House of Tomorrow Today 2.0 (afgekort HoTT 2.0) is de opvolger van een project dat in 2014 werd gerealiseerd.
Het eerste HoTT-huis in Veldhoven wilde laten zien dat je een huis van alle aspecten van comfort kunt voorzien én dat je aan het einde van het jaar zelfs duurzaam opgewekte energie over kunt houden.
Eigenaar en architect Jos Lichtenberg: “Een hoog niveau van leefbaarheid stond voorop bij het eerste HoTT-project. Dat wil zeggen een goed binnenklimaat, hoog niveau van frisse lucht en ruimtes met veel daglicht. Dit eerste HoTT-project realiseerden we voor eigen huisvesting, maar ook in het kader van mijn onderzoek als hoogleraar aan de Technische Universiteit Eindhoven (TU/e)”
Industriële aanpak
Lichtenberg: “HoTT 2.0 is ons tweede Active house-project met als doel het HoTT-concept te optimaliseren en de economische haalbaarheid ervan te bewijzen. Om tot een haalbaar concept te komen hebben we een industriële aanpak gecombineerd met de Slimbouwen-aanpak.”
Slimbouwen, is een visie die Lichtenberg sinds 2003 tijdens zijn carrière aan de universiteit heeft ontwikkeld. Het verdeelt het proces in vier opeenvolgende brokken: frame, envelop, services en afwerking.
Loskoppelen
Vooral het loskoppelen van installaties is cruciaal bij het realiseren van een industrieel proces. Dit werd uitgewerkt in HoTT 2.0. Hier werd een prijsverlaging van vijf tot tien procent gerealiseerd ten opzichte van het eerder gerealiseerde project, terwijl er sprake is van een veel hoger kwaliteitsniveau qua binnenklimaat en comfort.
Lichtenberg: “In Nederland zijn er zo’n honderdvijftig projecten succesvol ontwikkeld volgens het Slimbouwen-concept. Bij deze projecten is een kostenreductie tussen de vijf tot dertig procent, ten opzichte van een regulier project, gerealiseerd.”
Dakramen en daglicht
De HoTT 2.0 beslaat 220 m2, maar is een compact ontworpen huis met een hoog volume / buitenoppervlak verhouding. Speciale aandacht is er voor daglichttoetreding. Daglichtniveau 23 op de (begane grond) -25% (eerste verdieping) vooral voor de oost-, zuid- en westgevel. In het noordelijke dak zitten een aantal VELUX-dakramen.
De woonruimte ligt op het oosten, zuiden en westen. De gevels hebben hier acht grote gevelramen. Elke slaapkamer heeft twee (dak)ramen vanuit twee verschillende oriëntaties. Eén slaapkamer heeft ‘slechts’ één raam, maar dit betreft wel een heel groot raam.
Het trappenhuis wordt overspoeld door daglicht. Hier zijn een aantal VELUX dakramen geplaatst. Lichtenberg: “Het idee hiervoor ontstond rijkelijk laat. Het is een echte verrijking voor het totaalontwerp. Vlak voor het indienen van het Definitief Ontwerp hebben we dit doorgevoerd.”
De studeerkamer heeft drie gevelramen en een dakraam (drie verschillende oriëntaties). Een tweede badkamer boven bevat een VELUX-dakraam en in de bijkeuken beneden is één gevelraam.
Ventilatie
Het huis is goed geventileerd door mechanische extractie en natuurlijke inlaat. De ventilatie wordt geregeld door het meten van de CO2-concentratie per ruimte en door het meten van de luchtvochtigheid. Het doel is om een binnenklimaat te creëren waarbij de CO2-concentratie onder de 600 ppm blijft.
De afzuigopeningen bevinden zich in de keuken, de woonkamer, de wasruimte/bijkeuken en in het toilet. Twee openingen bevinden zich in de badkamers en een afzuigopening zit in de garage. De luchttoevoer wordt geregeld door negen units (Duco Tronic) verspreid over het hele huis. Deze zijn net boven de gevelramen geplaatst.
Daarnaast heeft het HoTT-huis 2.0 negen nightvents (gevelluiken). De besturing van deze luiken is geautomatiseerd. Lichtenberg: “De luiken dienen om in warme periodes het huis ‘s nachts af te koelen. Onderdeel van de gecontroleerde nachtventilatie zijn ook de geautomatiseerde VELUX-dakramen, die communiceren met de Duco nightvents. Door deze producten te koppelen wordt een schoorsteeneffect verkregen als ‘driver’ voor de luchtstroom, ook als er ‘s nachts geen wind is.”
Hittestress voorkomen
Elk raam inclusief de VELUX-dakramen heeft van een automatisch zonnescherm (16 in totaal). Behalve één groot raam in de leefruimte die in de schaduw staat van een veranda. Dit geldt ook voor drie gevelramen die schaduw krijgen van de dakoverstek.
Om de hitte in de zomer zoveel mogelijk te verminderen, is elk oppervlak bedekt met een geventileerde laag. Zo heeft de houten gevel rondom het huis een geventileerde spouw, in het zuidelijke dak fungeren de geventileerde pv-panelen als zonnescherm voor het dak. Het noordelijke dak (dat nog steeds veel zonnestraling opvangt) is een parasoldak en wordt dubbellaags geventileerd.
