Header_1920x600_OekologGebaeudeZertifi-3_2

Investerings- en werkingskosten verminderen door waterbesparende kranen – ook bij LEED-, BREEAM- en DGNB-certificering.

15 minuten leestijd

Energie- en waterbesparing is niet alleen een cruciaal thema voor het heden en de toekomst. De energieomschakeling in gebouwen kan daarom alleen slagen met de hulp van de sanitaire branche. Een beperkter berekeningsdebiet bij alle tappunten, zoals gangbaar is bij ecologische gebouwcertificeringen zoals LEED, BREEAM en DGNB, draagt bij aan een beperkter waterverbruik en bij warm water ook aan een lager energieverbruik. De gevolgen van dergelijke maatregelen op de investeringskosten bij drinkwaterinstallaties werden onderzocht door Luca Güsgen, eigenaar van Güsgen Heizung Klima Sanitär in Soest, Noordrijn-Westfalen, in zijn bachelorproef. Hij werd bijgestaan door praktijkpartner en SCHELL-expert in drinkwaterhygiëne, dr. Peter Arens.

Bachelorproef over sanitaire sector onthult aanzienlijke besparingen bij de investeringskosten

De bachelorproef kan prat gaan op interessante resultaten die voor de sanitaire branche ingrijpend zijn. Luca Güsgen bepaalde, zoals dr. Peter Arens het formuleerde, ‘het economische potentieel van de misschien enige ecologische maatregel waardoor meteen investerings-, maar ook werkingskosten dalen zonder de drinkwaterhygiëne in gevaar te brengen’. Deze vakbijdrage in IKZ en het BundesBauBlatt bewijst tot 40 % gewichtsprocent besparingen bij buizen en verbinders en tot 40 % bij water- en afvalwaterkosten. De berekening gebeurde voor een gebouw met zes wooneenheden.

Analyse van klimaatgegevens van Duitse weerdienst als theoretische basis

Het thema van de bachelorproef voor inlevering aan de Fachhochschule Südwestfalen werd omschreven door dr. Peter Arens: ‘Drinkwaterinstallatie: de gevolgen van beperkt drinkwaterverbruik met het oog op toenemende eisen aangaande drinkwaterhygiëne’. In het theoretische deel van de proef analyseerde Luca Güsgen de klimaatgegevens van de Duitse weerdienst (DWD).

Meer hete dagen en hoger waterverbruik

De klimaatgegevens van DWD wijzen o.a. op een duidelijk stijgende lineaire trend van de temperaturen in de periode tussen 1881 en 2022 met 2,2 K extra (afb. 1). Er is echter nog geen trend vast te stellen voor een beperktere neerslaghoeveelheid: Op basis van het jaarlijkse gemiddelde van neerslaganomalieën in de periode van 1881 tot 2022 vermindert de hoeveelheid neerslag in Duitsland momenteel in de zomer minimaal, maar stijgt aanzienlijk in de winter (afb. 2 en 3).

Dat kan geruststellend lijken, maar volgens huidige klimaatmodelberekeningen moeten we bedacht zijn op 40% minder neerslag in de zomer en een toename in de herfst en winter, zo lezen we in de bachelorproef. De auteurs Krahe/Nilson (2020) concluderen dat de hoeveelheid neerslag echter in totaal met 2,5% zal toenemen. De beschikbare hoeveelheid water zal echter met 10% verminderen, aangezien er door de temperaturen meer verdamping optreedt op land- en wateroppervlakken. Daarenboven zal de landbouw beduidend meer water nodig hebben.

Mogelijke besparingen zonder de drinkwaterhygiëne te beïnvloeden

Voor deze achtergrond beoogde Luca Güsgen met zijn bachelorproef de nu reeds beschikbare mogelijkheden te bepalen om het waterverbruik in huishoudens te beperken. Dat moet gebeuren zonder aan comfort in te boeten of de drinkwaterhygiëne te beïnvloeden. Onvoldoende comfort bij het handenwassen en douchen of negatieve gevolgen voor de drinkwaterhygiëne zouden de aanvaardbaarheid en het nut van dergelijke besparingsmaatregelen namelijk in gevaar brengen.

