Cruquiusschool aardgasvrij dankzij PVT-panelen

De meer dan 100 jaar oude Cruquiusschool in Haarlem is gerenoveerd naar een moderne aardgasvrije school met binnenklimaat Frisse Scholen klasse B. Warmte en elektriciteit worden opgewekt door middel van PVT-panelen. Deze oplossing zorgt gedurende het hele jaar voor een comfortabele leeromgeving. Het gebruik van PVT-panelen is relatief nieuw. Voor Jan Aalberts, directeur bedrijfsvoering / plaatsvervangend bestuurder van Stichting Spaarnesant, was de Cruquiusschool een mooie gelegenheid om met deze oplossing ervaring op te doen. "Dit is een concept met veel voordelen. Er zijn geen bodembronnen nodig, en de warmtepompen (water-water) kunnen in de school worden geplaatst. Ze veroorzaken dus geen geluidsoverlast. Voor ons is dit een mooie testcase, waarvan de ervaringen worden gebruikt voor toekomstige situaties."

Dramatisch slecht gebouw

De Cruquiusschool is een nieuwe school, die in 2016 is gestart met één groep leerlingen. Jaarlijks komt daar een groep bij en in 2023/2024 zal de school volledig in gebruik zijn voor de groepen 1 - 8. De school is gevestigd in een historisch pand, dat vele jaren als noodonderkomen heeft gediend voor de Bos en Vaartschool, ook een school van Spaarnesant. Het gebouw bestond uit 7 klaslokalen en een gymzaal. Vanwege de dramatisch slechte staat van het pand was aan een renovatie niet te ontkomen. "Het gebouw was compleet op. De kozijnen waren verrot, aan de buitenzijde liepen er brandtrappen langs het gebouw en het had een energielabel G. Het was bouwkundig en technisch een heel slecht gebouw."

Spaarnesant heeft ook het alternatief van vervangende nieuwbouw onderzocht. Maar de nadelen daarvan wogen niet op tegen de voordelen van het renoveren van de Cruquiusschool. Vooral de plek van het gebouw in de wijk speelde daarbij een rol. "Deze school staat op een heel aantrekkelijke locatie, midden in de wijk. Vervangende nieuwbouw zou wel een stuk groter worden, maar die zou een flink stuk verderop in de wijk komen te staan. Wij vinden dat er op de huidige plek in de wijk echt behoefte is aan een school, daarom hebben we voor renovatie gekozen. Het is bovendien een prachtig gebouw met cultuurhistorische waarde."

Keuze voor aardgasvrij op het laatste moment

De beslissing om de school aardgasvrij te maken werd pas genomen tijdens de uitwerking van de renovatieplannen. Mede ingegeven door het kabinetsbesluit om met de gaswinning in Groningen te stoppen ging een nieuw college van B & W, dat ook een voorstander is voor aardgasvrij, akkoord met een aardgasvrij concept. Vervolgens werd een aantal scenario's onderzocht. De keuze viel uiteindelijk op PVT-panelen en warmtepompen. Beleidsmedewerker Ton van Hooijdonk van Spaarnesant benadrukt, dat met name de compacte vorm van het gebouw aardgasvrij mogelijk maakte. "Na isolatie is het energieverlies in dit gebouw bijna nul. Daarom konden we voor een oplossing met lage temperatuur verwarming gaan. Er is gekozen voor de duurste van de verschillende scenario's. Maar we hebben hiervoor gekozen omdat de warmtepompen dan niet op het dak hoeven te staan, maar in het gebouw konden worden geplaatst. Ze veroorzaken dus geen geluidsoverlast voor de buurt. Dat is belangrijk, want de huizen staan vlakbij het schoolgebouw."

