De waarde van een warmte trui: update december 2021

Een update van december 2021. Dit artikel is oorspronkelijk geplaatst in augustus 2020, maar is door de huidige energieprijzen achterhaald. De waarde van een warme trui is nu veel groter!

Het stookseizoen is inmiddels in volle gang De grens waar het stookseizoen begint is afhankelijk van het weer (zowel temperatuur, zonneschijn en windsnelheid), mate van isolatie en de gewenste binnentemperatuur. Maar ook de thermische massa speelt een rol.

Om de waarde van je warme trui te bepalen heb je een aantal variabelen nodig: hoeveel graden kan de temperatuur verlaagd worden in huis en hoeveel energie heb je nodig om je huis op temperatuur te houden. Dat laatste wordt bepaald door de isolatiewaarde van je woning en door de thermische massa van de woning.

Thermische massa

Ik en Lieftallige Echtgenote (LE) zijn allebei geen koukleumen. Onze stookgrens ligt dan ook bij 18.5C. Deze temperatuur houden wij vrij constant, omdat we een enorme thermische massa hebben: een goed geïsoleerde woning met een stenen vloer. Als deze eenmaal warm is, dan blijft deze ook vrij warm. De thermische massa bereken ik als volgt:
Oppervlakte woonkamer: 75m2, dikte vloer: 20 cm (beton/steen). Volume van de vloer is dus 15m3. Ik gebruik een soortelijk gewicht voor beton (de keramische tegels zijn eigenlijk iets zwaarder) van 2.4. Dit betekent dat 1 liter beton 2.4kg weegt. Mijn vloer van 15m3 heeft dus een massa van 36 ton.

Verder heb ik nog muren: 34 meter in de omtrek, plus wat muren er tussen die allemaal van steen/beton zijn. Dit is in totaal ongeveer 48 meter, maal 2.5 meter hoog en 10 cm dik. Bij benadering is dit nogmaals 12 m3 materiaal, ofwel 29 ton.

Maar ook het plafond telt mee, gezien deze van beton is en mee opwarmt/afkoelt. Dit plafond is noodzakelijkerwijs net zo groot als de vloer: 75m2. De dikte is ongeveer 15 cm en daarmee in totaal ongeveer 27 ton.
De thermische massa van de benedenverdieping is dus 36+29+27 ton. In totaal dus 92 ton. Je kunt je voorstellen dat als dit eenmaal warm is, het dus ook warm blijft (of koel, in geval vice versa). Ik trek hier voor het gemak nog even wat ramen van af, om op een gewicht van 75.000kg te komen.
Om deze 75.000kg te verwarmen, heb je energie nodig. De massa van de lucht is verwaarloosbaar (ongeveer 250kg) en laat ik buiten beschouwing.

Om de 75.000kg te verwarmen, hebben we echter wel energie nodig (joule, ofwel J). Je 4,18 joule nodig om 1 gram water te verwarmen met 1 graad. Om dezelfde hoeveelheid beton te verwarmen heb je dus (gelijkgesteld aan water, omdat het beton dezelfde energiehoeveelheid opneemt) 75.000.000 gram * 4,18 J nodig: 313.500.000 Joule, of 313.500kJ.
1 kWh aan energie is 3600 kJ. Dit levert 313.500/3600 = 87 kWh per graad verwarming. Dit is een enorme hoeveelheid en verklaart waarom in eerste instantie je woning vrij snel weer zal afkoelen of opwarmen als je de verwarming (of koeling) uit hebt.

Gelukkig begin je nooit bij 0C. Als je er voor kiest om de temperatuur van 19C naar 20C te brengen in de woning, dan kost dit in eerste instantie veel energie (namelijk 87kwh in bovengenoemd voorbeeld). Op het moment dat deze temperatuur bereikt is, hoef je alleen het verschil bij te stoken: de woning verliest relatief meer warmte als de temperatuur hoger is. Vergelijk het met een pan water wat kookt: je hebt de temperatuur heel snel van 20C naar 60C, maar van 60 naar 100 duurt veel langer. Dit komt omdat er veel warmte verloren gaat tijdens het opwarmen.

Waar komt deze thermische massa nu eigenlijk van pas? Welnu: als je overdag gebruik kunt maken van de zon en hogere temperaturen, dan kun je zorgen dat je woning beter op temperatuur blijft. Als het buiten 25C is kun je veel energie besparen door deze energie overdag binnen te laten (gordijnen open, ramen open) en ’s avonds dicht te doen. Namelijk: 87kwh per graad dat je de woning warmer krijgt overdag.

De massa van de woning geeft deze warmte namelijk weer vrij en houdt de temperatuur dus zeer constant. Een ander voordeel: doordat je kleine schommelingen hebt, kun je met lage temperaturen verwarmen en dit is een stuk efficiënter voor CV-ketels en warmtepompen. Voor warmtepompen is dit het geval omdat het verschil tussen de benodigde temperaturen klein is en daardoor lang kan werken op laag vermogen. Bij CV-ketels geldt het principe van “condensatie-warmte”: de lage temperatuur zorgt voor het vrijkomen van relatief veel condensatie van de rookgassen, waardoor er efficiënter gestookt wordt.

