Stralingsverwarming: gezonde warmte met minder energie door Kris de Dekker

Anker_Die_Bauern_und_die_Zeitung_1867In tegenstelling tot luchtverwarming kan stralingsverwarming (zoals de tegelkachel hierboven) lokaal verwarmen. Die Bauern und die Zeitung, een schilderij door Albert Anker, 1867.

Het is de afgelopen maanden relatief rustig geweest op Lowtech Magazine, en dat heeft alles te maken met een boek over stralingsverwarming, dat op 5 februari wordt gepubliceerd bij uitgeverij Eburon. De Nederlandse stichting De Twaalf Ambachten vroeg me vorig jaar om hun Stralingswarmtegids uit 1980 te actualiseren. Het is uiteindelijk een geheel nieuw boek geworden, waarin veel tijd en onderzoek is gekropen.

Het verwarmen van gebouwen in Nederland kost maar liefst 20 tot 25% van het totale primaire energieverbruik. Daarmee is warmtevoorziening in gebouwen een minstens even grote slokop van fossiele brandstoffen als het transport. We zijn het normaal gaan vinden dat we alle lucht in een gebouw opwarmen om ons comfortabel te houden. Maar dat is net zo efficient als het gebruik van 1.500 kg staal om een persoon van A naar B te transporteren.

In het boek wordt een alternatief gepresenteerd, geïnspireerd door een historische manier van verwarmen maar aangevuld met moderne technologie. Een algemeen gebruik van stralingsverwarming zou niet alleen het energieverbruik terugdringen, maar ook het binnenklimaat en het thermisch comfort verbeteren.

Stralingswarmte is een controversieel en slecht begrepen onderwerp. Er worden tegenstrijdige meningen verkondigd en er wordt soms met religieus fanatisme over gediscussieerd. De wetenschap achter stralingswarmte is bijzonder complex en de regulering en normering lopen achterop. Er zijn commerciële belangen mee gemoeid.

Toen Sietz Leeflang van De Twaalf Ambachten mij vroeg om een heruitgave van de stralingswarmtegids te schrijven, moest ik dus even nadenken. Na enig beraad heb ik de opdracht aanvaard, omdat Sietz mij de garantie bood dat ik mij geheel op wetenschappelijke literatuur mocht beroepen, in een poging om een zo objectief mogelijk verhaal te schrijven over stralingswarmte.

Er is verrassend veel wetenschappelijk onderzoek verschenen in de afgelopen vijf tot tien jaar, niet zelden door internationaal gerenommeerde Nederlandse wetenschappers, en de resultaten daarvan komen uitgebreid aan bod. Het nieuwe boek, dat meer dan twee keer zo dik is als de oorspronkelijke Stralingswarmtegids, is dan ook een geheel nieuwe uitgave geworden. Ideeën en concepten die in 1980 nog op hypotheses en kleinschalige experimenten steunden, kunnen vandaag met wetenschappelijk bewijs hard worden gemaakt, of weerlegd.

Energieverkwistend

Meer dan 85% van de woningen in Nederland beschikt intussen over centrale luchtverwarming. Luchtverwarming verkwist bijzonder veel energie, omdat het volledige volume aan lucht in een ruimte moet worden opgewarmd, ongeacht hoeveel personen er zich in de ruimte bevinden. Daarbij heeft warme lucht de vervelende eigenschap om naar het plafond te stijgen, waar ze van geen enkel nut is. Kortom, slechts een miniem deel van het energieverbruik van de centrale verwarming wordt nuttig gebruikt voor het verwarmen van mensen.

Opmerkelijk is ook dat luchtverwarming ondanks het hoge energieverbruik niet het gewenste resultaat oplevert, zeker niet als meerdere mensen dezelfde ruimte delen: uit onderzoeken in kantoren en openbare gebouwen blijkt dat ongeveer 1 op 2 personen ontevreden is met het thermisch milieu. Ze hebben het te warm of te koud, ze klagen over slechte ventilatie, of ze worden ziek.

800px-Auf_dem_Ofen_1895

 Auf dem Ofen, een schilderij van Albert Anker, 1895

We hebben een efficiëntere, comfortabelere en gezondere oplossing nodig, en die bestaat: stralingsverwarming. Een stralingswarmtebron brengt energie rechtstreeks over naar de mens, zonder dat daarvoor eerst alle lucht in de ruimte moet worden opgewarmd. Er kunnen microklimaten worden gecreëerd, wat uiteraard veel energie-efficiënter is.

Omdat stralingsverwarming mensen rechtstreeks kan verwarmen, verhoogt bovendien het thermisch comfort in spectaculaire mate. Luchtverwarming creëert een relatief homogeen klimaat, terwijl mensen verschillend zijn: niet iedereen heeft het even snel warm of koud, niet iedereen draagt dezelfde kleren, en niet iedereen voert precies dezelfde activiteiten uit.

In een gedeelde ruimte is de regeling van de centrale verwarming dus altijd gebaseerd op een compromis, waarbij onmogelijk iedereen tevreden kan zijn. Met stralingswarmte kan daarentegen iedereen het thermisch milieu vinden dat bij hem of haar past. Bovendien gaat stralingsverwarming veel beter samen met natuurlijke ventilatie, omdat ventilatie en verwarming geen gebruik maken van hetzelfde medium (lucht).