Materiaalgebruik
Door in het HoTT-huis 2.0 te kiezen voor houtskeletbouw is er veel ruimte voor isolatie. Analyse van het eerste HoTT-project leerde dat een goed geïsoleerde schil (gevels, dak en begane grond) belangrijk is, maar ook dat er een optimum is. Hierbij moet rekening worden gehouden met de beperking van de dikte (om zo de resterende binnenruimte te optimaliseren).
Lichtenberg: “Er is ook rekening gehouden met het beperken van het materiaalverbruik. Dat geldt niet alleen voor isolatiemateriaal, maar ook voor structurele materialen. Dit is vanwege milieuredenen gedaan, maar ook om de kosten te verlagen.”
Energieverlies
Dat neemt niet weg dat de schil goed is geïsoleerd, vertelt Lichtenberg. “Het is ook luchtdicht. Om het zo comfortabel mogelijk te maken, zijn er vrij veel openingen voor daglichtinval en daarbij willen we ook van het mooie uitzicht genieten. We hebben gebruik gemaakt van driedubbel glas en de ventilatie is CO2-gestuurd. We hebben het energieconcept ontworpen met een mensgerichte visie. Dit betekent dat we de energieverliezen door ramen en door de extra ventilatie hebben geaccepteerd. De verliezen worden overigens weer gecompenseerd door de opbrengst van de zonnepanelen.”
Performance
In het eerste jaar verbruikte HoTT 2.0 11.700 KwH. De warmtepomp die voor koeling en verwarming zorgt heeft een COP van 4.5. De warmte wordt over de begane grond verdeeld door een op vloeistof gebaseerd vloerverwarmingssysteem dat per ruimte wordt geregeld.
In de studeerkamer bevinden zich twee lagetemperatuur convectoren. De overige ruimtes op de eerste verdieping zijn slechts incidenteel in gebruik (gastenkamers, berging) en worden elektrisch verwarmd. Ook warm tapwater wordt opgewekt met dezelfde warmtepomp.
Overschot aan energie
Het huis is sinds november 202 bewoond. Na het eerste volledige jaar was direct duidelijk dat er alleen in november, december en januari een netto-aanvulling van energie nodig is.
Lichtenberg: “De maanden oktober en februari waren ongeveer energieneutraal en de andere zeven maanden was er een overschot aan energie, en dat terwijl het systeem ook in de zomer voor koeling zorgt. Dit is mede het gevolg omdat de behoefte aan koelenergie wordt beperkt door de nachtventilatiesystemen en de zonweringsschermen. En koelen met een geothermische warmtepomp is kosten- en energie-effectief. In feite moeten we koeling toepassen om de bron in de bodem tot een diepte van tachtig meter te recupereren en klaar te maken voor de winter.”
Er is een jaarlijks energieoverschot van 4.600 kWh. Het totale verbruik is 7.100 kWh. Dit is inclusief het gebruik van een volledig elektrische auto en om de warmtepomp van stroom te voorzien. “Het overschot is iets hoger dan verwacht, maar dit heeft met de coronatijd te maken. In een representatief jaar zouden we waarschijnlijk 20.000 km extra rijden, wat neerkomt op 2.500 kWh. Maar zelfs dan is een jaarlijks overschot te verwachten. Op dit moment is het niet aantrekkelijk om batterijen te gebruiken voor tijdelijke opslag. Maar op een later moment is dat zeker een optie.”
Platowood
Het huis is gebouwd met een geprefabriceerde houtskeletbouw. De complete buitenlaag bestaat uit geventileerde Platowood gevelplanken. Platowood gebruikt snelgroeiend hout uit duurzaam beheerde FSC-bossen. Door een verfijningsproces (Platonising) wordt het hout gekookt, gedroogd en gebakken (hydrothermische modificatie).
Ook het dak, ramen, scheidingswanden, dragende elementen, kolommen, balken, een deel van de plafonds, buitenafwerking van dakoverstekken en wandbekleding zijn gemaakt van FSC gecertificeerd hout. De eerste verdieping heeft een 80 mm dunne cross laminated timber (CLT) vloer om de 2,1 m ondersteund door gelamineerde houten balken.
Naast de houtskeletbouw is de basis in beton gerealiseerd. Lichtenberg: Vanwege optrekkend vocht was dit voor de funderingen het meest logische materiaal en een verantwoorde keuze. Door de lichte structuur waren geen funderingspalen nodig.”
CO2-afvang
Het huis vangt in totaal meer dan 20.000 kg CO2 op. De totale energievoorziening wordt gerealiseerd met een warmtepomp die elektrisch wordt aangedreven door 42 zonnepanelen.
Er is maar één guilty pleasure. Er is een uitzondering gemaakt voor het koken. Lichtenberg: “Mijn vrouw had slechte ervaringen met elektrisch koken en verlangde naar een klassiek gasfornuis. Ook dit maakt deel uit van human centered design. Als ze echter van gedachten verandert, is alles voorbereid voor elektrisch koken.”
Regenwateropvang
Door de ontkoppeling van de installaties en de structuur is het huis uiterst flexibel. Aanpassingen van de installatie of herschikkingen van de plattegrond zijn eenvoudig te realiseren. De woning is voorbereid op hergebruik van regenwater.
Regenwater wordt opgevangen in een tank en het overstromende water infiltreert ter plekke via ondergrondse kratten. Er is geen riolering voor regenwater. De ondergrondse tank verzamelt ongeveer 1,5 m3. Dit water wordt gebruikt om de tuin te besproeien onder droge omstandigheden.
House of Tomorrow Today 2.0 in Montfort
Eigenaar en Architect: Jos Lichtenberg