Bekostiging

De eigenlijke renovatie van de Cruquiusschool heeft 3,5 miljoen euro gekost. Dat is inclusief het van binnenuit renoveren van de muren en het dak, het plaatsen van HR++ glas en het vervangen van de vloeren. De verduurzaming, inclusief de installaties voor het aardgasvrij verwarmen en koelen van het gebouw, kost 4,5 ton. De gemeente heeft de renovatie betaald en Stichting Spaarnesant heeft de kosten van het verduurzamen op zich genomen en een eigen bijdrage in de renovatie van 3 ton gedaan. Onlangs werd bekend dat daarvoor nog een rijkssubsidie (SDE) is verleend van een ton. Jan Aalberts: "Wij hadden kunnen kiezen voor een goedkopere aardgasvrije oplossing, maar dit vinden wij voor deze school de beste oplossing. Het kost ons wel 3,5 ton, maar dat hebben we ervoor over. We verwachten dat bedrag in 10 - 15 jaar in de exploitatie terug te verdienen." Door de plaatsing van extra zonnepanelen is het gebouw nu energieneutraal.

De Cruquiusschool is de vierde school van Stichting Spaarnesant die aardgasvrij wordt. De stichting heeft dus al de nodige ervaring met terugverdientijden van dergelijke installaties. Jan Aalberts kan zich niet vinden in geluiden die her en der in het land te horen zijn over tegenvallende terugverdientijden, zelfs niet als er WKO-installaties met bodembronnen zijn toegepast. "Wij horen ook dat je met zo'n installatie alles wat je bespaart op energie weer kwijt bent aan het onderhoud van die installaties. Het is inderdaad zo dat de onderhouds- en vervangingskosten hoger zijn dan met een gasinstallatie. Maar als je daar de volledige besparing op energie aan kwijt bent doe je toch iets verkeerd. Want het is wel degelijk zo, dat zo'n installatie ruimschoots opweegt tegen de besparing. Wij verwachten dat dit met de PVT-installaties ook het geval zal zijn."

Deze praktijkervaring is opgesteld vanuit het innovatieprogramma ‘Aardgasvrije en Frisse Scholen’. Dit programma is bedoeld om ervaringen met aardgasvrije en frisse basisscholen te verzamelen en te delen. Zie ook: www.aardgasvrijescholen.nl

Verwarmen en koelen met PVT
Duurzaam douchewater

Type gebouw

PO
Aantal meters BVO

1184
Oorspronkelijk bouwjaar

1912
Positief betrokken marktpartijen

Hoekstra Architecten
Triple Solar
Nibe
Flamco
Kernbouw
Borms Elektrotechniek
NSN Service
Aantal leerlingen dat van de verduurzaming profiteert

200 - 250
Jaar van de verduurzaming

2019 - 2020
Actief betrokken

Schoolbestuur
Locatiedirecteur
Facilitair management
Type maatregelen

Isoleren
Energie opwekken
Ventileren
Verwarmen
Koelen

Verwarmen en koelen met PVT

Een PVT-paneel is een combinatie van een PV-paneel dat elektriciteit genereert en een thermische wisselaar die warmte uit de omgeving onttrekt. De collector bevat een water-glycol mengsel dat energie absorbeert die naar de warmtepomp stroomt. Daar wordt de energie onttrokken en gebruikt voor de CV-opwarming. Deze panelen kunnen uit de zonnewarmte en de lucht warmte uitwisselen met de buitenlucht. De warmte die door de panelen wordt geleverd gaat met het water naar een elektrische compressie-warmtepomp. Die waardeert de warmte in het water op tot ongeveer 45 graden. Dan is het geschikt om de ruimtes in de school via een vloerverwarming of via de WTW-luchtverwarming op te warmen. Omgekeerd werkt het systeem ook. Door plaatsing van een regeling zorgen omkeerkleppen voor koeling. De warmtepomp zal dan als het ware de andere kant op gaan draaien. De vloerverwarming en het WTW-systeem nemen de warmte op in het water. Die warmte wordt door de warmtepomp gebundeld en afgevoerd naar de PVT-panelen. Daar wordt de overtollige warmte weer afgegeven aan de lucht. Bij de Cruquiusschool is hier niet voor gekozen, de WTW units zorgen ‘s nachts voor afzuiging van warme lucht en verkoeling met frisse lucht van buiten.

