Volledig energieneutraal schoolgebouw door slimme seizoensbuffer
De Sportcampus in Leidsche Rijn is een multifunctioneel complex met een sporthal en het Leidsche Rijn College (LRC), een openbare school voor havo, atheneum en gymnasium. De gemeente Utrecht en de school wilden het schoolgebouw verduurzamen door het energieneutraal te maken. Uiteraard zonder in te leveren op een prettig, gezond en comfortabel leerklimaat voor de meer dan 1.700 leerlingen.
“Energiebesparing is niet lastig”, vertelt Roy de Bruijn, eigenaar en adviseur van DIA Groep. “Maar om zo’n groot schoolgebouw energieneutraal te maken, is denkwerk nodig. Onze oplossing voor de gebouwgebonden energievraag: we combineren zonnepanelen voor stroom met zonnecollectoren voor warmte. Via de thermische zonnecollectoren slaan we warm water op in bassins onder de grond. Deze bassins dienen als seizoensbuffer: in de winter onttrekken we warm water en ’s zomers koel water. Het schoolgebouw gebruikt nu niet meer energie dan dat er zelf wordt opgewekt.”
"Via de thermische zonnecollectoren slaan we warm water op in bassins onder de grond. Deze bassins dienen als seizoensbuffer: in de winter onttrekken we warm water en ’s zomers koel water."
Al jaren adviseert DIA Groep de gemeente Utrecht over de verduurzaming van het vastgoed om de klimaatdoelen te halen. “Dit project in Leidsche Rijn begon in 2018 met de renovatie van een vleugel van de Sportcampus, vertelt Roy. “Toen het ontwerp klaar was, kwam daar een duurzaamheidsvraag bij voor het gehele complex, inclusief het LRC: hoe kunnen we het gebouwencomplex met een oppervlakte van meer dan 19.000m2 energieneutraal maken?”
Een traditionele oplossing voor energiebesparing is het plaatsen van zonnepanelen voor het opwekken van elektriciteit. Geen optie voor gemeente Utrecht, school en DIA Groep. Roy: “De experts van de gemeente Utrecht berekende dit als een negatieve business case doordat de exploitatie niet klopte, want dan moet je in de zomer energie terugleveren aan het net en de winter het onttrekken uit het net. Ons stroomnet piept en kraakt en terugleveren van stroom belast het net en is een verspilling. Hoe kunnen we echt energieneutraal zijn voor de gebouwgebonden energievraag van het LRC? Van dit soort vragen gaat ons hart sneller kloppen. De creatieve technische oplossing werd een deel zonnepanelen (pv) en een deel zonnecollectoren (thermische collectoren). De 700 zonnepanelen leveren stroom en daar is niets nieuws aan. We hebben ook 300 zonnecollectoren van HoCoSto op het dak gezet en die warmen water op tot 90 °C. Het warme water slaan we via een bestaand leidingnet op in een bassin van 3750m3 dat 5 meter diep is. In het bassin zit 3.750.000 liter water, meer dan in een 50-meterzwembad.”
Het ingenieuze systeem is bekend onder de naam seasonal thermal energy storage, seizoensgebonden opslag. Het gesloten systeem ontvangt warmte in de zomer en geeft deze warmte in de winter weer terug aan ruimte- en tapwatersystemen. In de zomer kan het koele opgeslagen water uit de opslag worden gebruikt worden voor verkoeling van het gebouw. Roy: “Het bassin met waterbakken dient als seizoensbuffer. De bovenste lagen zijn warmer dan de onderste lagen. Afhankelijk van de vraag naar warmte kunnen we flexibel een keuze maken voor de juiste temperatuur om elke ruimte in het gebouw, zoals de aula of een lokaal, op te warmen. Dit gebeurt via warmtewisselaars.”
De bassins zijn afgedekt met duurzaam en robuust EPDM-folie en de ruimte boven het bassin kan gebruikt worden om te spelen of te parkeren.”
Voor efficiënt en optimaal gebruik van energie is DIA Groep is een stap verder gedaan. Roy: “Als er in de zomer zomer veel energie via de zonnepanelen wordt opgewekt, dan leveren we dat niet terug aan het net. We zetten dit lokaal in om warmte en koude op te slaan en te gebruiken wanneer het gebouw en de gebruikers dat vragen.”
Kloppend hart dat alle installaties verbindt, monitort en aanstuurt, is het Smart Building Platform. Roy: “Via sensoren in de verlichting houden we het gebruik van ruimtes bij. Daarnaast hebben we het platform verrijkt met gebruiksdata van ruimtes, zoals lesroosters. Het systeem rekent uit wat het meest efficiënt en energiezuinig is. Niets staat zo maar aan: er gaat geen energie verloren en leerlingen en leraren zitten niet in de kou of in de hitte. Drukke plek? Dan wordt de ruimte automatisch koeler. Weinig mensen in grote ruimte in de winter? Dan wordt de ruimte automatisch warmer. Ieder gebouw heeft zijn eigen gedrag en daar wil je op sturen. Als het in de ochtend vijf graden is, maar het wordt een zonnige dag, dan weet je dat een ruimte met ramen op het oosten snel opwarmt. Deze data bepalen de uitgifte van warmte. Door continu te monitoren en bij te sturen, verspil je geen energie.”
DIA Groep heeft ook geadviseerd over de ventilatie in de school; die is verbeterd en voldoet aan norm Frisse Scholen klasse B. “Ons Smart Building Platform zorgt altijd voor de juiste ventilatie op het juiste moment.” Legt Roy uit. “Geen verspilling en wel comfort voor de gebruiker, dat is de essentie. Het schoolgebouw was voorheen vrij donker. Voor de nieuwe verlichting hebben we gekozen voor duurzame blauwe led- verlichting. Uit onderzoek blijkt dat leerlingen zich beter kunnen concentreren bij blauw licht. Bovendien is het nu een lekker licht pand geworden.” Tijdens de werkzaamheden is ook het dak beter geïsoleerd tot RC-waarde 6.
Het projectteam van DIA Groep bestond uit experts op het gebied van elektrotechniek, werktuigbouwkunde, koeling, luchtbehandeling, smart buildings en data-analyse. “We hebben ook nu gewerkt met onze beproefde methodiek van exploitatiegericht ontwerpen. In de voorfase van ongeveer 1,5 jaar zit veel onderzoek, denk- en rekenwerk. Deze tijd leidt tot een beter doordacht ontwerp en die extra kosten verdien je snel terug in de exploitatie. Wij hebben daarnaast voortdurend de ontwerpstappen getest met de inhoudelijke experts van de gemeente Utrecht. De gebruiker hebben we uiteraard ook betrokken bij het proces; daar doen we het voor. Wij geloven in de kracht van co-creatie: samen hebben we deze business case tot een succes gemaakt.”
Hoe maak ik een bestaand schoolgebouw energieneutraal?
