Handreiking energiebesparen kerken 2022.

Handreiking energie besparen kerken Nijmegen 10 stappen op weg naar duurzame kerken in Nijmegen Juni 2022

1

10 stappen op weg naar duurzame kerken in Nijmegen

Colofon

Handreiking energie besparen kerken Nijmegen Juni 2022 Opgesteld door: OOM Advies Erfgoedontwikkeling in opdracht van gemeente Nijmegen

Ontwerp infographics: Edo Nauta Vormgeving: Colet Falke

2

Inleiding Als onderdeel van een toekomstgerichte visie op religieus erfgoed wil de afdeling Ruimtelijke Ontwikkeling van de Gemeente Nijmegen kijken hoe de energieprestatie van de kerken, met inachtneming van de monumentenstatus, op een verantwoorde manier is te verbeteren. Verduurzamingsmaatregelen zorgen niet alleen voor een beter milieu, maar ook voor lagere beheerskosten waardoor meer financiële ruimte wordt gegenereerd om monumenten goed te kunnen onderhouden. Vooral bij het religieus erfgoed is dit aspect van levensbelang. Het verantwoord omgaan met het energieverbruik is noodzakelijk om de exploitatiekosten te reduceren en nodig om kerken comfortabel en bruikbaar te maken zodat het gebouw het hele jaar door geëxploiteerd kan worden. Als eerste stap in de ontwikkeling van een goede visie op het verduurzamen van religieus erfgoed heeft de gemeente Nijmegen een Pilotproject geïnitieerd waarbij een aantal kerken werden onderworpen aan een onderzoek naar verantwoorde verduurzamingsmaatregelen met respect voor de monumentale status en bouwfysische en bouwtechnische kenmerken van de gebouwen. Het pilotproject heeft inzicht gegeven in het gebruik, de problematiek en de toekomstperspectieven van kerken in de gemeente Nijmegen.

Zo is gebleken dat grootschalige maatregelen voor de meeste kerkbesturen een dusdanig hoge investering vragen dat deze, ook met een aanzienlijke financiële bijdrage, maar mondjesmaat worden genomen (onzekere toekomst, door groot bouwvolume sprake van grote investeringen, etc.). Ook blijkt dat de meeste kerken behoefte te hebben aan inhoudelijke begeleiding bij de verduurzaming van hun gebouwen. Er is bij kerkbesturen niet altijd een goed beeld hoe de verduurzaming van de kerken moeten worden aangepakt. Juist omdat de energiekosten zo hoog zijn wordt hulp en stimulering erg op prijs gesteld. Reden om voor de gemeente Nijmegen een handleiding op te stellen met heldere informatie over het verduurzamen van religieus erfgoed. Hoewel monumenten maatwerk vragen, zijn bij kerkgebouwen veel overeenkomsten te constateren in de bouwtechnische opzet en bouwfysische kenmerken en de daaraan gekoppelde problematiek van verduurzaming. Zodoende is het mogelijk om oplossingsrichtingen aan te geven die voorveel kerken kunnen gelden. Met deze handleiding kunnen kerkbesturen een heel eind zelfstandig aan de slag en een toekomstgerichte strategie bepalen.

3

10 stappen op weg naar duurzame kerken in Nijmegen

1

Optimalisatie instelling verwarming

2

Optimalisatie bestaande systemen

3 Kierdichting en inrichting

4 Plaatselijk verwarmen

5 Gestuurde ventilatie

6 verwarmingssysteem

7

8 Klimaatbeheersing

9 Aardgasvrij

10 Elektriciteitsverbruik

Moderniseren

Isolatiemaatregelen

4

Leeswijzer Met deze handleiding worden kerken op weg geholpen om zelfstandig maatregelen te nemen zonder direct een adviseur in te schakelen. Daarbij gaat het in eerste instantie om kerken die in gebruik zijn als kerk en die eventueel een nevenprogramma hebben. Herbestemde kerken vragen om een andere benadering; energiebesparende maatregelen bij herbestemming zijn immers sterk afhankelijk van de nieuwe gebruiksfunctie en de wijze waarop deze wordt ingepast. In deze handleiding worden verschillende stappen behandeld waarbij wordt ingegaan op de aanpak, voordelen en eventuele nadelen, aandachtspunten en de gemiddelde investering en besparing. De volgorde van stappen is in samenhang met de gebruiksintensiteit en investering opgesteld: het begint bij kleinschalige maatregelen die zich snel terugverdienen en loopt op in omvang en kosten. Daarbij is rekening gehouden met de mate van gebruiksintensiteit. Stappen Blz 1.

Optimalisatie instelling verwarming

7

2.

Optimalisatie bestaande verwarmingssysteem

13

3.

Kierdichting en inrichting

19

4.

Plaatselijk verwarmen

25

5.

Gestuurde ventilatie 31

6.

Moderniseren verwarmingssysteem

7.

Isolatiemaatregelen 45

8.

Klimaatbeheersing 53

9.

Aardgasvrij 59

37

10. Elektriciteitsverbruik 65 Om te besparen op verwarmingskosten kan het volgende onderscheid worden gemaakt: •

Stap 1, 2, 3 en 4 → standaard te doorlopen

•

Stap 5 en 6

→ bij gemiddelde gebruiksintensiteit

•

Stap 7 en 8

→ bij hoge gebruiksintensiteit.

Aardgasvrij is een stap die voor iedere kerk kan gelden, ongeacht de gebruiksintensiteit. Het is een thema dat onherroepelijk ‘om de hoek komt kijken’ wanneer het bestaande verwarmingssysteem is afgeschreven. Ook het elektriciteitsverbruik is een onderwerp dat voor alle kerken van toepassing is.

5

De dagelijks voor het publiek toegankelijke Petrus Canisiuskerk in het centrum van Nijmegen.

6

10 stappen op weg naar duurzame kerken in Nijmegen

Stap

1

Optimalisatie instelling verwarming

Er valt bij kerken veel energie te besparen door een verbetering van de verwarmingsinstelling. Bij een groot aantal kerken ontbreekt een goed verwarmingsprotocol en wordt vaak inefficiënt met het bestaande systeem omgegaan. Zo is de opwarmtijd soms te lang of te kort en zijn de temperatuurinstellingen te hoog en/of niet afgestemd op de gebruiksintensiteit. Ook komt het voor dat de basis-temperatuur (de tempartuur wanneer er geen activiteiten zijn) te hoog is gekozen, waardoor onnodig veel energie verloren gaat.

7

Invloedsfactoren bij het optimaliseren van de instelling van de verwarming Type bestaand

Het type installatie of installaties (soms is een combinatie van syste-

verwarmings-

men toegepast) en de ouderdom hiervan bepalen voor een belang-

systeem

rijke mate de mogelijkheden om de verwarming af te stemmen op de vraag en het gebruik.

Omvang kerk

De omvang van een kerkgebouw speelt eveneens een grote rol bij een goede inregeling van de verwarming. Grotere kerken met een hoger volume hebben een langere opwarmtijd en vragen om een andere instelling dan kleinere en lagere kerken.

Programma

De gebruiksintensiteit en bezoekersaantallen zijn factoren die meewegen bij de instelling van een optimale inregeling van de kerkverwarming. Daarnaast is de hoedanigheid van de activiteit mede bepalend voor de comfortwens.

Voor een goede verwarmprotocol is een afstemming van het verwarmingssysteem op het gekozen programma en de gebruiksintensiteit van de kerk onontbeerlijk, maar ook de perioden tussen de activiteiten is belangrijk. Wanneer bijvoorbeeld twee dagen achter elkaar activiteiten plaatsvinden, kan voor de tussenperiode een hogere temperatuur worden aangehouden dan in een periode zonder verwarmde activiteiten omdat het doorgaans meer energie kost om een kerk weer op temperatuur te krijgen dan deze op een temperatuur te houden. De goede instelling is ook afhankelijk van het type/hoedanigheid van de activiteiten in de kerk. Bij een tentoonstelling zullen bezoekers rondlopen waardoor een lagere temperatuur afdoende is dan bij een activiteit waarbij mensen stil zitten zoals tijdens een dienst of concert. Ook is de tijdsduur van de activiteit van invloed.

