Koel blijven, ook zonder de klassieke airco

In woonzorgcentrum Hoogstaete in Sittard, wat onderdeel is van de zorgorganisatie Zuyderland, werd uiteindelijk niet één, maar één combinatie van twee koelsystemen gekozen. Een keuze die niet vanaf het begin vaststond, maar juist tijdens het project ontstond. En de eerste resultaten zijn veelbelovend.

We spraken met projectleider Thomas de Haas van Zuyderland over de zoektocht naar een oplossing, de eerste ervaringen tijdens hete zomerdagen en wat andere organisaties daarvan kunnen leren.

Thomas: Binnen onze woonzorgcentra zagen we de afgelopen jaren steeds meer hittestress. We krijgen door klimaatverandering steeds meer te maken met warme dagen en langere hitteperiodes. Dat leidt tot gezondheidsproblemen en minder comfort bij bewoners, maar zeker ook tot klachten bij het personeel.

Daarbij heeft een woonzorgcentrum een bijzondere uitdaging: bewoners en medewerkers ervaren warmte niet op dezelfde manier. Bewoners zitten of liggen veel en hebben het daardoor vaak eerder koud. Medewerkers zijn juist voortdurend in beweging: ze ondersteunen bewoners, tillen mensen, maken eten en lopen veel rond. Je hebt dus twee groepen in hetzelfde gebouw, met heel verschillende behoeften.

En tijdens extreme hitte gaat het om meer dan comfort alleen. Zorgorganisaties moeten aan steeds meer normen en certificeringen in duurzaamheid voldoen. Zuyderland wil in het bijzonder bijdragen aan deze duurzame ambitie, mede door het verduurzamen van twee ziekenhuislocaties en een aantal woonzorgcentra. Er werd gezocht naar passieve koelsystemen die energie-efficiënt zijn een aangenaam binnenklimaat verzorgen. Zodoende was de deelname aan het project Duurzaam Zomercomfort een feit.

Thomas: Aanvankelijk had Zuyderland een andere oplossing voor ogen: warmte-koudeopslag in de bodem. Daarbij wordt gebruikgemaakt van de bodem om warmte en koude op te slaan en later weer te benutten. Maar tijdens de technische uitwerking bleek de bodem onder Hoogstaete daarvoor niet geschikt. Onder andere de toegestane boordiepte maakte deze oplossing voor een gebouw van deze omvang niet haalbaar. Zuyderland moest dus terug naar de tekentafel.

Samen met lokale technische adviseurs en projectpartners, waaronder TU Delft en TU Eindhoven, kwamen vervolgens twee alternatieven in beeld: koeling met Phase Change Materials (PCM) en adiabatische koeling. Beide hadden hun sterke punten, maar ook hun beperkingen. PCM is bijvoorbeeld afhankelijk van koele nachten om opnieuw voldoende te kunnen ‘opladen’. Adiabatische koeling kan juist langer ondersteuning bieden tijdens aanhoudende warmte.

Toen ontstond een interessante gedachte: waarom niet beide technieken combineren? Berekeningen lieten zien dat juist die combinatie verschillende weerscenario's veel beter kon opvangen.

Thomas: PCM klinkt ingewikkelder dan het in wezen is. Het principe is vergelijkbaar met een stof die bij bepaalde temperatuur smelt of stolt. Tijdens deze faseovergang kan het PCM grote hoeveelheden warmte opnemen of afgeven zonder dat de temperatuur van het materiaal significant verandert. In Hoogstaete stroomt lucht langs het PCM-materiaal. Daarmee kan de lucht worden afgekoeld voordat deze het gebouw wordt ingeblazen. 's Nachts, wanneer de buitentemperatuur daalt, wordt koele buitenlucht gebruikt om het materiaal weer klaar te maken voor de volgende warme dag.

En als het meerdere dagen achter elkaar heet is, ook de nachten, dan komt de tweede techniek in beeld: adiabatische koeling. Water wordt verneveld in de retourluchtstroom, waar het verdampt en warmte onttrekt aan deze lucht. Hierdoor daalt de temperatuur van de afvoerlucht. Door een warmtewisselaar wordt de toevoerlucht gekoeld, waardoor er geen ongewenste luchtvochtigheid het gebouw in gaat.

De twee technieken vullen elkaar daarmee aan. Het PCM-systeem vormt de basis; wanneer de hitte langer aanhoudt of extremer wordt, en de PCM in de nacht onvoldoende kan regenereren, springt de adiabatische koeling bij. Door deze slimme combinatie is het systeem voor meerdere hitte-scenario’s inzetbaar.

Thomas: De definitieve analyse moet nog volgen, maar de eerste metingen stemmen Zuyderland zeer positief. In Hoogstaete wordt zowel binnen als buiten gemeten. Die gegevens worden vergeleken met eerdere metingen met traditionele actieve koeling. De eerste resultaten laten volgens Thomas zien dat de koelprestaties vergelijkbaar zijn: tijdens warme dagen kon de binnentemperatuur ongeveer 10 tot 12 graden lager liggen dan de buitentemperatuur.

Ook het energiegebruik ligt aanzienlijk lager dan bij traditionele actieve koeling. Op basis van berekeningen vooraf werd uitgegaan van een significante energiereductie. De definitieve resultaten daarvan moeten nog worden berekend tijdens de projectduur.

Thomas: Een innovatieve installatie vraagt uiteraard om een investering. Zuyderland kon daarbij gebruikmaken van Europese middelen vanuit Interreg en cofinanciering van het Nederlandse ministerie van Economische Zaken en de Provincie Limburg. De investeringskosten van deze oplossing zijn vergelijkbaar met traditionele koelsystemen. Daarnaast verwacht Zuyderland dat de onderhoudskosten lager zullen liggen dan bij traditionele koelsystemen.

Precies daar ligt ook een interessante vraag voor beleidsmakers. Als dit soort systemen aantoonbaar minder energie gebruiken, maar een aanzienlijke investering vooraf vragen, kan financiële ondersteuning helpen om organisaties de stap naar innovatieve oplossingen te laten zetten. Zo kunnen demonstratieprojecten zoals Hoogstaete niet alleen één gebouw verduurzamen, maar ook praktische kennis opleveren waar andere organisaties mee verder kunnen.

Thomas adviseert organisaties vooral om niet automatisch voor de bekende oplossing te kiezen. “Ga verder kijken dan traditionele actieve koelsystemen. Kijk ook of een passief koelsysteem geschikt is voor jouw regio en jouw gebouw. En neem ook toekomstscenario’s met veranderend klimaat in acht.” Daarbij bestaat er niet noodzakelijk één ideale technologie. Bij Hoogstaete viel de oorspronkelijk beoogde oplossing af vanwege de lokale omstandigheden. En juist door technologieën te combineren ontstond een duurzame oplossing die beter aansluit bij een zomer met (méér) warmere dagen.

Dat maakt Hoogstaete een interessant voorbeeld voor andere woonzorgcentra, maar ook voor scholen, kantoren en andere gebouwen waar zomercomfort een steeds grotere uitdaging wordt. Klimaatadaptatie hoeft niet altijd te betekenen dat we simpelweg méér koeling installeren. Soms begint innovatie juist met een andere vraag: welke combinatie van oplossingen past het beste bij de duurzame opgave, dit gebouw, zijn gebruikers en de lokale omstandigheden?

De resultaten van Hoogstaete worden binnen het project gezamenlijk met TU Eindhoven verder onderzocht. Zuyderland wil de opgedane kennis en ervaringen graag delen met organisaties en professionals die zelf met vergelijkbare uitdagingen aan de slag willen.