LEED-, BREEAM- en DGNB-certificering – voorzichtig bij bestaande gebouwen

De drie grootste systemen voor de ecologische gebouwcertificering – LEED, BREEAM en DGNB – vereisen weliswaar een beperkter waterverbruik in nieuwe en bestaande gebouwen, maar houden daarbij geen rekening met het behoud van de waterkwaliteit. Afhankelijk van het certificeringssysteem is een beperkter waterverbruik goed voor 2,3 tot 10 % van het totaal aantal punten. Dr. Peter Arens heeft daarbij enkele opvallende bedenkingen: ‘Ik kan alleen waarschuwen om in bestaande gebouwen het mogelijke aantal liters bij aftapkranen te beperken tot het berekeningsdebiet dat bij de dimensionering van de leidingen aangenomen werd. Als bijv. het waterverbruik in een bestaand gebouw gehalveerd wordt, heeft dat gevolgen voor de drinkwaterkwaliteit. In de bestaande drinkwaterinstallatie is er dan door een gebrekkige afname – laten we het ons even visueel voorstellen – een ‘ophoping’ van drinkwater. Het gevolg daarvan is een hogere concentratie materiaalpartikels en een overmatige vermenigvuldiging van bacteriën.’

De drinkwaterexpert vult aan: ‘Bovendien moet men zich afvragen of een wastafelkraan met 1,32 l/min (zoals bij LEED) werkelijk meer water bespaart dan een met 3 l/min, omdat men altijd een zekere hoeveelheid water nodig heeft om bijv. zeep volledig van de handen af te spoelen. Het wassen bij een kraan met 1,32 l/min duurt gewoon langer, wat geen besparing is, maar enkel een duidelijk verlies van comfort.’ De besparingen die de certificering vereist, zijn daarom niet automatisch zaligmakend en zouden in bestaande gebouwen zelfs de drinkwaterhygiëne in gevaar kunnen brengen.

Bij planningen rekening houden met beperkt berekeningsdebiet (DIN 1988-300)

Om in nieuwe gebouwen aanzienlijk te kunnen besparen, moet rekening gehouden worden met een verminderd berekeningsdebiet van aftapkranen. Deze leiden tot ‘slankere’ en bijgevolg voordeligere drinkwaterinstallaties. Volgens tabel 2 van DIN 1988-300 zijn er drie groepen minimale stromingsdruk en berekeningsdebiet, waarvan de waarden in tabelvorm doorgaans alleen in de planningssoftware voor drinkwaterinstallaties opgeslagen zijn. In de voetnoot bij tabel 2 wordt echter bij ‘belangrijke opmerkingen’ vermeld dat het berekeningsdebiet boven of onder de waarden uit de tabel 2 kan liggen. En dat ontwerpers het werkelijke berekeningsdebiet in aanmerking moeten nemen, niet enkel wat in de software is opgeslagen:

‘Als de gegevens van de fabrikant voor de minimale stromingsdruk en het berekeningsdebiet onder de in de tabel genoemde waarden liggen, zijn er twee opties:

als de drinkwaterinstallatie om hygiënische en financiële redenen berekend moet worden voor de lagere waarden, moet dat met de opdrachtgever overeengekomen worden en moeten de voorwaarden voor het ontwerp van de aftappunten (minimale stromingsdruk, berekeningsdebiet) in de berekening opgenomen worden.

Wordt de drinkwaterinstallatie niet voor de lagere waarden ontworpen, moet rekening gehouden worden met de waarden uit de tabel. Als de gegevens van de fabrikant hoger liggen dan de waarden uit de tabel, moet de drinkwaterinstallatie op basis van de waarden van de fabrikant berekend worden.’

Werkelijk verbruik en berekeningsdebiet bij ‘witgoed’ in aanmerking nemen

Bovenop de beschikbaarheid van waterbesparende kranen, wc’s en urinoirs zijn ook het verbruik en het berekeningsdebiet van bijv. wasmachines en vaatwassers (‘witgoed’) vandaag beduidend lager dan op het moment waarop het berekeningsdebiet van dienstkranen in de tabel 2 van DIN 1988-300 genoteerd werd. Ook hier is nog ruimte voor besparingen, die ook tot een ‘slankere’ drinkwaterinstallatie leiden.

