Opening pop-up testgebouw STEAMlab21 in Kortrijk

(17-11-2017) Met de energiezuinige woning STEAMlab21 onderzoeken UGent, VTI Kortrijk en enkele industriële partners innovatieve systemen in de bouwsector.

Het pop-up gebouw, STEAMlab21, werd op 16 november 2017 plechtig geopend  in aanwezigheid van de Vlaamse minister van Onderwijs Hilde Crevits en de decaan van de faculteit Ingenieurswetenschappen en Architectuur, prof. Patrick De Baets.

In het kader van de wedstrijd Solar Decathlon

VTI Kortrijk en UGent ontworpen en bouwden gezamenlijk het testgebouw. De aanleiding hiervoor is de deelname van de Universiteit Gent aan de prestigieuze Solar Decathlon competitie. Daarbij ontwerpen, bouwen en bewonen studenten een energiezuinige woning die gedurende 10 dagen erg gedetailleerd wordt doorgemeten om de efficiëntie te testen. Op 13 november diende de Universiteit Gent haar kandidatuur in om deel te nemen aan de volgende Europese editie in 2019 in Szentendre, Hongarije. Universiteit Gent heeft reeds in 2011 (Washington, VS) en 2013 (Datong, China) succesvol deelgenomen aan de Solar Decathlon competitie.

Multidisciplinaire inbreng en samenwerking VTI Kortrijk

Het volledige ontwerp en bouw vergt inbreng van heel wat disciplines: stabiliteit, architectuur, bouwfysica, installatietechniek, maar ook marketing en communicatie. Verschillende onderzoeksgroepen van verschillende faculteiten van de Universiteit Gent werken dan ook mee aan het project. Naast de theoretische aspecten moet natuurlijk ook bekeken worden hoe een gebouw praktisch gerealiseerd kan worden op korte termijn: het gebouw moet binnen 10 dagen volledig opgebouwd worden. Die praktijkervaring is broodnodig, en werd gevonden bij het VTI van Kortrijk.

Bij het VTI van Kortrijk is er een ruime ervaring met de opbouw van constructies, zowel in massiefbouw en houtbouw, als elektrische installaties, verwarming, koeling en dergelijke meer.

In aanloop naar de volgende Solar Decathlon in 2019 in Hongarije is daarom een samenwerking opgestart tussen Universiteit Gent en het VTI Kortrijk in de vorm van het testgebouw STEAMlab21.

Prefab testgebouw

3D test building from prefab elements from Unilin: the openings on the left and the central allow to build and test innovative walls.De bouwsector is een nogal conservatieve sector. De implementatie van de EPB-regelgeving kan zonder meer een aardverschuiving genoemd worden, en de evolutie in materialen is dan ook spectaculair toegenomen. Om de energiedoelstellingen van 2030 en 2050 te halen is het wel belangrijk om sneller en meer gebouwen te gaan renoveren of vervangen. Vandaag halen we geen 1%, en dit zou moeten evolueren naar 2.5% om een voldoende deel van ons patrimonium te renoveren in de komende jaren. In die context is het potentieel van prefab natuurlijk erg belangrijk. Zeker bij meer grootschalige projecten kunnen prefab systemen ook financieel interessant worden.

Daarom werd het testgebouw ontworpen in prefab zelfdragende sandwichelementen met houten steunbalken. Dit systeem laat toe om zeer snel een gebouw te realiseren met goede thermische prestaties en een goede luchtdichtheid. In het testgebouw zijn er twee vrije openingen van ongeveer 2.4m op 3m voorzien waarin een tijdelijke wand kan geplaatst worden in functie van onderzoek. 

Houtskeletbouw

Momenteel loopt er een onderzoek op het hygrothermisch gedrag van een houtskeletbouw wand met bio-ecologische materialen. Bij een structuur kan er onverwachts meer water in de wand zitten dan verwacht, bijvoorbeeld door regen tijdens de werf, waterinfiltratie door het regenscherm, of teveel luchtlekkage van binnenlucht.

Het is daarom belangrijk dat een constructie voldoende “vergevingsgezind” is, en deze occasionele problemen niet resulteren in echte schade. Hiervoor werd er gevarieerd in het dampscherm (intelligent dampscherm of OSB) en het type isolatiemateriaal (cellulose en ingeblazen glaswol). Bij die opbouwen kan er ook water toegevoegd worden, om het effect van occasionele waterinfiltraties te simuleren.

Met behulp van 92 sensoren die de temperatuur, relatieve vochtigheid en houtvochtgehalte meten kan op die manier onderzocht worden hoe het water migreert in de wand. Na de metingen wordt de wand afgebroken en zullen biologische testen uitgevoerd worden op het hout om eventuele aantasting in kaart te brengen.

IoT-control

A prototype of the Renson Healthbox 3 with IoT control has been installed in the test buildingDaarnaast is er ook een prototype geplaatst van een nieuw ventilatiesysteem van Renson met Internet-of-Things sturing. Bij een dergelijk IoT-sturing is er continu een link tussen het toestel en internet en ontstaan er heel wat nieuwe mogelijkheden. Zo kan de werking continu opgevolgd worden en worden fouten gedetecteerd. De continue datastroom biedt ook potentieel om een nieuw soort informatie te genereren: het gedrag van de bewoner kan gebruikt worden om sturingsalgoritmes te optimaliseren en de gebruiker te informeren. Via een app kan ook de binnenluchtkwaliteit gemonitord en bekeken worden.

Persoonlijke ventilatie en verwarming

In een volgend stadium zal er ook onderzoek opgestart worden waarbij we een persoonlijke ventilatie aansturen met behulp van tracking devices. Sensoren bepalen waar iemand zich bevindt in een ruimte en dan zal er enkel op die plek geventileerd worden. Zo kan ventilatie geïntegreerd worden in het hoofdeinde van een bed, in zetels, of in een bureaublad. Gekoppeld aan de persoonlijke ventilatie is het ook de ambitie om het potentieel van lokale verwarming te analyseren.

Vroeger werd er enkel lokaal verwarmd door een gaskacheltje in elke ruimte. Zo was er ook een soort vraaggestuurde verwarming, waarbij mensen de verwarming enkel aanzetten als ze zelf aanwezig zijn. Met de opkomst van centrale verwarming in combinatie met trage afgiftesystemen (zoals vloerverwarming) worden woningen vaker 24/7 verwarmd op dezelfde temperatuur. Dat is één van de oorzaken waarom het effect van ingrijpende renovaties op de energiefactuur vaak overschat wordt. Een nieuw concept zou er in bestaan dat een woning maar verwarmd wordt tot vb. 18°C in plaats van 21°C, maar dit wordt aangevuld met persoonlijke verwarming, zoals stralingspanelen ingewerkt in de keuken, elektrisch verwarmde zetel, verwarmde bureaustoel en een verwarmde computermuis.