8

Programma

Ruimte gebruik

Tijdsduur

Bezoekers-aantal

Comfortvraag

Voorbeeld gemiddelde temperatuurinstellingen kerk

Basis

hele ruimte

onbepaald

geen

geen

10o C

Basistempratuur

hele ruimte

tot 16 uur

geen

geen

14o C

beperkt en hele

2 uur

gering

beperkt

17o C

bij een intervalperiode korter dan 16 uur Dienst

ruimte Tentoonstellingen

hele ruimte

onbepaald

variabel

beperkt

17o C

Concert, voorstel-

beperkt en hele

2 tot 3 uur

gering tot hoog

hoog

19o C

ling, lezing

ruimte

Congressen, beur-

hele ruimte

3 tot 6 uur

hoog

hoog

19o C

beperkt

n.v.t.

gering

variabel

10 - 14° C

zen, evenementen Kleine diensten; repetities etc. (in combinatie met lokale verwarming)

Aanpak

bijbehorende comfortwens. Bij kleinere gezelschappen kan er

Na een inventarisatie van de activiteiten, frequentie van de activiteiten en de bestaande temperatuurinstellingen en opwarmtijd, kan in samenspraak met een installateur een optimale inregeling en een verwarmingsprotocol worden opgesteld. Hieraan kan vervolgens een automatische verwarmingsinstelling worden gekoppeld die per activiteit een vaste basis-,

ook voor worden gekozen om niet de gehele kerk te verwarmen maar alleen lokaal, daar waar de activiteit plaatsvindt, te verwarmen (zie Stap 3). Opwarmtijd Schade aan het interieur als gevolg van de opwarming, is ook

gebruikstemperatuur en opwarmtijd hanteert.

te voorkomen door geleidelijk op te warmen. Zo zou bij lucht-

Instelling temperatuur

inblaassnelheid kunnen worden gekozen om minder sterke

Een goed uitgangsprincipe is de temperatuurinstelling niet te hoog te kiezen met een niet te hoge opwarmsnelheid. Lagere tempraturen leiden over het algemeen minder snel tot problemen en hebben als bijkomend voordeel dat de energiekosten minder hoog zullen worden. Een lagere temperatuur betekent echter een minder behaaglijke ruimte. Het is daarom van belang een goede balans te vinden tussen het gewenste comfort, het energieverbruik en het behoud van de kerk. Afhankelijk van de activiteit kan een (verantwoorde) maximale temperatuur worden ingesteld die voldoet aan de ondergrens van de

9

verwarming voor een lagere inblaastemperatuur en een hogere thermische stratificatie te krijgen. Een hogere inblaassnelheid leidt echter sneller tot tocht waardoor het aan te bevelen is om deze maatregel vooral gedurende de opwarmtijd toe te passen. Na het bereiken van de gewenste temperatuur en bij aanvang van de activiteit zou de inblaassnelheid weer kunnen worden verlaagd en de inblaastempratuur worden verhoogd. Verder kan, afhankelijk van het type verwarmingssysteem, 45 tot 15 minuten voor het einde van een activiteit de verwarming alvast op de lage stand worden gezet. Systemen zoals luchtverwarming koelen hierbij sneller af dan bijvoorbeeld radiatoren en (watergevoerde) vloerverwarming.

Aandachtspunten

Aanbevolen waarden bij binnenklimaat 1 Basis temperatuur

8-12o C

Maximale temperatuur

20o C

Thermische stratificatie

Maximale opwarmsnelheid

2 C/uur

Warme lucht stijgt op waardoor het bovenin de kerk meestal

Relatieve luchtvochtigheid (Rv)

45-75 %

warmer is dan bij de grond. Dit verschijnsel heet thermische

Maximale verandering Rv per dag

10 %

stratificatie. Daarnaast kan warme lucht meer vocht bevatten

Maximale verandering Rv per jaar

30 %

dan koude lucht, waardoor de relatieve luchtvochtigheid bij

o

opwarming van de kerk sterk daalt. Hierdoor kan het hoger Schellen, H.L., Heating monumental churches: indoor climat and preservation of cultural heritage, dissertation TU Eindhoven, 2002. 1

in de kerk erg warm en droog zijn waardoor risico op schade (scheurvorming) ontstaat bij monumentale orgels en houten onderdelen. Daarom is het bij de verwarminginstelling van belang dat rekening wordt gehouden met de temperatuurver-

Meten is weten Het is aan te bevelen om meetapparatuur in de ruimte te plaatsen die de temperatuur en relatieve luchtvochtigheid registreren. Gecombineerde verwarmingssystemen Bij de aanwezigheid van verschillende verwarmingssystemen (meerledige verwarming) is het aan te bevelen om goed inzichtelijk te krijgen hoe de verschillende onderdelen worden gebruikt en hoe ze gezamenlijk functioneren. Zo is het bij een combinatie van vloer- en luchtverwarming, vaak beter om de vloerverwarming als basisverwarming in te zetten en de luchtverwarming te gebruiken om de ruimte te verwarmen tot een hogere gebruikstemperatuur.

deling en de bijbehorende relatieve luchtvochtigheid.

Temperatuur vloerverwarming Bij vloerverwarming treedt minder thermische stratificatie op; vloerverwarming geeft immers voor een groot gedeelte stralingswarmte af en iets minder convectiewarmte (ca. 70% stralingswarmte en 30% convectiewarmte) waardoor de temperatuur bovenin de kerk minder erg zal oplopen. Met name bij grotere en hoge kerken wordt de vloerverwarming vaak hoog ingesteld om voldoende comfort te bereiken. Het nadeel van een (te) hoge vloertemperatuur is dat het tot ongewenste luchtstromen en sterkere koudeval kan leiden die aanvoelt als tocht (thermisch gedreven luchtstromingen). Naarmate het verschil tussen de vloer- en de luchttemperatuur groter wordt, zal de intensiteit van luchtstromen groter zijn (hogere luchtsnelheden) en is het sneller onbehagelijk. Vandaar dat het aan te bevelen is de vloertemperatuur niet te hoog te kiezen. Ook is een gelijkmatig verwarmde vloer meer ideaal dan plaatselijke vloerverwarming omdat op de overgang sterke luchtstromen kunnen ontstaan.

Ouderdom installatie Soms kan het beter inregelen van de verwarming lastig zijn als er sprake is van een oudere verwarmingsketel of warmtewisselaar die niet communiceert met een nieuwe regeling of regelkast. Het is dan zoeken naar de beste optimalisatie voor het systeem, of het noodzaakt tot meer handmatig instellen (wat in de praktijk niet altijd goed uitpakt). Bij sterk verouderde installaties moet dan ook nagedacht worden over de keus tussen reviseren, aanpassen of het volledig vervangen van een installatie (zie Stap 5).

10

Gemiddelde investering en gemiddelde besparing Een verlaging van de basis en/of gebruikstemperatuur met slechts 1 of 2 graden levert op jaarbasis al een aanzienlijke kostenbesparing leveren (2 tot 15%). Met een betere inregeling van de bestaande verwarming, afgestemd op het gebruik en een duidelijk verwarmingsprotocol, kan afhankelijk van de situatie 10 tot 15% op het energieverbruik worden bespaard. De optimalisatie vraagt om een gemiddelde investering tot €1.500,- met een terugverdientijd van 0 à 2 jaar.

11

Orgel van de Stevenskerk in Nijmegen. Hoge temperaturen, lage relatieve luchtvochtigheid en snelle opwarming kunnen ernstige schade toe brengen aan een orgel.

Leidingisolatie en het aanbrengen van isolerende mantels bij kranen en koppelingen voorkomt veel onnodig warmteverlies.

12

10 stappen op weg naar duurzame kerken in Nijmegen

Stap

2

Optimalisatie bestaande systemen

Bestaande verwarmingssystemen kunnen vaak worden geoptimaliseerd met kleine aanpassingen, waardoor relatief eenvoudig en direct energie wordt bespaard. Zo zorgt leidingisolatie of een betere warmteverdeling in de ruimte al voor een aanzienlijke besparing.

13

Invloedsfactoren bij het optimaliseren van het bestaande verwarmingssysteem Type bestaande

Het type installatie bepaalt welke kansen er bestaan om een

verwarmingssysteem

eventuele verbetering aan te brengen.

Opbouw kerk en systeem

In voorkomende gevallen zijn verwarmingsleidingen of luchtkanalen onder vloeren niet of erg moeilijk te bereiken.