PVT-panelen zijn behalve voor het opwekken en afgeven van warmte aan de lucht ook in staat om elektriciteit op te wekken, net zoals zonnepanelen. De elektriciteit, die door de 168 PVT panelen op de Cruquiusschool wordt opgewekt is voldoende om de installaties in de school te laten draaien. Omdat er voldoende ruimte voor was, zijn er naast de PVT-panelen nog 20 gewone PV-zonnepanelen geïnstalleerd, zodat alle elektriciteit in de school duurzaam wordt opgewekt.

In de wintermaanden

PVT-panelen wekken tot een temperatuur van -8 graden voldoende warmte op om de school te verwarmen. Het PV gedeelte werkt uiteraard niet meer als er een laag sneeuw op komt te liggen of als het kouder wordt dan -8 graden. Voor die situaties, die statistisch gezien ongeveer twee dagen per jaar voorkomen, is er een elektrische CV-ketel. Deze backup-installatie kan de school verwarmen als de PVT-panelen onvoldoende of zelfs geen warmte meer produceert. Deze installatie haalt zijn elektriciteit uit het lichtnet.

Voordelen van PVT-panelen

Er zijn geen bodembronnen nodig voor warm water voor de verwarming.
De warmtepomp staat binnen in het pand en is van het type water-water. Deze toestellen vergen minder onderhoud dan een lucht-water-warmtepomp.
Het toepassen van de water-water warmtepompen binnenopstelling voorkomt dat er geluidsoverlast ontstaat voor de omwonenden.
Met PVT-panelen kan een gebouw worden verwarmd en gekoeld.
Er zijn geen ingewikkelde WKO installaties nodig.

Voorwaarden voor het gebruik van PVT-panelen

Met PVT-panelen kan alleen een lage temperatuur verwarmingssysteem worden aangestuurd. Dat kan bestaan uit lage temperatuur radiatoren, vloerverwarming of luchtverwarming. Het is een vereiste dat het gebouw goed geïsoleerd is, want anders is de capaciteit van het systeem niet toereikend.

Duurzaam douchewater

Het is altijd lastig om op het juiste moment over voldoende douchewater te beschikken in een school. De architect heeft daar in samenwerking met de installateur een innovatieve oplossing voor gevonden. Eerst is in overleg met de vakleerkracht bewegingsonderwijs een inschatting gemaakt hoe lang er door de leerlingen wordt gedoucht. Omdat dit bij schoolkinderen vrij kort is kon er gekozen worden voor een oplossing met de naam Flex Therm Eco. Dat is een elektrisch laadstation, dat energie opslaat in een PCM boiler. Het is ideaal voor gebruik in de Cruquiusschool, omdat een PCM boiler erg klein is. Hij neemt ongeveer evenveel ruimte in als een tafelmodel koelkast.

Werking van Flex Therm Eco

De Flex Therm Eco is een vat met anorganisch zout, dat wordt opgewarmd tot 70 graden Celsius. In die toestand is het zout vloeibaar. Als er warm water moet worden geleverd wordt de warmte in het zout via warmtewisselaars heel snel overgedragen aan het water. Het zout kan enorm veel energie leveren, omdat het tijdens de afgifte van warmte van fase verandert; het wordt namelijk vast. De Flex Therm Eco kan in volledig opgeladen toestand ongeveer 212 liter warm water leveren, met een capaciteit van 12,5 liter per minuut. Zodra alle of een deel van de warmte is gebruikt moet het laadstation weer worden opgeladen. Dat kan met behulp van zonnepanelen. Het kost ongeveer 2,5 uur om het station van helemaal leeg weer volledig op te laden.