Ramen – zelfs van triple glas – zijn de zwakste schakels in de schil van een gebouw. Maar bij een goed ontwerp en juiste keuze van de producten kunnen ze meer energie opleveren dan ze verliezen, zo laat Clarence Rose (Azimut Bouwbureau) zien.
“Het lijkt misschien een wonderlijk verschijnsel dat je met glas echt warmte kunt produceren. Maar het is geen high-tech. Sec gezien gaat het om het binnenlaten van de zonne-energie en deze goed binnenhouden”, zegt Clarence Rose van Azimut Bouwbureau eind juni in een webinar van Kennisinstituut KERN over dit onderwerp.
Dit spel van binnenlaten van zonne-energie en het kunnen binnenhouden is afhankelijk van onder meer de kwaliteit van de isolatie in de gevel, het kozijn, de afstandhouder in het glas en natuurlijk het glas zelf. Belangrijk is dat de zon goed binnen kan komen. Een goede oriëntatie van ramen zorgt voor tot wel 50 procent minder energiebehoefte voor verwarming in de winter. “Energieleverende ramen zijn ook echt het geheim van het passiefhuis.”
Maar ook bij het glas zelf zitten er al grote verschillen: het ene triple glas is het andere niet. De isolatiewaarde – Ug – van isolatieglas varieert van 0,4 tot 0,9 W/m²K. En de g-waarde, de energiedoorlaatfactor van zonnewarmte, kan vooral bij drievoudig glas met coating voor een goede isolatie, behoorlijk tegenzitten.
Driedubbel? Triple?
In de volksmond hoor je wel eens de term driedubbel glas, maar die klopt natuurlijk niet. Driebladig glas kom je ook tegen, of drievoudig glas, of in het Engels triple glazing – dit zijn correcte termen. Triple glas is een populaire mengvorm daarvan.
g-waarde onderbelicht
Glas reflecteert, maar laat een deel van de op het glas vallende zonnewarmte binnen. Hoeveel zonne-energie er binnen kan komen, wordt bepaald door deze g-waarde. Verschillen hierin ontstaan door het glas zelf, dat reflecteert. Daarnaast hebben de coatings en de gasvulling invloed. Een hogere g-waarde, bij drievoudig glas, bijvoorbeeld 0,6, betekent dat er meer energie binnenkomt waarmee een gebouw kan worden verwarmd.
Die g-waarde is volgens Rose overigens een onderbelicht kenmerk. “Verkopers communiceren meestal alleen over de Ug, de isolatiewaarde. En dan weet je dus maar de helft van het verhaal.”
U-waarden, g-waarde en ZTA
Bij kozijnen en glas kom je nogal wat begrippen tegen:
Uw = Isolatiewaarde van het gehele raam.
Ug = U-waarde van het glas.
Uf = U-waarde van het kozijnframe.
Ψg = psi-waarde, de lineaire thermische brug van de afstandhouder.
g-waarde = zontoetredingsfactor van de beglazing.
Het drukt uit hoeveel warmte-energie van de zon door het glas naar binnenkomt onder een invalshoek van 90 graden, dus loodrecht op het glas. ZTA-waarde = zontoetredingsfactor bij een hoek van 45 graden, die in de EPC werd gebruikt. De g-waarde is internationaal de norm en wordt ook ingevoerd in de NTA 8800.
Van belang is ook de aanzichtbreedte van het kozijn. Immers, hoe meer kozijn, hoe minder glas en dus hoe minder zonnewarmteopwekking.
Afstandhouders
Tussen de glasplaten zitten dan nog de afstandhouders. Deze zijn bedoeld om glasplaten op afstand te zetten en houden, maar zijn ook belangrijk voor de dichting, zodat het gas in de spouw niet kan ontsnappen.
Afstandhouders zijn veelal nog van aluminium, maar kunststof is beter. Sterker: “Een aluminium afstandhouder is echt funest om ertussen te zetten”, zegt Rose. “Dat leidt niet alleen tot energieverlies, maar ook tot condensproblemen aan de binnenkant. Omdat je daar op die plek echt het glas fors afkoelt.”
Een kunststof afstandhouder in het kozijn – ook wel kunststof spacer of thermospacer – betekent een forse verbetering van de psi-waarde en scheelt 3 à 4 kWh per jaar. Een flinke slok op een borrel in de BENG-1-berekening. Glasleveranciers vragen voor deze kunststof spacers vooralsnog een marginale meerprijs, bij onze oosterburen is het inmiddels standaard.