Graaddagen

Een andere manier om bovenstaande te benaderen of bepalen, en veel gemakkelijker, is het principe van graaddagen. In ons geval ligt de stookgrens op 18.5C. Indien het buiten (gemiddeld) 14C is, dan hebben we “4.5” graaddagen. Door het aantal gestookte kuubs gas (minus warmwaterverbruik) te delen door het aantal graaddagen, krijg je een waarde voor je woning in m3 per graad. Het verhogen of verlagen van je stookgrens heeft daarmee direct een effect op de energiezuinigheid van je woning: je hebt namelijk minder graaddagen. Een handige website hiervoor is mindergas.nl, die ook automatisch seizoenscorrecties uitvoert en data importeert van het dichtstbij gelegen weerstation van het KNMI.

Deze werkwijze is een benadering: je woont zelf niet op het weerstation (neem ik aan) en er is een aantal factoren buiten beschouwing gelaten: zonneschijn en windkracht. Een bewolkte, winderige dag in december zorgt voor meer afkoeling van je woning dan een zonnige, windstille dag in december, zelfs als de gemeten temperaturen hetzelfde zijn.
Verschillen kunnen groot zijn: onze vorige woning had een waarde van 0.53 m3/graad, de huidige woning slechts 0.3m3/graad. Dat is een verschil van ruim 40%!
Update: door te stoken met de airco zitten we op <0.1m3 per graaddag aan gas (maar wel meer elektriciteitsverbruik, uiteraard).

Waarde van een trui

Met bovenstaande gegevens kunnen we iets! Namelijk, bepalen wat het scheelt om de temperatuur 1 graad te verlagen: doe een trui aan, in plaats van een t-shirt.
Voor de periode 1 oktober 2019 t/m 1 mei 2020 waren er 2507 graaddagen dat jaar bij een verbruik van 759.6m3 gas (0.303 m3 per graaddag).
Nu verhoog ik de grens van 18.5C naar 19.5C: dit levert 2619 graaddagen op. Dit betekent een delta van 112 graaddagen. Om te komen tot de extra kosten vermenigvuldigen we dit met het aantal m3 per graaddag: 33.6m3 gas extra (4.4%). In werkelijkheid zal dit iets hoger liggen: het warmteverlies van een object is rechtevenredig aan het verschil tussen de buiten & binnentemperatuur. Een woning die tot 19.5C verwarmd wordt, zal meer warmte verliezen dan de woning die slechts tot 18.5C gestookt wordt.

33.6m3 gas kost mij ongeveer 26,21 EUR. Maar voor mensen die de huidige gasprijzen betalen is het voordeel veel groter: bij 1,50 per m3 gas heb je het al over 50 EUR per jaar. Door simpelweg een trui aan te doen.

Nachtverlaging: wel of niet?

Wij hebben gekozen voor een relatief beperkte nachtverlaging: als we er niet zijn loopt de temperatuur maximaal 1 graad terug. Als we op vakantie zijn of langere tijd weg, dan daalt de temperatuur verder. Er doet wel het fabeltje de ronde dat de temperatuur volledig constant houden het zuinigst is. Dit gaat voorbij aan het gezond verstand en wetten van thermodynamica: het opwarmen van een object van 0 naar 100C kost minder energie dan het object van 0 naar 100C te brengen en tussentijds weer af te laten koelen. Dit vanwege het feit dat er zoveel energie verloren gaat bij hoge temperaturen.

Wat wel belangrijk is, is te zorgen dat de afkoeling dermate beperkt is dat de CV-ketel (HR) altijd in zijn HR-bereik zit. Je kunt dit heel eenvoudig zien: als je een stoompluim/rookpluim uit je afvoer hebt bij het stoken, dan werkt de ketel te hard en dus inefficiënt. Verlaag de keteltemperatuur zo ver dat deze geen stoom afgeeft, maar de woning wel warm te houden is. Bij mij is dit 40C…

Let goed op dat er niemand staat te douchen: douchen is een activiteit met hoog vermogen en dus altijd rookvorming. Dit is dus geen goede indicatie.

Voor bovenstaande geldt wel: hoe beter het huis geïsoleerd is (en des te groter de thermische massa van het verwarmde deel), des te kleiner het voordeel van een nachtverlaging.

In een slecht geïsoleerd huis met weinig massa (zoals mijn vorige woning, ondanks na-isolatie) kun je met groot succes nachtverlaging toepassen. Hiermee verlaag je de gemiddelde temperatuur aanzienlijk: in de avond 18C, in de nacht 14 levert een gemiddelde op van iets onder de 16C (de nacht, ochtend & middag duren immers langer dan de avond). Zoals we in de graaddagen-calculatie hebben gezien betekent dit ongeveer 70m3 per jaar. Doordat er weinig massa is, hoeft er ook weinig massa opgewarmd te worden waardoor de woning snel op temperatuur is. De impact op comfort was dus klein.