Vorige week vond de Kennisbijeenkomst ‘Infraroodverwarming bij woningen met een kleine warmtevraag’ plaats, een evenement dat professionals uit de bouw- en energiesector samenbracht om de potentie en uitdagingen van infraroodverwarming te verkennen. De bijeenkomst was een platform voor experts en innovators om hun inzichten te delen en te discussiëren over de rol van deze technologie in het verduurzamen van woningen.

Om de verduurzamingsdoelstellingen te realiseren is het belangrijk om diverse verwarmingsopties te overwegen. Infraroodverwarming, bekend om zijn efficiëntie en het directe warmtecomfort wordt steeds vaker genoemd als een haalbare oplossing voor kleinere woningen en appartementen. Tijdens de bijeenkomst werd er diepgaand ingegaan op de technische aspecten, de voordelen voor bewoners, en de economische haalbaarheid van deze technologie.

Tijdens de bijeenkomst van 5 juni kwamen diverse belangrijke onderwerpen aan bod:

  • Wat is infraroodverwarming en hoe werkt het? – door Walid Atmar, IG Infrarood
  • Optimalisatie van comfort en energieprestatie – door Prof. Gerard de Leede, project Herschel, Solarge
  • Evaluatie van infrarood panelen in de praktijk – door Pieter Lapré, IG Infrarood
  • Ervaringen Woningcorporatie met energielabels en infraroodverwarming – door Chris Theuws, Woningstichting Zeeuwland
  • Belang en noodzaak infrarood verwarming in Modulaire bouw – door Mark van de Ven, Modulair Nederland
  • Installatiepraktijk infraroodverwarming – door Bart-Jan van Alebeek, Enirgy
  • IR-Verwarming Kansen, uitdagingen en bouwregelgeving – door Harm Valk, Nieman Raadgevende Ingenieurs

De boodschap van de bijeenkomst is duidelijk:

  • Infrarood verwarming is fysisch een ander mechanisme dan convectie verwarming
  • Wetenschappelijk onderzoek naar Building Energy Simulation (BES) heeft aangetoond dat infrarood verwarming met infrarood panelen tot goede comfort- en energieprestatie kan leiden.
  • De praktijk heeft het wetenschappelijk onderzoek gevalideerd en aangetoond:

– Dat infrarood verwarming energetisch goed kan presteren als hoofdverwarming
– Met relatief lage vermogen en aanzienlijk lagere vermogens dan bouwvoorschriften
– Beheersbare piekbelasting met automatisering en domotica
– Eenvoudige installatie, beheer en onderhoud

Door deze voordelen, gunstige energieprestatie, comfortprestatie én technisch-economische mogelijkheden, willen projectontwikkelaars, woningcorporaties en modulair bouwers aardgasvrij verwarmen met infrarood, echter… Doordat infrarood verwarming niet is opgenomen in de bouwregelgeving en bepalingsmethode voor energieprestatie van gebouwen, leidt een gunstige energieprestatie in de praktijk niet tot een verbetering in energielabeling.

Daarom is tijdens de bijeenkomst het ‘Manifest Opname van infraroodverwarming in de bouwregelgeving’ gepresenteerd. Hierin roepen de ondertekenaars, waaronder vele woningcorporaties, marktpartijen, brancheverenigingen en toonaangevende ingenieursbureaus, op om een verantwoord kader te ontwikkelen voor de toepassing van elektrisch infrarood verwarming. En de belemmeringen voor deze kansrijke oplossing vanuit de bouwregelgeving en normering van energieprestaties van gebouwen te doorbreken.

Deze terugblik biedt een samenvatting van de belangrijkste inzichten en conclusies van de kennisbijeenkomst.

Wat is infrarood verwarming en hoe werkt het?

Door: Walid Atmar, branchemanager IG Infrarood

Infrarood verwarming levert thermisch comfort door warmtestraling.  In fysische zin is infraroodstraling een elektromagnetische golf die zich onder het rode deel van het lichtspectrum bevindt. Het beweegt zich door de vrije ruimte met een golflengte van 780 nm tot 1 mm. Alle warme voorwerpen geven infraroodstraling af. Hoe warmer het oppervlak, hoe korter de golflengte en hoe hoger de intensiteit van de straling. Als infraroodstraling met oppervlakten in contact komt, leidt dat tot een opwarming van het oppervlak. Dit effect kan bij verwarming worden toegepast als directe en indirecte infrarood verwarming. Infrarood verwarming wordt gekenmerkt door de mate waarin het straling als warmteoverdracht benut, ofwel de stralingsefficiëntie. Een belangrijke definitie van infrarood verwarming is opgenomen in IEC 60675-3:2020: Elektrische directe ruimteverwarming voor huishoudelijk gebruik – Methoden voor het meten van de prestaties Deel 3: Aanvullende bepalingen voor het meten van de stralingsefficiëntie. De norm omschrijft een meetmethode voor de bepaling van de stralingsefficiëntie en definieert dat alleen een afgifte met stralingsefficiency ≥40% = als infrarood gedefinieerd mag worden. Daarmee zijn elektrische infrarood panelen de meest effectieve vorm van infrarood verwarmen. De branche heeft een keurmerk ontwikkeld die dit moet borgen: de Quality Label Infrared.

