Drijvende woningen delen energie via een smart grid

Wonen op het water kan in de toekomst nog wel eens heel veel vaker voorkomen. Bijvoorbeeld omdat ruimte op land steeds schaarser wordt, maar ook als door klimaatverandering de waterspiegel zou kunnen stijgen. In Amsterdam is in een van havens een heuse waterwijk gerealiseerd: Schoonschip.
Delen:
Foto: Isabel Nabuurs

Anders dan in de hoofdstad meer gebruikelijk is zijn dit geen woonarken maar echte waterwoningen met meerdere verdiepingen. Nog bijzonderder is de energievoorziening van deze woningen. Dankzij warmtepompen en zonnepanelen, een eigen accu om zonne-energie op te slaan, gecombineerd met hele goede isolatie en grote raampartijen voor passieve zonne-energie zijn de woningen geheel gasloos. En via een smart grid wordt de zo verkregen elektriciteit naar behoefte verdeeld onder de woningen, waarbij het verbruik per woning wordt bijgehouden. Maar dat had wel veel voeten in de aarde, vertellen Joep Brouwers van installatie-adviesbureau TreeDelft en Markus Schmid, een van de bewoners.

Installatie XL 2022

Dit artikel komt uit Installatie XL 2022. Installatie XL is de jaarlijkse projectenspecial van Installatie Journaal & Gawalo. Blader hier door de volledige Installatie XL 2022.

Duurzame drijvende wijk

Al in 2010 zijn de eerste ideeën ontwikkeld voor wat de meest duurzame, drijvende wijk van Europa moest worden. In de jaren die volgden zijn veel partijen aangehaakt, waaronder installatieadviesbureau TreeDelft, vertelt Joep Brouwers. “We zijn gevraagd installatieadvies uit te brengen door architectenbureau Space and Matters, dat kantoor heeft net naast de woningen op de wal van Buiksloterham in Amsterdam-Noord. Dat was al in 2015, en toen waren de bewoners al enkele jaren druk bezig met onder andere het vinden van deze waterkavel.”

Foto: Isabel Nabuurs

In het installatieadvies is door TreeDelft heel realistisch gekeken naar de meest duurzame mogelijkheden. “Daar staat Tree ook voor: technisch realistische economisch effectief. En dat laatste is bij deze grootse plannen erg belangrijk, want hoe kun je nu op een betaalbare manier de maximale duurzaamheid bereiken?”

Individuele warmtepompen

Dat betekende voor de warmtevoorziening dat alle soorten warmtepompen voorbijkwamen: van luchtwarmtepompen tot aan warmtepompen met als bron oppervlaktewater. “De standaard luchtwarmtepomp viel af, vanwege vooral het mogelijke geluid van de buitenunit dat ver draagt op het water, en het lage rendement bij gebruik op water. Een aantal woningen is vanwege de relatief kleinere woning op een retourluchtwarmtepomp van NIBE aangesloten. Deze werkt nog bij een buitentemperatuur van -15 graden Celsius en haalt voldoende warmte uit de retourlucht. Nadeel is wel dat ook ’s winters de ventilatie voldoende moet zijn om die warmte eruit te trekken. In de uitvoering zijn daar het afgelopen jaar wel wat klachten over binnengekomen, omdat het toch niet goed werkte.”

Individuele warmtepompen

Een bodemwarmtepomp zou betekenen dat er verticale bodemlussen in de bodem van het kanaal moet worden geslagen. Dat had dan gemoeten vanaf een ponton verderop in de haven, omdat de bodem in het kanaal met basaltblokken is verstevigd. Brouwers: “Deze optie was wel mogelijk geweest, maar alleen als het collectief zou worden gedaan. Men wilde echter individuele warmtepompen.”

Oppervlaktewater-warmtepompen

De keuze is gevallen op oppervlaktewater-warmtepompen, die in twee varianten zijn uitgevoerd. “Bij de ene variant wordt een oppervlaktewater-warmtewisselaar in de betonnen funderingsbak gebruikt. Deze kan 70 tot 90 W/m2 warmte uit de bak halen. Ook bij lage temperaturen van het water, zoals in de winter, wist de warmtepomp toch nog vermogen eruit te halen.”

Plastic bol met PE-leidingen

Omdat niet alle bouwers van de betonnen bakken dit aandurfden, is bij een aantal woningen een plastic bol van Limnion Lima geplaatst in het water naast de waterwoning. “In deze bol van anderhalf bij twee meter zitten kilometerslange PE-leidingen die uit het oppervlaktewater warmte onttrekt. Omdat ze een halve meter onder het oppervlaktewater liggen, worden ze niet zo heel smerig door algengroei en blijven ze ook bij strenge winters nog ijsvrij”, aldus Brouwers.