Economisch en ecologisch potentieel verhogen

Als in opdracht van de investeerder de vakplanoloog de drinkwaterinstallatie van een gebouw met een beperkt berekeningsdebiet beduidend slanker ontwerpt, kan het economisch en ecologisch potentieel aanzienlijk verbeteren: de veel kleinere afmetingen van buizen, verbinders, isolatie en buisbeugels beperken de investerings- en werkingskosten. Hierdoor is minder ruimte nodig in gescheiden kokers voor warm- en koudwaterleidingen, waardoor tegelijk de bruikbare vloeroppervlakte per verdieping toeneemt.

Praktijkvoorbeeld: nieuwe berekening van een gebouw met zes woningen

De bachelorproef van Luca Güsgen bevat een duidelijk praktijkvoorbeeld met berekeningen en mogelijke besparingen. Op basis van het berekeningsdebiet van in de handel beschikbare waterbesparende wastafelkranen en wc’s (tabel 1) en de waarden volgens tabel 2, DIN 1988-300, heeft hij een vergelijkende berekening gemaakt van een woongebouw met zes wooneenheden (afb. 4).*

Resultaten van de vergelijkende berekeningen

Uit de vergelijkende berekeningen blijkt hoe groot het ecologische potentieel is als geen vastgelegde waarden voor de dimensionering van de drinkwaterinstallaties worden gebruikt, maar reële waarden van waterbesparende kranen. In de tabellen 2 en 3 worden de resultaten van de vergelijkende berekeningen weergegeven. ‘We verwachten dat het spectrum van de buisafmetingen verschuift naar kleinere afmetingen. Op basis van de gebruikte koperen buizen in dit gebouw daalt het gebruik van koper met ca. 40 % gewichtsprocent. Vanuit ecologisch standpunt is dat niet min’, verklaart dr. Peter Arens. Zoals verder blijkt uit tabel 2 en 3 verschuiven de buislengtes van ca. 73 m bij DN 12 resp. 2,5 m bij DN 10 (berekeningsdebiet volgens DIN 1988-300) tot 35 m bij DN 12 en 69 m bij DN 10 (beperkt berekeningsdebiet).

‘Financieel gezien spelen deze besparingen helaas een beperktere rol dan het ecologische voordeel door minder materiaalverbruik. De enige reden: de kostprijs voor de afmetingen DN 10 bij buizen, verbinders, isolatie en buisbeugels (in totaal 21,13 EUR/m) verschilt nauwelijks van DN 12 (21,76 EUR/m). Dat komt omdat de afmeting DN 10 nog steeds vrij zelden ingezet wordt. Dat zou kunnen veranderen als DN 10 in de toekomst vaker gebruikt wordt’, zo verklaart dr. Peter Arens de resultaten.

In welke mate de investeringskosten in een groter gebouw zouden kunnen verminderen, toont een doorgedreven vergelijking van de twee grootste afmetingen. De afmeting DN 25 kan in dit gebouw met zes wooneenheden met een verminderd berekeningsdebiet volledig achterwege blijven en zelfs de afmeting DN 20 wordt qua lengte beperkt. De besparing voor deze twee afmetingen bedraagt ca. 78 %: voordien kostten deze 1.596 EUR, nu 358 EUR. De grote afmetingen buizen, verbinders, isolatie en buisbeugels vormen een buitenproportioneel deel van de kosten in grote gebouwen. Samenvattend kunnen we vaststellen dat ondanks bovengenoemde ongunstige randvoorwaarden de investeringskosten voor dit gebouw nog steeds ca. 17 % of ca. 642 EUR lager liggen. De basis voor deze vergelijking waren de brutoprijzen voor koperen buizen, persverbinders, isolatie en buisbeugels.