Onderzoek heeft aangetoond dat de fysische werking van infrarood verwarming kan leiden tot energetisch en ecologisch verantwoord verwarmen van woningen, wat essentieel is voor de duurzaamheidsdoelstellingen van Nederland.

HERSCHEL – Harnessing Effective Radiation Solutions with Comfortable Heated Energy Levels

Door: Prof. Gerard de Leede, chief technology officer (CTO) en co-founder van Solarge. Hiervoor was hij CTO bij Heijmans en deeltijd hoogleraar Smart Energy aan TU/Eindhoven

Comfortabele huisvesting behoort tot de basisbehoeften van de mens. Comfort wordt bepaald door verschillende factoren (o.a temperatuur, luchtverplaatsing, warmtestraling, persoonlijke gemoedstoestand, en toegepaste ventilatie), die elkaar ook beïnvloeden. Energie en comfort zijn onlosmakelijk met elkaar verbonden, daarom is het relevant om efficiënt tot een gewenst comfortniveau te komen. Met efficiënt wordt bedoeld; tegen de laagste energie(kosten) een gewenst comfortniveau te behalen. Hiervoor is de voorspelbaarheid essentieel. Binnen ‘HERSCHEL’ is onderzoek gedaan naar het realiseren van een gewenst comfortniveau tussen de verschillende warmteopwekkers (i.e. warmtepomp en infrarood paneel).

  • De BES-simulaties zijn succesvol gevalideerd met behulp van praktijkmetingen in leegstaande en bewoonde woningen en doormiddel van metingen in de klimaatkamer.
  • Uit de metingen is gebleken dat de infraroodpanelen een woning gelijkmatig op de doeltemperaturen volgens Besluit Bouwwerken Leefomgeving (BBL) kunnen houden.
  • De doeltemperaturen kunnen met een relatief laag piek wattage behaald worden.
  • De piek wattages liggen significant lager dan gecalculeerd volgens de ISSO 51 normering.
  • De woning kan worden verwarmd met een relatief laag kWh-verbruik op jaarbasis.
  • Uit de BES-simulaties en de vragenlijsten blijkt dat het comfortniveau van de bewoners gewaarborgd kan worden wanneer het infrarood verwarmingssysteem goed berekend en gepositioneerd wordt in de ruimte.

Met de opgedane kennis zijn een veelheid van woningen uitgerust met infrarood verwarming (panelen) als hoofdverwarming, waar praktijkdata van beschikbaar is.

Evaluatie van Infrarood Panelen in de praktijk

Door: Pieter Lapre, lid branchevereniging IG Infrarood en participant Herschel onderzoek

Er zijn diverse projecten verduurzaamd met infrarood verwarming als hoofdverwarming. Het is daarbij interessant om te beschouwen wat de energieprestatie is in de praktijk. Daarvoor is een praktijkonderzoek gedaan, waarbij de data is beschouwd van projecten van diverse woningcorporaties: 56 appartementen, 1 tussenwoning en 1 hoekwoning.

De praktijkevaluatie bevestigd de stand der wetenschap: verwarmen van woningen met infrarood panelen als hoofdverwarming kan, met aanzienlijk lagere vermogens dan de huidige bouwvoorschriften en daarmee met een aanzienlijk betere energieprestatie. De woningen die in de praktijk zijn gemonitord zouden volgens de ISSO51 (Warmteverliesberekening voor woningen en woongebouwen) aanzienlijk meer vermogens nodig hebben dan in de praktijk nodig is. Dit komt doordat de gangbare bouwvoorschriften en normen geen rekening houden met de fysische werking van infrarood verwarming.

Ervaringen Woningcorporatie met energielabels en infraroodverwarming

Door: Chris Theuws, Interim directeur-bestuurder Woningstichting Zeeuwland

De onderwaardering van de energieprestatie van infrarood verwarming heeft grote gevolgen voor de praktijk. Het energielabel is daarbij van groot belang, omdat het een groot aandeel heeft in de woningwaardering volgens het Woningwaarderingstelsel (WWS). Woningcorporaties bereiken deze doelen door woningen te isoleren en meerdere toepassingen voor duurzaam verwarmen. Daarbij moeten afwegingen gemaakt worden voor de toepassing van technische oplossingen. Woningstichting Zeeuwland presenteert het volgende afwegingskader, waarbij ook een beoordeling is gedaan van infrarood verwarming, wanneer aan randvoorwaarden van lage warmtevraag voldaan zijn.