Aanpak Afhankelijk van het type verwarmingssysteem zijn de relatief kleinschalige verbeteringen doorgaans eenvoudig uit te voeren en geven ze direct een besparing. De maatregelen kunnen in samenspraak met een installateur worden doorgevoerd; isolerende maatregelen kunnen eventueel zelfstandig worden doorgevoerd. Waterzijdig inregelen verwarmingssysteem Bij verwarmingsinstallaties met radiatoren, convectoren en/ of watergevoerde vloerwarming kan het voorkomen dat de doorstroming van het verwarmingswater niet optimaal is. Sommige onderdelen krijgen hierdoor minder warm water dan andere onderdelen, waardoor de installatie inefficiënt wordt. Een oplossing is de installatie door een installateur waterzijdig in te regelen waardoor de warmteverdeling verbetert. Een betere doorstroming van het water komt de warmteafgifte en warmteverdeling tussen de onderdelen ten goede, en leidt tot een energiebesparing en een comfortverbetering. Verdeling luchtverwarming Veel bestaande luchtverwarmingssystemen zijn uitgerust met één aanvoerrooster en meerdere afzuigroosters. Door deze constructie ontstaat het risico op een slechte warmteverspreiding waardoor aanzienlijke temperatuurverschillen

Leidingisolatie Een relatief eenvoudige maatregel om het energieverlies in kerken te beperken, is de toepassing van leidingisolatie voor verwarmingsbuizen, koppelingen en kranen van verdeelstations, en de aan- en afvoerkanalen van de luchtverwarming. Verder beperkt de toepassing van radiatorfolie bij radiatoren (en convectoren) het warmteverlies naar de omliggende constructie. Slimme meters De toepassing van een zogenaamde ‘slimme thermostaat’ heeft het voordeel dat naast de aansturing van de verwarmingsinstallatie ook storingen worden gemeld en eventueel gegevens worden geregistreerd over de luchttemperatuur en relatieve luchtvochtigheid in de kerk. Het systeem is vanaf een afstand te bedienen, en bij meerdere ruimtes is de slimme meter te combineren met slimme radiatorkranen. De temperatuur kan dan per ruimte of zone worden geregeld, waardoor de verwarming nooit onnodig aan staat. Radiatorventilatoren De efficiëntie van meerwandige paneelradiatoren en convectoren is eenvoudig te verhogen met radiator- of convectorventilatoren. Deze ventilatoren springen automatisch aan als de radiator of convector warm wordt en weer uit als deze afkoelt.

kunnen optreden in de kerk. Het is dan aan te raden om met een zogenaamde rookproef te kijken hoe de luchtverdeling plaatsvindt. Wanneer de warmteverdeling ontoereikend is, kan dit vaak verbeterd worden door de plaatsing van extra inblaasunits of de plaatsing van kolommen met nozzles die een betere verspreiding van de inblaaslucht geven.

14

Aandachtspunt Ouderdom installaties Bij oudere installaties die op niet al te lange termijn worden gereviseerd, kan het zijn dat de maatregelen zich niet terug verdienen. Wanneer verdeelstations, leidingen en/of kanalen worden hergebruikt, hebben de investeringen uiteraard wel zin. Bij een beoogde revisering is het derhalve aan te bevelen om met een installateur af te stemmen over het nut van kleinschalige verbeteringen.

Gemiddelde investering en gemiddelde besparing Met leidingisolatie, waterzijdig inregeling en/of verbeterde verdeling luchtverwarming, radiatorventilatoren en andere voorzieningen die de efficiëntie van het verwarmingssysteem verhogen, kan 10 tot 15% op het energieverbruik worden bespaard. De optimalisatie vraagt om een gemiddelde investering van € 2000,- tot 5000,- met een terugverdientijd van 3 à 4 jaar.

Voorbeeld van radiatorventilatoren. Bron: Mijn Imact.

15

Het inblaas- en retourrooster in de Groenestraatkerk in

Een luchtinblaas-unit met nozzles voor een betere warm-

Nijmegen liggen dicht bij elkaar waardoor het risico op

teverdeling in de Stevenskerk in Nijmegen

‘kortsluiting’ ontstaat; het staat een goede warmteverdeling in de weg.

16

Ongeïsoleerde leidingen in de kruipruimte van de Canisiuskerk in Nijmegen; ze geven veel energieverlies.

17

Kieren bij de glazen deuren naar de kerkzaal van de Canisiuskerk in Nijmegen.

18

10 stappen op weg naar duurzame kerken in Nijmegen

Stap

3 Kierdichting en inrichting

Het toepassen van kierdichting en tochtportalen zijn relatief eenvoudige maatregelen waardoor veel energie wordt bespaard en een hoger comfortniveau kan worden bereikt. Kieren bij ramen en deuren leiden immers tot warmteverlies en soms tot ongewenste luchtstromen, wat ten koste gaat van het comfort. Ook het aanbrengen van deurdrangers voorkomt veel onnodige tocht en energieverlies.

19

Kerken zijn overwegend natuurlijk geventileerd. In veel kerken zorgen klepraampjes in grote glas-in-loodvensters voor de natuurlijke ventilatie maar ook de aanwezige naden en kieren, in combinatie met sparingen in de gewelven of het plafond. De ventilatie is hierdoor vaak ongecontroleerd waardoor bijvoorbeeld bij sterke wind een aanzuigende werking kan optreden bij de gewelven en tochtstromen ontstaan door de winddruk via kieren bij ramen en deuren. Naast kierdichting en het plaatsen van tochtportalen is ook met een goede inrichting van de kerk een hoger comfort te bereiken. Zo kan met het bankenplan of het plaatsen van stoelen rekening worden gehouden met bijvoorbeeld koudeval van ramen en luchtstromen in de kerk. Koudeval en/of luchtstromen werken immers sterk comfort verlagend. Invloedsfactoren bij kierdichting en inrichting Type sponning en draai-

Een deur of raam kan in een kozijn of in een steensponning

richting ramen en deuren

vallen. Het type sponning bepaald mede de oplossing. Daarnaast is de draairichting van de deur of raam van invloed op de gewenste oplossing. Bij naar binnen draaiende elementen kan het zijn dat de oplossing buiten moet worden aangebracht, wat het aanzicht mogelijk ongewenst wijzigt.

Bestaande indeling en

Veel kerken hebben een vast bankenplan waardoor de in-

inrichting

richting niet of nauwelijks is aan te passen. Kerken met losse stoelen hebben dit probleem uiteraard niet.

Type verwarming

Bij de inrichting moet rekening gehouden worden met luchtstromen die optreden bij luchtverwarming door de aanwezigheid van inblaasroosters, en luchtstromen bij een (te) hoge ingestelde vloerverwarming of gedeeltelijke vloerverwarming. Radiatoren of convectoren onder ramen voorkomen koudeval.

20

Aanpak

Aandachtspunt

Een relatief eenvoudige oplossing om de tochtwering te verbeteren, is het plaatsen van tochtstrips in de bestaande raam- en deursponningen. Bij een deur in de steensponning is kierdich-

Noodzakelijke ventilatie in de kerk Bij een verbetering van de kierdichting verdient de ventilatie

ting aanbrengen minder eenvoudig. Een mogelijkheid is de

van een kerk bijzondere aandacht. Ventilatie is noodzakelijk

steensponning uit te laten vullen met hoogwaardige construc-

voor het afvoeren van vocht om het gebouw in een goede

tiekit. Een andere oplossing is het plaatsen van een lat met een

conditie te houden en is noodzakelijk voor verse lucht voor

tochtstrip in de negge waardoor de naden worden afgedicht.

de gebruikers. Het volledig dicht maken van een kerkzaal is

Bij deuren met bommerscharnieren moet gecontroleerd wor-

derhalve ongewenst.

den of de rubberprofielen (of borstels) tussen de deuren nog

Ventilatievoorzieningen kunnen worden aangebracht in de

voldoende aansluiten. De grootste naden bevinden zich vaak

vorm van bijvoorbeeld roosters; roosters hebben het voordeel

aan de onderzijde van deuren. Hier kunnen tochtwerende bor-

dat de ventilatie beter beheersbaar is waardoor er afhankelijk

stels worden aangebracht of de meer duurzame en efficiënte

van de behoefte meer of minder kan worden geventileerd. Zo

variant, de zogenaamde valdorpel (komt automatisch naar be-

kan bijvoorbeeld tijdens activiteiten sterker geventileerd wor-

neden als de deur sluit en gaan weer omhoog wanneer de deur

den dan wanneer de kerk niet in gebruik is. Het gecontroleerd

opent). Uitgesleten (hardstenen) drempels kunnen echter een

en op basis van de behoefte lucht afvoeren betekent boven-

probleem geven. Als oplossing zou de drempel brute kunnen

dien veel minder warmteverlies. Bij deze maatregel is het

worden gehakt en worden aangeheeld met een reparatiemor-

raadzaam om vocht- en luchtkwaliteitmeters aan te brengen

tel of er kan een nieuw stuk natuursteen worden ingezet. In

om te controleren of de ventilatievoud afdoende is.

sommige gevallen is het mogelijk de drempel om te draaien. Buitendeuren die grenzen aan de kerkzaal zouden kunnen worden voorzien van een tochtportaal, eventueel van glas. Daarnaast is het van belang dat binnendeuren, die grenzen aan onverwarmde ruimtes, zoals traptorens, tochtportalen en vestibules, ook een kierdichting krijgen. Bij houten gewelven kan gekeken worden of de naden tussen de planken kunnen worden afgedicht met bijvoorbeeld tochtlatten of met touw (breeuwen). Bij gewelven met een hoge monumentale waarde kunnen dergelijke voorzieningen soms ongewenst zijn.