Opmerkingen bij eerdere artikels

In 2014 publiceerden we twee artikels over stralingsverwarming op Lowtech Magazine: “Efficiënt verwarmen zonder thermische isolatie” en “Een tegelkachel in het stopcontact“. Het waren de meest gelezen en meest becommentariëerde artikels van het jaar, en de reacties erop hebben in niet onbelangrijke mate bijgedragen aan de kwaliteit van het nieuwe boek — het dankwoord aan de lezers van LTM bij het begin van het boek is dus niet misplaatst. Hoewel ik uiteraard hoop dat jullie allemaal het boek gaan kopen, wil ik alvast reageren op twee veelgehoorde commentaren bij die eerdere artikels.

Een aantal mensen stelde zich vragen bij de studie van de Technische Universiteit Kaiserslautern, die concludeerde dat elektrische infraroodverwarming — de meest recente stralingsverwarmingstechnologie — beter scoorde dan gasverwarming in een ongeïsoleerd huis uit 1930. Die kritiek is grotendeels terecht, al is er op zich niets mis met de studie. De resultaten ervan zijn wel degelijk geldig, maar alleen voor Duitsland en alleen voor een ongeïsoleerd huis.

Als we de Nederlandse elektriciteitsproductie als uitgangspunt nemen, waar de productie van 1 kWh elektriciteit gemiddeld 2,39 kWh primaire energie kost, dan zou elektrische infraroodverwarming in dezelfde situatie nauwelijks een energiebesparing opleveren in vergelijking met gasverwarming. De efficiëntie van elektrische infraroodverwarming is dus in grote mate afhankelijk van hoe de elektriciteit wordt opgewekt. Omdat luchtverwarming extra nadelig is in een ongeïsoleerd huis, is ook de isolatiegraad van de woning een belangrijke factor.

Infraroodverwarming easythermElektrische stralingsverwarming kan zowel voor een verhoging als een verlaging van het energieverbruik leiden. Foto: EasyTherm.

Belangrijker is evenwel dat het gebruik van elektrische stralingsverwarming een andere manier van verwarmen vereist, die de onderzoeker niet heeft bestudeerd. Het grote voordeel van elektrische stralingsverwarming is dat ze zeer snel warmte kan leveren. Aangezien ze, net als andere stralingswarmtebronnen, ook nog eens zeer lokaal kan verwarmen, ontstaat de mogelijkheid om alleen maar te verwarmen waar en wanneer dat nodig is.

Dat maakt elektrische stralingsverwarming bijzonder geschikt voor minder frequent gebruikte ruimtes, waar op die manier zeer veel energie kan worden bespaard. Wordt de technologie ingezet voor doorlopende verwarming, dan dient er lokaal te worden verwarmd en hangt de energiebesparing af van (onder meer) de omvang van de ruimte en het aantal gebruikers ervan.

Van zodra elektrische stralingsverwarming wordt ingezet voor het continu verwarmen van grotere delen van een ruimte of gebouw, zoals dat in de Duitse studie gebeurt, verdwijnt het efficiëntievoordeel en kan er beter voor andere technologie worden gekozen.

Thermisch isolatie en stralingswarmte

Er kwam ook veel kritiek op de stelling dat stralingsverwarming het mogelijk maakt om efficiënt te verwarmen in een ongeïsoleerd huis. Nochtans blijft deze stelling overeind. Stralingsverwarming is een bijzonder interessant alternatief voor thermische isolatie voor het nog steeds zeer grote aandeel ongeïsoleerde woningen in Nederland en Vlaanderen. Er kan minstens evenveel energie mee worden bespaard als met na-isolatie, en dat zonder grote investeringen, bouwtechnische risico’s, of ingrijpende verbouwingen.

Hooded chair 2Een voorbeeld van lokale isolatie uit de pre-industriële tijd: een zitmeubel met hoge rug. De voorkant van het lichaam werd rechtstreeks aangestraald door een haardvuur, terwijl de achterkant beschermd was tegen tocht en lage temperaturen van de omgeving.

Maar ook hier geldt, ongeacht de gebruikte stralingswarmtebron: er moet zo lokaal mogelijk worden verwarmd. De grote temperatuursverschillen die op die manier ontstaan (“stralingsassymetrie”) kunnen worden opgevangen door lokale isolatie, een technologie die in vroegere tijden zeer belangrijk was maar nu volledig is vergeten.

Door het combineren van lokale stralingswarmte en lokale isolatie kunnen in een ongeïsoleerd huis bijzonder comfortabele microklimaten worden gecreëerd. Als deze principes radicaal worden toegepast, dan kan het energieverbruik voor verwarming in een ongeïsoleerd huis dat van een passiefhuis benaderen. Onze voorouders hadden overigens nog manieren om het thermisch comfort te verhogen, die in een moderne uitvoering alleen maar interessanter worden.

Het in vraag stellen van thermische isolatie joeg heel wat lezers van Lowtech Magazine de gordijnen in. Een kwart van het boek is dan ook volledig aan dit onderwerp gewijd. Ook staat er een volledig hoofdstuk in over reflecterende isolatie, die het comfort en de energie-efficiëntie van stralingsverwarming verder kan verhogen, maar desondanks niet het wondermiddel is dat er soms van wordt gemaakt.

Bestellen

BoekTot slot: ik heb mijn best gedaan om een zo objectief en foutloos boek te schrijven, maar ik ben uiteraard niet onfeilbaar. Daarom wil ik de lezers van het boek uitnodigen om hieronder hun opmerkingen, aanvullingen en correcties te publiceren. Die kunnen worden verwerkt in een eventuele tweede, herziene editie van het boek.

Stralingsverwarming — gezonde warmte met minder energie, Kris De Decker, Uitgeverij Eburon, 176 pp. (ISBN: 9789059729537) is te bestellen bij:

Bron: http://www.lowtechmagazine.be/2015/02/stralingsverwarming-gezonde-warmte-met-minder-energie.html