De praktijkervaring is dat bewoners tevreden zijn over infraroodverwarming en dat de energielasten laag zijn in situaties die voldoen aan bepaalde randvoorwaarden. Woningcorporaties willen deze techniek daarom toe kunnen passen bij woningen die voldoen aan de randvoorwaarden.

Echter is de energielabeling een grote belemmering. Een betere energieprestatie met infrarood verwarming leidt niet vanzelfsprekend tot een verbeterd energielabel. Ondanks de technische, economische en energetische voordelen in praktijk, belemmert dit woningcorporaties van aardgasvrij verwarmen met infrarood. Daar moet verandering in komen. Een vergelijkbare problematiek speelt bij de bouw van modulaire huisvesting.

Infrarood verwarming in modulaire bouw

Door: Mark van de Ven, Modulair Nederland, VDL De Meeuw

In Nederland worden veel gebouwen gerealiseerd in de vorm van kantoren, onderwijs en opvang. Deze bouwwerken worden vanwege economische redenen voorzien van elektrische radiatoren als keuze voor verwarming. De ervaring van Modulair Nederland is dat in dergelijke gevallen, infrarood verwarming c.a. 45% beter presteert. Echter, omdat er vanuit de bouwregelgeving en normering van energieprestatie gebouwen geen energetisch onderscheid is tussen elektrische radiatoren (convectieverwarming) en elektrische infrarood panelen (stralingsverwarming), zal de financiële afweging leidend zijn. Een normatief onderscheid zou helpen om de beste toepassing voor juiste situatie voor te kunnen schrijven. Volgens Modulair Nederland biedt infrarood verwarming kansen voor tienduizenden modulaire bouwwerken in de praktijk, die energetisch beter kunnen presteren met infrarood verwarming en tot aanzienlijke lagere vermogens en piekbelasting leiden.

Ook Modulair Nederland pleit voor de noodzaak en urgentie van erkenning voor infrarood panelen door een normatief onderscheid tussen elektrische infrarood verwarming en convectieverwarming.

Installatiepraktijk infraroodverwarming: regeling en mitigeren piekbelastingen

Door: Bart-Jan van Alebeek, Enirgy

Infrarood panelen zijn geen werktuigbouwkundige installaties, maar elektrische installaties. Dat biedt in de praktijk de volgende voordelen:

  • Installatietijd is gemiddeld 1 uur per paneel
  • Er is weinig onderhoud nodig
  • De panelen hebben een lange levensduur
  • Diagnostiek & service is op afstand mogelijk d.m.v. domotica sturing
  • problematische gelijktijdigheid uit te programmeren met domotica
  • Domotica/EMS helpt netcongestie te voorkomen

Domotica en automatisering in combinatie met elektrische infrarood verwarming biedt flexibiliseringsmogelijkheden waarmee netcongestie vermeden kan worden. Doordat elektrische infrarood panelen relatief snel op kunnen warmen en daarmee snel comfort kunnen leveren, kan in tijden van piekvraag door slimme vraagsturing een gedeelte van de panelen uitgeschakeld worden. Aan/uit schakeling met infrarood panelen heeft geen nadelige gevolgen voor de levensduur en geen noemenswaardige nadelen voor de comfortbeleving.

Knelpunten Infrarood Panelen als hoofdverwarming vanuit bouwregelgeving

Door: Harm Valk, Nieman Raadgevende Ingenieurs

Infrarood verwarming is fysisch een ander principe dan convectieverwarming.  (Praktijk) Onderzoek heeft aangetoond dat wanneer aan de juiste randvoorwaarden wordt voldaan, de energetische prestatie als gevolg van het fysisch principe van straling zeer gunstig is. Woningcorporaties, projectontwikkelaars en modulair bouwers willen daarom infrarood verwarming kunnen toepassen om woningen van het aardgas af te halen. De bouwregelgeving is echter een grote belemmering. Ingenieursbureau Nieman heeft onderzocht waar en waarom bouwregelgeving knelt met de praktijk van infrarood verwarming. Omdat er geen normatief onderscheid is tussen elektrische infraroodverwarming en directe elektrische convectieverwarming leidt toepassing van infrarood verwarming tot:

  • Een relatief ongunstige BENG-score en energielabel
  • Te veel voorgeschreven vermogen, daaruit volgend
    • Te veel PV om aan de BENG3-eis te voldoen, waarvoor in veel situaties te weinig oppervlak is

Ingenieursbureau Nieman heeft daarbij twee eenvoudige voorbeeldberekening gemaakt die laten zien dat in woningconcepten met infrarood verwarming vs. w/w-warmtepomp, tussen 3 en 4 labelstappen verschil zit, terwijl de praktijk heeft uitgewezen dat infrarood verwarming energetisch gelijkwaardig of beter zou presteren.