Gemiddelde investering en gemiddelde besparing Met kierdichting en tochtwerende voorzieningen kan 10 tot 20% op het energieverbruik worden gespaard. Kierdichting vraagt om een investering van € 4000,- tot 10000,- met een terugverdientijd van 5 à 8 jaar. De kosten voor een extra tochtportaal is afhankelijk van de aard en uitvoering en kan

Bij de inrichting van de kerk is het aan te raden om de plaatsing van de zitplaatsen af te stemmen op de aanwezigheid van koudeval en luchtstromen in de kerk. Wanneer mensen geen ‘tocht’ voelen hebben ze het sneller, dus bij een lagere temperatuur, behaaglijk. Wanneer de kerk is uitgerust met een vast bankenplan kan ervoor gekozen worden om zitplekken die minder comfortabel zijn, af te schermen.

21

derhalve sterk variëren.

Boven: kieren bij de glazen deuren naar de kerkzaal

Voorbeeld met schematische weergave van een lat met

van de Canisiuskerk in Nijmegen.

kierdichting aangebracht in de negge bij een deur die

Onder: voorbeeld van een tochtstrip voor glazen

in een steensponning is geplaatst.

deuren. Bron: Elton B.V.

22

Een warmtelek ter plaatse van een sparing in de gemetselde gewelven waardoor veel warmte verloren gaat.

Boven: aanzienlijke kier bij de onderzijde van een van de entreedeuren van de Groenestraatkerk in Nijmegen. Onder: voorbeelden van valdorpels die op of onder de deur kunnen worden gemonteerd. Ze komen automatisch naar beneden als de deur sluit en gaan weer omhoog wanneer de deur opent.

23

Voorbeeld van infrarood straler

24

10 stappen op weg naar duurzame kerken in Nijmegen

Stap

4 Plaatselijk verwarmen

Bij bepaalde activiteiten die kleinere bezoekersaantallen vragen, kan gekozen worden om niet de gehele kerkruimte te verwarmen maar dit alleen plaatselijk te doen. Door niet de gehele kerk te verwarmen maar alleen ter plaatse van de aanwezige bezoekers, wordt veel energie bespaard. Daarnaast is lokaal verwarmen gunstig voor het binnenklimaat aangezien er geen grote wisselingen optreden in de temperatuur en de relatieve luchtvochtigheid van de kerkzaal.

25

Plaatselijke verwarming bestaat meestal uit elektrische infra roodstralers (mobiel of vast) of bankverwarming zoals elektrisch verwarmde kussens, voetverwarming (cv-buis of -balk, elektrisch verwarmde platen) of een combinatie hiervan. Bij al deze soorten worden de aanwezige bezoekers rechtstreeks verwarmd waardoor ze zich met een lagere luchttemperatuur toch behaaglijk voelen. Het voordeel van de infrarood panelen of stralers is dat ze nauwelijks een opwarmtijd hebben en uit kunnen worden gezet bij het verlaten van de ruimte. Hierdoor wordt er alleen verwarmd op het moment dat iemand gebruik maakt van de ruimte. Invloedsfactoren bij plaatselijk verwarmen Bestaande inrichting en

Factoren die belangrijk zijn voor de keuze van een plaatselijk ver-

activiteiten

warmingssysteem zijn de locatie van de activiteit en de vorm van de activiteit. Zitten de bezoekers op een vaste plek of bewegen zij door de ruimte. Heeft de kerk vaste banken of stoelen. Welke mogelijkheden bestaan er om armaturen of elementen aan te brengen of op te hangen en de daaraan gekoppelde afstand van de verwarming tot gebruiker.

Bestaand

Het type bestaande verwarming is mede bepalend voor de

verwarmingssysteem

keuze van een lokaal verwarmingssysteem. Bij vloerverwarming bijvoorbeeld worden bezoekers ook van onderaf aangestraald waardoor verwarmingselementen bij voeten en benen minder noodzakelijk zijn. In dat geval is het verstandiger om te kijken naar plaatselijke verwarmingsmogelijkheden gericht op het bovenlijf.

Monumentale waarden

Elementen die in de ruimte worden gehangen kunnen voor het

interieur

monumentale beeld een detonerende werking hebben. Sommige systemen zoals cv-voetverwarming met een buis of balk, vragen om de aanleg van leidingen. Het kan zijn dat de aanleg daarvan niet te verenigen is met een monumentale vloer. Ook is het soms niet mogelijk om voorzieningen aan te brengen zonder schade aan kerkbanken, en kunnen stralingselementen door de plaatselijk sterke opwarming tot scheuring van houten onderdelen in de kerk leiden.

26

Aanpak

Aandachtspunten

Allereerst moet geïnventariseerd worden op welke locatie behoefte is aan plaatselijke verwarming (bijvoorbeeld de eerste

De minimale ruimtetemperatuur

rijen banken, een kapel voor kleinere diensten of een locatie in

Een belangrijk aandachtspunt bij plaatselijke verwarmen is de

het koor). Vervolgens moet een keuze worden gemaakt in de

ruimtetemperatuur. Naarmate deze lager is, zal meer stralings-

juiste vorm van plaatselijk verwarmen voor de plek en activi-

warmte nodig zijn voor een behaaglijk gevoel van de gebrui-

teit.

kers. Het is daarom aan te bevelen om de kerk niet te sterk te

Zo kunnen bijvoorbeeld tegen kolommen, wanden of aan

laten afkoelen en een minimale basistemperatuur van bijvoor-

trekstangen van de kerk elektrische stralingselementen

beeld 10 à 12 °C te handhaven.

worden aangebracht of juist gekozen worden voor stralingselementen op losse standaards, die het voordeel hebben dat ze flexibel en gericht op de bezoekers kunnen worden inge-

Noodzakelijk vermogen installatie

zet. Wel geeft deze oplossing het nadeel dat er wellicht meer

Bij de toepassing van een grote hoeveelheid elektrische

stroomkabels over de vloer lopen en zullen meerdere stopcon-

verwarmingselementen is de bestaande elektrische installatie

tacten moeten worden aangebracht.

vaak niet toereikend en is een (kostbare) verzwaring van deze noodzakelijk. Vanaf een vermogen hoger dan 175 kVA is een

Een belangrijk aandachtspunt is de afstand van het stra-

eigen transformatorstation nodig.

lingselement tot de gebruiker. Naarmate deze groter wordt is exponentieel meer stralingsvermogen nodig om voldoende comfort te bieden. Indien mogelijk is het aan te bevelen om

Nadelen gasgestookte stralingselementen

de elementen dicht bij de bezoekers te plaatsen (2,5 à 3,5 m)

Bij gasgestookte stralingsarmaturen komt bij verbranding veel

omdat dan aanzienlijk minder vermogen nodig is. Een nadeel

waterdamp en CO2 vrij. Het vocht kan nadelig werken voor

van plaatselijk verwarmen is dat niet het hele lichaam wordt

interieuronderdelen zoals orgels en tot sterke condensatie op

verwarmd waardoor lichaamsdelen koud aan kunnen voelen

bijvoorbeeld gewelven etc. leiden. Daarnaast vraagt de aanleg

en een oncomfortabel gevoel kan optreden.

van gasleidingen vaak om ongewenste boringen in monumentale (vloer)onderdelen. Vandaar dat gasarmaturen overwegend

In plaats van stralers boven de bezoekers kunnen ook ele-

niet zijn aan te bevelen als kerkverwarming. Ook sluit het

menten onder banken worden aangebracht of zitting en/

gebruik van gas niet aan bij de huidige klimaatdoelstellingen.

of rugverwarming worden toegepast. De verwarming kan eventueel per bank of vak worden ingeschakeld, afhankelijk van het aantal bezoekers. Een dergelijke voorziening vraagt een aanzienlijk minder groot vermogen dan stralingselementen. De investering daarentegen is wel hoger. Wanneer de kerk is ingericht met stoelen, kan ook gebruik worden gemaakt van

Gemiddelde investering en gemiddelde besparing

elektrische vloermatten waar de voeten op kunnen worden geplaatst. Doorgaans hebben bezoekers met warme voeten

Met plaatselijk verwarmen kan 20 tot 50% op het energiever-

het niet koud. Voor altaren bestaan ook elektrische altaar- en

bruik worden bespaard. Het aanbrengen van lokale verwar-

vloerkleden die ervoor zorgen dat de persoon bij het altaar zich

ming vraagt om een investering van € 6000,- tot 16.000,- met

toch behaaglijk voelt.

een terugverdientijd van 3 à 8 jaar2.

