne warmtecapaciteit. Dat staat gelijk aan ca. 50 m2 betonoppervlak met een indringdiepte van 10 cm.

Bovenstaande grafieken kunnen een probaat hulpmiddel zijn bij het vaststellen van de extra benodigde thermische interne warmtecapaciteit. Die kan worden gevonden in een woning in wanden en vloeren en soms in het dak. Het ontwerphulpmiddel dat Betonhuis beschikbaar stelt om snel de thermische capaciteit te kunnen berekenen is handig voor BENG-rekenaars.

Specificaties van de voorbeeldwoningen

  1. De eerste woning heeft een oppervlakte van ca. 56 m2 Ag (Ag=gebruiksoppervlakte) (begane grond 5.4 x 8.9 m2, eerste verdieping met schuine kap).
  2. De tweede woning heeft een oppervlakte van ca. 71 m2 Ag (begane grond 5.1 x 8.0 m2, eerste verdieping met plat dak)
  3. De derde woning heeft een oppervlakte van ca. 88 m2 Ag (begane grond 5.1 x 8.0 m2, eerste verdieping idem, tweede bouwlaag met schuine kap)

De woningen zijn voorzien van een warmtepomp, gebalanceerde ventilatie met warmteterugwinning, HR++ glas, buitenzonwering. De woningen zijn NW/ZO georiënteerd. De luchtdichtheid bedraagt 0,3 dm3/s.m2.

Vergelijkende forfaitaire waarden voor de thermische massa die zijn aangehouden in de berekening
massa-klasse Forfaitaire waarde thermische massa
Massa licht: houtskeletbouw met hsb vloeren 80 kJ/m2K
Massa midden: dragend metselwerk met houten vloeren 360 kJ/m2K
Massa zwaar: betonnen wand-vloer skeletbouw 450 kJ/m2K