Overige aanzienlijke besparingen bij de werking

Andere besparingen zijn mogelijk bij de werking. Enerzijds verminderen door het beperktere waterverbruik rechtstreeks de jaarlijkse kosten voor water en afvalwater. Bovendien dalen de energiekosten, aangezien minder drinkwater verwarmd en bij circulatie op temperatuur gehouden moet worden. Deze energiekosten werden in het kader van de bachelorproef echter niet berekend. ‘Ze kunnen echter indirect afgeleid worden uit de beperktere waterhoeveelheid’, verklaart dr. Peter Arens. ‘Dat vermindert voor dit gebouw met ca. 40%, enkel berekend op basis van de gebruikte buismeters voor koperen buizen. Deze beperking van het watervolume met ca. 40% vermindert ook de waterhoeveelheid die bij een simulatie van de reglementaire werking, bijv. tijdens de vakantie, uitgespoeld moet worden.’ Om deze spoelingen niet handmatig te moeten uitvoeren, maar tijd- en waterbesparend automatisch te laten plaatsvinden, is het gebruik van een watermanagementsysteem, zoals SWS van SCHELL, aanbevolen.

Planning met beperkt berekeningsdebiet vermindert investerings- en werkingskosten

De drie grote systemen voor ecologische gebouwcertificering – LEED, BREEAM en DGNB – beschouwen drinkwater als afzonderlijke categorie in de zin van ‘waterbesparing’. Geen enkel van deze drie systemen houdt echter rekening met het thema drinkwaterhygiëne. ‘Daarom mag bij sommige uitspraken een vraagteken gezet worden’, stelt dr. Peter Arens. Zo kan bijv. in bestaande gebouwen de waterafname niet tot onder het berekeningsdebiet van DIN 1988-300 verminderd worden zonder de drinkwaterhygiëne in gevaar te brengen. Dat zou een ‘ophoping’ van drinkwater in de installatie en bijgevolg mogelijk gevaar voor de gezondheid kunnen veroorzaken. Daarom kan de waterafname in bestaande gebouwen door waterbesparing slechts in beperkte mate verminderd worden (zie ook hier).

Dr. Peter Arens geeft een voorbeeld: ‘Als op wastafels ‘oude’ kranen met een capaciteit van 8 tot 10 l per minuut zijn gemonteerd, zoals vaak in bestaande gebouwen het geval is, wordt vaak gewoon de straalregelaar vervangen en vermindert de capaciteit tot 4,2 l/min volgens tabel 2, DIN 1988-300 als de drinkwaterinstallatie op basis van tabel 2, DIN 1988-300, ontworpen werd.’

Voorts houdt geen van de drie systemen rekening met het enorme economische en ecologische potentieel door een beperking van het berekeningsdebiet, dus door een beperktere capaciteit van kranen. Bij een vakkundige planning van een nieuwe drinkwaterinstallatie volgens DIN 1988-300 zorgen deze dat de afmetingen van buizen, verbinders, isolatie en buisbeugels aanzienlijk kleiner kunnen zijn. ‘Daartoe moeten echter ook vakplanologen met deze beperkte waarden rekenen’, stelt dr. Peter Arens en concludeert: ‘In dat geval behoren de genoemde maatregelen voor waterbesparing tot de enkele ecologische maatregelen die de investerings- en werkingskosten beduidend doen dalen. Wat dat betreft, zouden voor de drie systemen deze besparende maatregelen expliciet vereist moeten worden door een verplichte dimensionering van de leidingen en gestimuleerd door een hoger aantal punten.’

* Opmerkingen bij de berekeningen
1) Voor de berekening van het gebouw gebruikte Luca Güsgen een Excelprogramma dat in de opleiding tot vakman door de handels- en ambachtskamer van Zuid-Westfalen (vestiging BBZ Arnsberg) ingezet wordt en voor verdere toepassingen in de sector doorgegeven wordt aan de deelnemers.
2) Als buismateriaal incl. de brutoprijzen voor de prijsvergelijking koos hij ‘Profipress’ van Viega, uitgevoerd als installatie met T-stukken volgens de Duitse DIN EN 806 en serieleidingen. Bij zijn berekeningen nam hij de kosten op basis van de lengte van de buizen en het isolatiemateriaal in aanmerking, evenals het aantal buisbeugels en de vier gangbaarste verbinders.
3) Bij de planning werd geen rekening gehouden met een circulatie van warm drinkwater tot de aftappunten uit hygiënische en energetische redenen, aangezien die meestal vermijdbare warmte binnenbrengt in voorwanden en sanitaire ruimtes en bijgevolg indirect ook in het koude drinkwater. Daarbij werd de nog steeds geldende ‘maximum 3-liter-regel’ voor aftakkingen toegepast (DVGW (A) W551).