Geen rekening houdend met een eventueel noodzakelijke aanpassing van de elektrische installatie (meterkast). 2

27

Voorbeeld van infrarood stralers.

Boven: stralingselement onder een kerkbank. Onder: zitting- en rugverwarming op kerkbanken. Bron: PKN Vianen

28

Samenhang tussen luchttemperatuur en stralings-

Mobiel stralingselement.

temperatuur bij een relatieve vochtigheid van 30 tot

Bron: Veito.

70% en een luchtbeweging van 0,1 tot 0,2 m/s Tres is de gemiddelde temperatuur van de stralingstemperatuur en luchttemperatuur. Bron: ISSO

29

29

Bestaande ventilatiegaten kunnen gebruikt worden voor mechanische ventilatie. Jacobikerk Utrecht.

30

10 stappen op weg naar duurzame kerken in Nijmegen

Stap

5 Gestuurde ventilatie

Ventilatie is noodzakelijk om het gebouw in een goede conditie te houden en de bezoekers van verse lucht te voorzien. Een nadeel van ventilatie is echter dat het tot energieverlies leidt, immers de verwarmde lucht wordt afgevoerd ten behoeve van verse koude lucht. Door de ventilatie beter te beheersen en af te stemmen op de ventilatiebehoefte valt veel energie te besparen.

31

Volledig natuurlijke ventilatie via ventilatiesparingen is ongecontroleerd en kan, bij bijvoorbeeld krachtige wind of temperatuurverschillen, tot aanzienlijke luchtstromen leiden. Om dit te beperken kunnen mechanische systemen worden toegevoegd zodat de ventilatie beter beheersbaar is. Het gaat bij deze stap om eenvoudige systemen waarbij mechanisch lucht wordt ingeblazen of afgezogen. Een andere optie is luchttoevoer te koppelen aan de bestaande luchtverwarming. Omvangrijkere systemen zoals gebalanceerde ventilatiesysteem vragen om een aanzienlijke ingreep en zijn relatief kostbaar, deze worden behandeld in Stap 7. Invloedsfactoren bij gecontroleerde ventilatie Omvang kerk

Naarmate de kerk een groter volume heeft, wordt de benodigde capaciteit van het ventilatiesysteem groter. Een optie is op verschillende plekken afzonderlijke afzuig- of inblaassystemen te plaatsen, echter boven een kerkvolume van 7.000 m³ is bij een beperkt aantal gebruiksuren en beperkt aantal bezoekers niet direct een ventilatievoorziening nodig. Bij een meer intens gebruik is de vereiste capaciteit dusdanig dat beter onderzocht kan worden of een klimaatinstallatie of Gebouw Beheers Systeem (GBS) een beter alternatief is (zie Stap 7).

Monumentale waarden

De meeste kerken zijn voorzien van ventilatiesparingen waarop de mechanische ventilatie goed kan worden aangesloten. Het kan echter ook voorkomen dat een kerk geen geschikte ventilatiesparingen heeft; dan moeten er sparingen worden aangebracht waarop het systeem kan worden aangesloten. Dit moet zoveel mogelijk gebeuren zonder schade aan de monumentale waarden van het gebouw.

Aanwezige kierdichting

Voor gecontroleerde (mechanische) ventilatie (afzuig of inblaas) moet de kerk een zekere mate van kierdichting hebben. De ventilatieopeningen voor aan- of afvoer moeten afgestemd zijn op de ventilatievoud. Als de kierdichting onvoldoende is, is het effect van een mechanisch systeem te beperkt, en treedt nog steeds veel warmteverlies op door ongewenste infiltratie.

Type gewelf

Wanneer de gewelven een te open karakter hebben met sparingen die niet goed zijn af te dichten (zoals bij houten gewelven), zullen de mechanische systemen een te beperkt effect hebben. Ook is het aantal sparingen t.b.v. bijvoorbeeld lampen van invloed.

32

Bestaande ventilatievoor-

De hoedanigheid van de bestaande (natuurlijke) ventilatie

zieningen

is eveneens van invloed op de mogelijkheden. Bij de meeste kerken bevinden zich ventilatiesparingen in de gewelven, maar ook komt het voor dat in de zijwanden van het middenschip (in open verbinding met de zolders van de zijbeuken) sparingen zijn aangebracht. Vaak is het is redelijk eenvoudig om hier een mechanische afzuig- of inblaassysteem op aan te laten sluiten. Voor kerken die alleen met ventilatie-klepramen zijn uitgerust, bestaan zogenaamde Servomotoren die mechanisch (naar gelang de ventilatiebehoefte) het raam openen of dichten.

Bestaand verwarmings-

Bij de meeste luchtverwarmingssystemen bestaat de mogelijk-

systeem

heid om het te koppelen aan het nieuwe ventilatiesysteem. Afhankelijk van de ventilatiebehoefte kan de benodigde hoeveelheid verse lucht worden aangevoerd en de binnenlucht verder worden gerecirculeerd.

Aanpak

De keuze voor een systeem dat afzuigt of inblaast is afhankelijk

Allereerst moet gekeken worden of de kerk geschikt is voor mechanische ventilatie. Is de kierdichting afdoende, is de buitenschil (bijvoorbeeld het type gewelf) niet te open en is het volume van de kerkzaal niet te groot (zie bovenstaande tabel). Verder moet gekeken worden waar zich de bestaande (ventilatie)sparingen bevinden en (wanneer deze ontbreken) of het eenvoudig is deze aan te brengen. Het meest effectief is te kiezen voor afzuiging bovenin de kerk waarbij de plaatsing van mechanische units boven (ventilatie)sparingen in het plafond of gewelf het meest eenvoudig te realiseren is. Het is daarbij aan te bevelen om de mechanische ventilatie automatisch te laten aansturen: vocht- en luchtkwaliteitmeters sturen de ventilatie units dan aan waardoor de afzuiging op een lage stand draait of uit staat wanneer de kerk niet in gebruik is.

van het type kerk en het verwarmingssysteem. Bij inblaas ontstaat overdruk in de kerk en wordt lucht afgevoerd via ventilatiesparingen en nog aanwezige kieren en naden. Bij afzuiging ontstaat onderdruk in de kerk en wordt juist de verse lucht aangevoerd via deze sparingen. Bij een koppeling van het ventilatiesysteem aan het bestaande luchtverwarmingsysteem wordt automatisch voor inblaas gekozen. Het gecontroleerd en op basis van de behoefte lucht afvoeren betekent veel minder warmteverlies. Ook kunnen de aanvoerroosters bij mechanische afzuiging en een goede kierdichting, van een onderdruk klep worden voorzien, waarmee de ventilatie nog beter is gereguleerd. Het energieverlies is verder te beperken door de ventilatie CO2 en Rv gestuurd te laten plaatsvinden, zodat alleen geventileerd wordt wanneer noodzakelijk.

33

Aandachtspunten Ventilatie zolderruimte Wanneer de units in de zolderruimte uitblazen, moet deze goed worden geventileerd of worden voorzien van een afvoerkanaal in het dak. In sommige gevallen kan hiervoor een dakkapel worden benut. Een andere optie is de toepassing van monnikskappen in een leien dak of ventilatiepannen die minder ontsierend werken dan een afvoerkanaal.

Bovenin inblazen of afzuigen Wanneer boven bij de gewelven wordt ingeblazen, mengt de verse lucht zich ook met de warme lucht en treedt er minder thermische stratificatie op. Wel zal de stijgende warme lucht en de dalende koude lucht luchtstromen geven, die tot tocht en daarmee extra onbehagelijke plekken in de kerk kunnen leiden. Bij afzuiging zal dit minder het geval zijn. Een nadeel van afzuigen bovenin bij gewelven of plafond is dat juist de meest warme lucht wordt afgevoerd (warme lucht stijgt immers).Toch is dit energieverlies betrekkelijk aangezien de afzuiging gecontroleerd gebeurt en is afgestemd op de ventilatiebehoefte.