Ja maar, de zomer dan?
Veel zon op het zuiden levert dus veel gratis energie op. Da’s mooi, maar hoe werkt dit in de zomersituatie? Leidt dit niet tot oververhitting?! Dat is goed te voorkomen, zegt Rose: “In de zomer staat de zon hoog aan de hemel, waardoor er minder kracht door de ramen komt. Je kunt dan volstaan met een klein overstek op het zuiden, waarmee je de zon buiten houdt. In de zomer is de zoninstraling op oost en west vele malen hoger, daar moet je wel voorzieningen treffen.”
Zonwering is vooral van belang aan de oostkant, want door een raam op het oosten schijnt in de zomer al om 5.00 uur ‘s ochtends horizontaal de zon naar binnen. “Eenmaal binnen krijg je deze warmte er de hele dag niet meer uit. Daar heb je dus een goed sluitend screen of raffstore nodig. Op het westen heb je ’s avonds weliswaar de avondzon, maar dan ga je de nacht in. Warmte die je van de avondzon binnenkrijgt, kun je met zomernachtventilatie weer weg koelen.
Balans
De crux van het energieleverende raam zit ‘m in het toelaten van zonne-energie, met een zo hoog mogelijke g-waarde en zo min mogelijk schaduw, en aan de andere kant het voorkomen van warmteverlies door het raam door een goede isolatiewaarde. “Als de zon goed op de gevel staat, wek je meer energie op dan je door het raam verliest”, zegt Rose. “Met een pui op het zuiden in een goed geïsoleerd gebouw kan in hartje winter (bij ongeveer -2 °C) de verwarming uit. Die paar uur zoninstraling zijn dan genoeg om het gebouw een etmaal lang op temperatuur te houden.”
De benodigde dikte van de isolatie is daarbij afhankelijk van onder meer het ontwerp en de compactheid van het gebouw. Daaraan is goed te rekenen met de nZEB-tool/ PHPP. Balansventilatie met WTW is ook een voorwaarde, zodat de koude inkomende lucht wordt opgewarmd met de warmte van de verbruikte lucht. Met ventilatieroosters verliest het gebouw te veel warmte en heb je hoe dan ook veel meer warmtetoevoer nodig.
Verschillende soorten glas in een gebouw
Rose heeft een aantal RVO-referentiewoningen doorgerekend op de effecten van dubbel en triple glas en verschillende g-waarden. “Bij het toepassen van triple glas zijn echt een aantal ramen energieleverend. Dat zijn er minder in de situatie met dubbel glas. Per saldo ben je bij dubbel glas toch meer warmte kwijt dan dat je opwekt.”
Let wel: dit soort onderzoeken zijn per gebouw verschillend. “Welke g-waarde optimaal is, hangt bijvoorbeeld erg af van de oriëntatie. Op het noorden heb je niets aan een supergoede g-waarde. Zontoetreding maakt daar immers niet zoveel uit. Dan kun je beter kijken naar de isolerende eigenschappen van het glas. Bij op het zuiden georiënteerde ramen daarentegen, kun je heel goed uit de voeten met iets minder goed isolerende beglazing. Als je de zon maar binnenkrijgt. Verschillende soorten glas in een gebouw, kan dus ook interessant zijn. Maar hier moet duidelijke communicatie over zijn, anders gaat het mis bij de leverancier. Deze optimalisatie is best complex en niet zomaar vanuit een tabelletje vast te stellen.”
Adviseurs kunnen hier natuurlijk aan rekenen, zeker de Passiefhuis adviseurs. Naast het bouwfysische rekenprogramma nZEB-tool/PHPP is het inmiddels ook in de nationale energieberekening volgens de NTA 8800, de BENG, mogelijk het effect van de glaseigenschappen gedifferentieerder in beeld te brengen.
Dit artikel is eerder gepubliceerd in Aannemer 2021-05.
Lees ook | De rol van ramen, deuren en kozijnen bij het verduurzamen van gebouwen
Discussie zien we graag op Aannemervak, maar wel met respect voor elkaar. Wij vragen daarom om onder volledige naam te reageren. Lees onze andere regels voor discussie hier. Met het plaatsen van een reactie verklaart u zich akkoord met deze regels.