Natuurlijke ventilatie

Ook voor de ventilatie zijn twee varianten berekend: balansventilatie met warmteterugwinning en natuurlijke, vraaggestuurde ventilatie. “Beide zijn uitgevoerd, afhankelijk van de woonwensen. Qua stroomverbruik was het echter om het even. De extra energie die je bij natuurlijke ventilatie nodig hebt voor de verwarming en door een hoog rendement warmtepomp wordt opgewekt, is gelijk aan de ventilatie-energie voor de warmteterugwinning bij balansventilatie.”

Te veel koude lucht voorkomen

“Wel heel belangrijk is het dat bij woningen met vraaggestuurde natuurlijke ventilatie afzuiging per ruimte is opgenomen. Daardoor kun je de luchttoevoer kunt beperken, zodat je bijvoorbeeld voor een slaapkamer voor 50 m3/h lucht afzuigt, maar dat je maar 30 m3/h lucht toevoert. Die andere 20 m3 komt uit de woonkamer, want daar ben je niet als je slaapt. Hiermee voorkom je dat je te veel koude lucht toevoert.”

Beknibbel niet op luchtroosters

“Ook belangrijk – en dat liep niet helemaal goed in de uitvoering – is dat je niet beknibbelt op de luchtroosters. Dus je moet niet kiezen voor 2 grote roosters waar we er 5 kleine hebben berekend. Dan krijg je tochtklachten omdat al die koude lucht op één plek binnenkomt.”

Hergebruik rioolwater

Ook op het gebied van watergebruik wil Schoonschip vooroplopen. Met waterleidingmaatschappij Waternet is gesproken over het hergebruikt van het rioolwater. “Aanvankelijk was het idee om 3 systemen te laten aanleggen: voor zwart water, voor geel water – urine dus – en voor overige water. Dat werd te kostbaar.”

Gekozen voor vacuümtoiletten

Het was niet rendabel om bijvoorbeeld fosfor uit urine terug te winnen. Uiteindelijk is gekozen voor de optie van vacuümtoiletten waar met veel minder water de wc’s worden doorgespoeld. Het gaat om wel 1,5 liter per spoeling. Deze wordt opgevangen in een centraal opvangpunt dat Waternet in de buurt van Schoonschip heeft aangelegd. Dat gebeurt zonder aanlenging van water, waardoor het goed te gebruiken is voor vergisting voor groen gas.

Onderbreking watertoevoer inbouwen

Belangrijk is wel dat ook bij vacuümtoiletten de onderbreking van de watertoevoer moet inbouwen, ook al hebben ze geen stortbakken. “En deze moeten ook op de juiste hoogte, dus hoger dan het toilet onder een hoek van 45 graden, anders kun je lekkage krijgen. Iets wat in de uitvoering niet altijd goed is gegaan, maar dat is onvermijdelijk bij dit soort innovatieve woningen.”

Groene daken als eis

Een bijzondere combinatie is op de daken gerealiseerd, want om dit project te mogen uitvoeren heeft de gemeente Amsterdam onder andere als eis gesteld dat er behalve zonnepanelen ook groene daken gerealiseerd moeten worden. En dat was puzzelen geblazen op dat kleine oppervlak van deze waterwoningen.

500 panelen op 30 woningen

“Het is gelukt door goede plekjes te vinden voor het groen, zoals groene terrassen en groene eilandjes naast de waterwoningen. Daardoor is er in totaal toch ruimte gevonden voor in totaal 500 panelen op de 30 woningen.”

Iedere woning een accu

“In iedere woning is tevens voor opslagcapaciteit gezorgd: een accu van 7 kW. Deze zijn collectief aangeschaft door Schoonschip, en met elkaar gekoppeld in een smart grid. Op deze manier kan bij een stroomuitval de meest benodige energie, zoals voor ijskasten, worden gehaald uit de accu’s.”

Centraal aansturen via microgrid

“In het meest ideale geval zouden ze dus een paar dagen van het net af kunnen, maar dan zonder dat de warmtepompen stroom eruit trekken. Die worden dan afgeschakeld. Dat is mogelijk omdat die warmtepompen en de elektrische boilers centraal worden aangestuurd via het microgrid.”

Nul op de meter

Alle woningen nul op de meter is niet haalbaar gebleken in het eerste jaar dat de woningen er staan, vertelt Markus Smid, een van de bewoners van Schoonschip. “Toch is ongeveer een derde van de woningen nul op de meter. Die hebben ook voor meer pv-panelen gekozen. Een aantal woningen haalt het bij lange na niet; een bewoner laadt zijn elektrische auto op bij huis. Dat vraagt natuurlijk veel stroom.”

Gemiddeld 1100 kWh per jaar

“Sommige woningen zijn op een dubbele bak gebouwd en hebben gewoonweg minder ruimte op hun dak voor zonnepanelen. We hebben net de eerste jaarcijfers ontvangen en daaruit blijkt dat het gemiddelde verbruik op 1100 kWh per jaar zit. Als je weet dat een gemiddeld huishouden met warmtepompen rond de 8.000 kWh verbruikt, dan zitten we behoorlijk laag.”