Gemiddelde investering en gemiddelde besparing Met mechanische ventilatie kan 10 tot 20% op het energieverbruik worden bespaard. Het aanbrengen van mechanische ventilatie vraagt om een investering van € 8.000 tot 20.000,met een terugverdientijd van 8 tot 15 jaar.

34

34

Een ventilatie pan

35

Een monnikskap

Voorbeeld van een droogbouw vloerverwarmings-systeem met metalen warmteverspreiders. Bron: Jupiter vloerverwarming

36

10 stappen op weg naar duurzame kerken in Nijmegen

Stap

6

Moderniseren verwarmingssysteem

Het moderniseren van het verwarmingssysteem kan zowel het volledig vervangen als het aanpassen en aanvullen van het bestaande systeem betekenen. Het vervangen of aanpassen/aanvullen van het verwarmingssysteem is aan de orde als het systeem verouderd is en technische mankementen vertoont. In sommige gevallen is de warmtevraag gewijzigd, door bijvoorbeeld een intensiever gebruik, waardoor een aanvulling en/of een nieuw zuiniger systeem voordelen biedt. Ook kunnen oude systemen vaak niet goed communiceren met moderne regelapparatuur (zie ook Stap 1) waardoor een revisering is aan te bevelen.

37

Op het moment dat een installatie is afgeschreven en aan

de bezoekers, waardoor de ruimtetemperatuur wat lager kan

vervanging of revisering toe is, kan meteen gekeken worden

worden gehouden. Vloerverwarming wordt ook vaak als de

of de wijze van verwarming nog wel aansluit bij de wensen en

basisverwarming toegepast terwijl de luchtverwarming wordt

het gebruik van de kerk of dat een aanpassing en/of uitbrei-

gebruikt voor de gewenste gebruikstemperatuur. Maar ook

ding beter is. Bij een modernisering van het systeem is, indien

andere combinaties van verwarmingssysteem komen voor.

relevant, het sterk aan te bevelen meteen te kijken hoe te anticiperen is op een aardgasvrije toekomst en welk alternatief

Een andere optie is om het verwarmingssysteem alleen te

voor aardgas in de wijk of gemeente wordt beoogd (zie stap 8

gebruiken om de kerk te verwarmen tot een minimale basis-

Aardgasvrij).

temperatuur en alleen bij te verwarmen daar waar de activiteit plaatsvindt, door bijvoorbeeld infrarood stralingspanelen of

Voor veel kerken biedt een combinatie van systemen voor-

elektrische vloerverwarming. Door niet de hele ruimte op een

delen. Het toevoegen van een aanvullend systeem naast het

hogere temperatuur te brengen maar de bezoekers recht-

bestaande, geeft een (gewenste) uitbreiding van de capaciteit

streeks te verwarmen, kan (met name bij grote kerken) veel

en kan een meer gelijkmatige en/of toegespitste verwarming

energie worden bespaard.

bieden. Een veel voorkomende combinatie is luchtverwarming met vloerverwarming. De luchtverwarming zorgt relatief snel

Wat voor een kerk het meest optimaal is, hangt o.a. af van het

voor de gewenste luchttemperatuur in de kerk en de vloer-

programma, de omvang van de kerk en de aanwezige monu-

verwarming biedt comfort door extra (stralings)warmte voor

mentale waarden.

Invloedsfactoren bij de modernisering van het verwarmingssysteem Bestaand verwarmings-

Bij het moderniseren van het verwarmingssysteem is het aan te bevelen om

systeem

het bestaande systeem in beginsel als uitgangspunt te nemen aangezien een nieuw systeem vaak om ingrijpende wijzigingen vraagt. Wanneer het bestaande systeem (deels) is her te gebruiken met moderne toevoegingen zoals bijvoorbeeld nieuwe warmtewisselaars en/of warmtebronnen, geniet dit meestal de voorkeur.

Programma

De gebruiksintensiteit en bezoekersaantallen zijn factoren die meewegen bij het bepalen en dimensioneren van het verwarmingssysteem. De hoedanigheid van de activiteit is daarnaast van invloed op de comfortwens.

Omvang kerk

De omvang van een kerk is ook bepalend voor de keuze van het verwarmingssysteem. Een groter volume vraagt om een grotere capaciteit en sommige verwarmingssystemen zoals radiator en convector verwarming, zijn alleen geschikt voor kleinere kerken (tot ca. 3000 m³) of als bijverwarming. Bij grotere kerken is het vaak aan te bevelen om een combinatie van verwarmingssystemen toe te passen, zoals vloerverwarming voor de basistemperatuur, luchtverwarming voor de gewenste gebruikstemperatuur en lokaal verwarmen voor kleinere gebruiksgroepen.

Monumentale waarden

De mogelijkheden om een nieuw of aanvullend verwarmingssysteem toe te passen is sterk afhankelijk van de monumentale waarden. De aanleg van leidingen, kanalen en verwarmingsvoorzieningen vragen vaak om ingrepen in het monument. Zo is vloerverwarming niet altijd goed toepasbaar bij kerken met monumentale vloeren.

38

Aanpak

Aandachtspunten

Het aanpassen van een bestaand of aanleggen van een nieuw systeem vraagt vaak om forse ingrepen in de kerk. Vandaar

Bij vloerverwarming

dat het aan te bevelen is om eerst te kijken in welke mate het

Bij veel kerken is de bestaande vloerverwarming relatief diep

bestaande systeem, en onderdelen van het systeem, her te

onder de zerken aangebracht. Wanneer de leidingen van de

gebruiken zijn en te integreren in een nieuw verwarmingsplan.

vloerverwarming te diep in de grond liggen, is het systeem erg

Wanneer een systeem totaal ongeschikt blijkt te zijn voor het

lastig in te regelen, en regeert deze (te) traag op temperatuur-

verwarmen van de kerk, is het vervangen van het systeem

wijzigingen. Ook is de vloerisolatie bij oudere systemen be-

een zinvolle optie. Voor de keuze van een nieuw geschikt

perkt of ontbreekt deze, waardoor veel energie verloren gaat.

verwarmingssysteem zal een gespecialiseerd installatietech-

Inefficiënte vloerverwarmingssystemen zijn vaak niet goed te

nisch adviseur moeten worden ingeschakeld waarbij, indien

modificeren waardoor vervangen de enige optie is.

relevant, meteen wordt gekeken hoe te anticiperen is op een

Nieuwe vloerverwarming kan eventueel worden onderge-

aardgasvrije toekomst (zie stap 8). Daarnaast is inzicht in het

bracht onder (indien aanwezig) houten vlonders waarop de

binnenklimaat noodzakelijk. Hiervoor zal op diverse plaatsen

kerkbanken zijn geplaatst. Hier kan dan een zogenaamd droog

moeten worden gemeten, zowel op gebruiksniveau als bij

systeem worden toegepast (met metalen verdelers); wel zal de

het(de) orgel(s) bovenin de kerk. Op basis van metingen, het

bestaande plankenvloer in de meeste gevallen moeten worden

programma, de bouwtechnische en bouwfysische condities

vervangen door een dunner exemplaar.

kan een adviseur aangeven welke systemen geschikt zijn voor de specifieke situatie en, in combinatie met een indicatie van

Bij luchtverwarming

de kosten, welke voor- en nadelen aan de oplossingen kleven.

Bij bestaande luchtverwarmingssystemen kan een slechte warmteverspreiding optreden door het éénzijdig (met groot

De wijze van verwarmen heeft grote invloed op het binnenkli-

vermogen) inblazen waardoor aanzienlijke temperatuur-ver-

maat, de conditie van de kerk en het interieur. Grote schom-

schillen in de kerk kunnen voorkomen. Een betere verspreiding

melingen in de temperatuur en relatieve luchtvochtigheid

van de lucht door het aanbrengen van extra inblaaspunten en/

kunnen tot schade aan het interieur leiden. Daarom is een

of het toepassen van nozzles, kan de situatie verbeteren.

helder verwarmingsprotocol (afgestemd op het programma, de gebruiksintensiteit en comfortwens) onmisbaar, waarbij het aan te bevelen is de temperatuurinstellingen niet te hoog te kiezen met een niet te hoge opwarmsnelheid. Een andere optie is de temperatuur laag te houden en alleen de gebruikers rechtstreeks te verwarmen. Afhankelijk van de activiteit kan een maximale temperatuur worden ingesteld die voldoet aan

Gemiddelde investering en gemiddelde besparing

de ondergrens van de bijbehorende comfortwens (zie Stap 1). Met het reviseren, aanpassen of vervangen van het verwarmingssysteem kan 20 tot 60% op het energieverbruik worden bespaard. Veel is afhankelijk van het oude systeem en de aard en omvang van de ingreep. De kosten kunnen daarom uiteenlopen van ca. € 15.000 tot 200.000,-. De terugverdientijd is sterk afhankelijk van de situatie; logischerwijs is de terugverdientijd korter bij een afgeschreven (en inefficiënt) bestaand verwarmingssysteem.

39

Luchtstromingen in een kerkzaal. Links zonder verwarmingselementen onder de ramen en rechts met. De koudeval van ramen en Voorbeelden van voorgefreesde vezelplaten met

gewelven wordt hierdoor ter hoogte van

vloerverwarming

de bezoekers gereduceerd. Bron: A. Pfeil,

Bron: Fermacell

Untersuchungen über das Raumklima.

Voetverwarming in de Remonstrantse Kerk in Nijmegen,

Voorbeeld verwarmingselement onder een kerkraam

bestaande uit een tranenplaat met daaronder de verwarmingsleiding. Door het ontbreken van contact tussen de verwarmingsbuizen en de platen is de warmtegeleiding beperkt en werkt de voetverwarming niet goed. Als oplossing kunnen de buizen worden uitgerust met metalen geleiders (strips) om het warmtetransport naar de tranenplaat te verhogen.

40

Warmtebeeldopname van de gewelven in de Groenestraatkerk in Nijmegen. De opname laat zien dat het gewelf bij de locatie van het inblaasrooster van de luchtverwarrming veel warmer is dan de overige gewelven. Het onderstreept het gegeven dat warme lucht sterk opstijgt (thermische stratificatie), waardoor de luchtverdeling vaak niet optimaal is.

41

Voor- en nadelen verwarmingstypen

Lucht verwarming

Voordelen

Nadelen

•

Directe en snelle opwarming.

•

•

Wijzigingen in instellingen hebben een snel

met relatief hoge temperaturen bovenin

effect.

de kerk.

•

Eenvoudig te koppelen aan ventilatie.

•

Via het systeem kan eventueel worden

•

Geschikt voor het verwarmen van grote

Risico van grote temperatuurschommelingen en sterke verlaging van de relatie-

bevochtigd en ontvochtigd. •

Er treedt snel thermische stratificatie op

ve luchtvochtigheid. •

ruimtes.

De luchtkanalen en installatie nemen veel ruimte in en vragen om een omvangrijke ingreep in het gebouw.

•

In de buurt van inblaasroosters kan een gevoel van tocht optreden.

•

Een hogere luchttemperatuur is noodzakelijk voor een behaaglijk gevoel (geen stralingswarmte).

Vloerverwarming

•

Door het direct verwarmen en aanstralen

•

Kans op ongewenste luchtcirculatie

•

Systeem reageert traag en heeft een

van de bezoekers kan worden volstaan met een lagere luchttemperatuur. • •

lange opwarmtijd. •

Kostbaar en ingrijpend in aanleg en niet

Door direct aanstralen wordt sneller een

geschikt voor kerken met monumentale

behaaglijk gevoel bereikt.

vloeren.

Het systeem is een lage temperatuurverwar- •

Bij een te hoge vloertemperatuur of een

ming (LTV) en verbruikt daardoor relatief

gedeeltelijke vloerverwarming kunnen

minder energie. Verder is het systeem een-

ongewenste luchtstromen ontstaan.

voudig te koppelen aan duurzame energie-

•

Wanneer de leidingen te diep in de vloer

opwekking zoals een warmtepomp.

liggen is het systeem lastig in te regelen

•

Zeer geschikt als basisverwarming.

en reageert het (te) traag op temperatuur

•

Door het grote aandeel stralingswarmte (ca.

wijzigingen.

70 %) en minder convectiewarmte treedt geen wezenlijke thermische stratificatie op. Radiatoren

•

Radiatoren onder ramen beperken koude-

•

val. •

Stralingswarmte van de radiatoren geeft ex-

ca. 3000 m³) of als bijverwarming. •

tra comfort, waardoor met een lagere luchttemperatuur kan worden volstaan (geldt

•

Kan als voetverwarming bij banken worden

Afhankelijk van de grootte van de ruimte heeft het systeem een lange opwarmtijd.

•

alleen voor zitplaatsen nabij de radiatoren). •

Alleen geschikt voor kleinere kerken (tot

Radiatoren in de kerkruimte kunnen afbreuk doen aan de visuele gaafheid.

•

Met name ledenradiatoren blijven lang

gebruikt kokers of buizen) waardoor een

warm na het uitzetten van de verwar-

bezoeker zich sneller (bij een lagere ruimte-

ming en het duurt lang om ze op te

temperatuur) behaaglijk voelt.

warmen.

Eenvoudig en relatief goedkoop systeem.

42

Convectoren

Voordelen

Nadelen

•

•

Convectoren onder ramen beperken koudeval.

•

Eenvoudig en relatief goedkoop systeem.

•

Er bestaan ook laag temperatuur convectoren die in verhouding minder energie

Alleen geschikt voor kleinere kerken (tot ca. 3000 m³).

•

Afhankelijk van de grootte van de ruimte heeft het systeem een lange opwarmtijd.

•

Wandconvectoren in de kerkruimte

verbruiken en een relatief snelle opwarming

kunnen afbreuk doen aan de visuele

kunnen geven.

gaafheid. •

Convertorputten kunnen lastig toepasbaar zijn bij kerken met monumentale vloeren.

•

Een hogere luchttemperatuur is noodzakelijk voor een behaaglijk gevoel (geen stralingswarmte)

Infrarood verwarming

•

• •

Door direct verwarmen van de bezoekers

Bij een omvangrijker systeem is een aanpassing van de elektrische installatie

volstaan.

noodzakelijk.

Geen opwarmtijd, verwarmt direct wanneer

•

Kosten-technisch minder geschikt voor

nodig en is daarmee energie efficiënt.

de verwarming van grotere kerkzalen

Zeer beperkt effect op de luchttemperatuur

(meer dan 200 zitplaatsen).

en relatieve luchtvochtigheid. •

•

kan met een lage luchttemperatuur worden

•

Zeer geschikt als lokale verwarming.

Kan door eenzijdige verwarming tot koude lichaamsdelen leiden.

•

Kan door de plaatselijk sterke opwarming van interieuronderdelen tot schade leiden.

43

Complexere gewelven van de Groenestraatkerk die een na-isolatie lastig maken

44

op weg naar duurzame kerken in Nijmegen

Stap

7

Isolatiemaatregelen

Om extra energie te besparen, met name bij een hogere gebruiksintensiteit en hogere comforteisen, kan het na-isoleren van de kerk uitkomst bieden. Het na-isoleren van kerken vraagt door de doorgaans grote afmetingen wel om omvangrijke en kostbare maatregelen. Hierdoor is het aan te bevelen om deze alleen als onderdeel van een grootschalige restauratie en/of renovatie door te voeren.

45

De zwakste schakels zijn meestal de vensters. Naast het voorkomen van warmteverlies leidt het verbeteren van de isolatiewaarde van de ramen ook tot minder koudeval (comfort). Ook treedt veel warmteverlies op via gewelven of plafonds en een wat kleiner aandeel via de vloeren. Invloedsfactoren bij isolatiemaatregelen Programma

De gebruiksintensiteit, bezoekersaantallen en comfortwensen zijn factoren die meewegen bij de vraag of na-isoleren rendeert. Wanneer een kerk vaker wordt verwarmd (tijdens het stookseizoen gemiddeld meer dan 25 uur per week) en de temperatuurinstelling vanuit de comfortwens wat hoger is (≥18 °C) wordt het toepassen van isolerende maatregelen financieel pas interessant.

Monumentale waarden

Bij de aanwezigheid van hoge monumentale onderdelen zoals gewelfschilderingen, monumentale vloeren, glas-in-lood en gebrandschilderd glas, dient men extra voorzichtig en terughoudend te zijn bij de toepassing van isolerende maatregelen. Een foutieve toepassing van isolerende voorzieningen kan immers tot schade aan het erfgoed leiden.

Bouwfysische condities

Bij de isolatie van plafonds, gewelven en wanden kunnen op de overgangen tussen onderdelen zogenaamde koudebruggen ontstaan. Dit kan tot condensatie in en tegen de onderdelen leiden, met alle mogelijke schadegevolgen van dien. Het is dan ook van belang dat de te nemen maatregelen bouwfysisch worden doorgerekend op hun gevolgen voor de constructie.

46

Aanpak

geven derhalve veel warmteverlies.

Voor de keuze van verantwoorde oplossingen om de isolatiewaarde van de kerk te verbeteren, is een analyse van de bouwtechnische en -fysische condities en de aanwezige monumentale waarden noodzakelijk. Het is hierbij van belang dat tevens naar de duurzaamheid van de oplossingen op lange termijn wordt gekeken. Maatregelen die door veroudering op termijn (bouwfysische) problemen kunnen veroorzaken, moeten worden vermeden. Voor het bepalen van een verantwoorde oplossing zal een gespecialiseerd adviseur of restauratiearchitect moeten worden ingeschakeld.

Om de isolatiewaarde te verbeteren kunnen ook hier voorzetramen worden toegepast. Wel is het beeld bij de meeste glas-in-betonramen vooral vanuit het interieur van belang en zijn binnen-voorzetramen door het risico van extra spiegeling (met name bij kunstlicht) minder ideaal. Bij de toepassing van voorzetramen zullen net als bij andere kerkramen ventilatiesparingen moeten worden aangebracht om condens te voorkomen. Vooral dit punt zal bij veel glas-in-betonramen lastig zijn te verwezenlijken. In veel gevallen is het meest praktisch om beschermende buiten-voorzetbeglazing aan te brengen, maar het aanvullend isolerend vermogen hiervan zal door de noodzakelijke ventilatie met buitenlucht, beperkt zijn.

Vensters Het overgrote deel van de kerken is uitgerust met glas-in-lood vensters. Voor de verbetering van de energieprestatie van dergelijke vensters kan gekozen worden voor buiten- of binnen-voorzetbeglazing. Het voordeel van buitenbeglazing is dat deze het glas-in-lood meteen beschermt. Een nadeel is dat de isolatiewaarde van het glas lager zal zijn dan binnen-voorzetbeglazing omdat bij glas aan de buitenzijde tussen de ramen met buitenlucht moet worden geventileerd. Een alternatief is het buiten-voorzetraam uit te voeren in isolatieglas en het kiervrij aan te brengen waarbij middels sparingen aan de onderzijde tussen het oorspronkelijke glas-in-lood en het buiten-voorzetraam geventileerd wordt met binnenlucht. Een hoogwaardige alternatief is de plaatsing van een binnen-voorzetraam, maar alleen als het kozijn kiervrij aansluit op de bestaande constructie en wanneer de ruimte tussen het nieuwe raam aan de binnenzijde en het oorspronkelijke raam aan de buitenzijde met buitenlucht wordt geventileerd, wederom om condens te voorkomen (condens kan tot een kortere levensduur van het glas leiden). Voor ramen met een hoge monumentale waarde kan ook gekozen orden voor een zogenaamde museale opstelling: op de plek van het bestaande glas wordt nieuwe isolerende beglazing geplaatst en voor het raam aan de binnenzijde wordt in een nieuwe frame het bestaande glas-in lood geplaatst.

Glas-in-beton vensters Een bijzondere plaats nemen glas-in-betonvensters in, onderdelen die in veel na-oorlogse kerken zijn toegepast. Door de dunne laag beton in combinatie met het glas hebben dit soort vensters een relatief hoge warmtedoorgangscoëfficiënt en

47

Gewelven Bij na-isolatie van gewelven is het van groot belang dat zich geen naden bevinden in de isolatie en dat de isolatie gelijkmatig over het gehele gewelf kan worden toegepast. Gewelven hebben vaak samengestelde en gebogen vormen. Dit vraagt om de toepassing van flexibele isolatiedekens. Het nadeel van deze producten is dat ze kunnen uitzakken of bij veroudering uiteen kunnen vallen, waardoor de gewelven niet overal meer gelijkmatig zijn geïsoleerd en er koudebruggen ontstaan. Wanneer de complexiteit van de vorm van het gewelf toeneemt, is het lastiger de isolatie naadloos toe te passen en de kans op vochtproblemen groter. Er zijn kerken waar spuitsystemen zoals PUR-isolatie zijn toegepast. Een groot nadeel is dat deze oplossing niet reversibel is en volledig dampdicht. Voor moeilijk bereikbare delen van het gewelf (vaak de onderste delen) biedt de toepassing van cellulosevlokken die op de gewelven worden geblazen, uitkomst. Een nadeel is dat het tevens een warm onderkomen voor ongedierte kan bieden. Verder ontstaat een vochtrisico wanneer de ruimte tussen het dakbeschot en het gewelf met vlokken zijn gevuld, omdat er niet meer wordt geventileerd en eventueel vocht (bijvoorbeeld bij lekkage) moeilijk weg kan.

Voorbeeld van een binnen-voorzetraam Bron: Metaglas.

48

Vloeren Vaak vindt vloerisolatie plaats in combinatie met vloerverwarming. Wanneer de kerkvloer rechtstreeks op de ondergrond is aangebracht, is een oplossing de kerkvloer uit te nemen. Dit kan vanuit monumentaal of archeologisch perspectief onwenselijk zijn. In sommige gevallen is een zwevende, geïsoleerde vloer een optie, maar dit wijzigt wel sterk het beeld van de kerkruimte en kan aansluitingsproblemen geven bij bijvoorbeeld deuren die moeten worden ingekort. Eventueel kan onder bestaande houten vlonders (bij kerkbanken) isolatie worden aangebracht (samen met vloerverwarming). Bij de kerken die voorzien zijn van kelders en of kruipruimtes, is het doorgaans eenvoudig om vanaf de onderzijde isolatie aan te brengen.

Aandachtspunten Ventilatie Bij de isolatie van ramen en/of gewelven kan het zijn dat de bestaande ventilatievoorzieningen (klepramen, ventilatiesparingen) niet meer kunnen functioneren. Er moet dan opnieuw gekeken worden hoe het beste geventileerd kan worden.

Isolatie spouwmuren Bij spouwmuren lijkt na-isolatie een relatief goedkoop en eenvoudig toe te passen maatregel te zijn (de spouw wordt volgeblazen met een isolatiemateriaal) met een verbetering van de energieprestatie van 15 tot 20%. Toch is het een maatregel waaraan veel risico’s kleven. Zo is het van belang dat er geen verbindingen bestaan tussen het binnen- en het buitenblad

Gevelisolatie Kerken hebben overwegend dikke massieve buitenmuren. Dit gegeven brengt met zich mee dat de na-isolatie ervan minder effect heeft en dat het bestaande accumulerend vermogen (het vasthouden van warmte of koude) van de muren bij na-isolatie grotendeels verdwijnt. Ook leidt na-isolatie van buitenmuren vaak tot bouwfysische risico’s door aansluitingsproblemen bij o.a. venters en gewelven. Zo kunnen door de veel toegepaste constructiewijze bij kerken, zogenaamde koudebruggen ontstaan die condensatieproblemen geven. Tenslotte kan na-isolatie ook ten koste gaan van eventuele binnenafwerkingen,

van de muur. Vaak wordt de spouw bij kerken onderbroken ter hoogte van steunberen of bij een raam of deur waar een latei die van het binnen- naar het buitenblad doorloopt, is toegepast. Bij dergelijke verbindingen ontstaan als gevolg van de na-isolatie koudebruggen en kan condensatie optreden, waardoor vochtplekken en/of schimmel op het binnenblad kunnen optreden. Ook vergroot het de kans op schade bij kozijnen. Met een endoscoop (een speciale camera) kan de staat van de spouw en de aanwezigheid van onderbrekingen worden gecontroleerd.

schilderingen en wandkust. Vandaar dat kerkmuren doorgaans niet geschikt zijn voor gevelisolatie. Als alternatief voor gevelisolatie kan bij kerken waar verwarmd wordt met radiatoren, een warmte reflecterende folie achter

Gemiddelde investering en gemiddelde besparing

de radiatoren worden geplaatst. Dit betreft een eenvoudige en goedkope oplossing die veel onnodig energieverlies voorkomt.

Met het na-isoleren van een kerk kan gemiddeld 10 tot 40% op het energieverbruik worden bespaard. Veel is afhankelijk van het type en de omvang van de maatregelen. De kosten kunnen daarom sterk uiteenlopen van ca. € 60.000 tot 2.000.000,- of hoger bij grote kerken. De terugverdientijd is o.a. afhankelijk van de gebruiksintensiteit en de temperatuurinstellingen en kan variëren van 20 tot meer dan 100 jaar. Wanneer de maatregelen onderdeel uitmaken van een grootschaligere restauratie of renovatie zijn ze in de regel relatief goedkoper.