Wat is het verschil tussen een GTO-berekening en een Koellastberekening?
In dit artikel bespreken we:
Introductie
De afgelopen periode zien wij bij meerdere woningbouwprojecten dat er aanzienlijke verschillen ontstaan tussen een koellastberekening en een GTO berekening, terwijl beide worden uitgevoerd op exact hetzelfde ontwerp. Beide berekeningen spelen echter een belangrijke rol bij het risico op oververhitting. Het risico op oververhitting wordt beoordeeld met de indicator TOjuli (onderdeel van de BENG berekening), die aangeeft in hoeverre de woning gevoelig is voor temperatuuroverschrijdingen in de maand juli. Zowel de GTO-berekening als een koellastberekening kunnen inzicht geven in het thermisch gedrag van een gebouw en eventuele oplossingen tegen overhitting. In dit artikel wordt het verschil en de relatie tot BENG en de Wet kwaliteitsborging voor het bouwen (Wkb) uitgelegd.
Wat is de koellastberekening?
Een koellastberekening (ISSO Kleintje Koellast) is een statische berekening die het benodigde koelvermogen van een gebouw berekent en de dimensionering van de koelinstallatie bepaalt. Hierbij wordt het benodigde koelvermogen bepaald op basis van verschillende invloedsfactoren zoals buitentemperatuur, zoninstraling, interne warmtelasten en ventilatie. Deze factoren worden niet dynamisch per uur doorgerekend, maar via rekenfactoren bepaald. De berekening werkt daarbij met verschillende veiligheidsmarges. Zo worden zonwering en overstekken minder zwaar meegewogen en wordt gerekend met ongunstige buitentemperaturen en relatief hoge interne warmtelasten.
Deze conservatieve aanpak is bewust gekozen om te voorkomen dat de koelinstallatie te licht wordt gedimensioneerd. De eis vanuit het BBL is dat het maximale koelvermogen onder de 25 W/m² moet blijven, dit zegt dus iets over het benodigde piekvermogen, niet over daadwerkelijke overhittingsuren. Dit betekent dat de koellastberekening op zichzelf geen directe uitspraak doet over het risico op oververhitting van een woning. Wanneer het koelvermogen van een verblijfsruimte hoger ligt dan 25 W/m² voldoet het ontwerp niet aan de BENG-eis voor temperatuuroverschrijding en moeten maatregelen worden genomen om oververhitting te beperken, zoals zonwering, zonwerend glas of een aanvullend koelsysteem. Om het daadwerkelijke risico op temperatuuroverschrijding beter te beoordelen, wordt daarom steeds vaker een GTO-berekening uitgevoerd.
Wat is het verschil met de GTO-berekening?
De GTO-berekening (Gewogen Temperatuur Overschrijding) is een dynamische uur-simulatie. Hierbij wordt per uur gekeken naar de werkelijke bezonning, de stand van de zon, de oriëntatie van de gevels, interne warmtelasten, ventilatie en de daadwerkelijke schaduwwerking van overstekken en zonwerende maatregelen. Dit resulteert in een gedetailleerde berekening van het thermisch gedrag van een gebouw gedurende het jaar. Wanneer er koeling aanwezig is, wordt gerekend met een forfaitaire koelcapaciteit van 25 W/m² en wordt vastgesteld hoeveel GTO-uren overblijven. De eis is dat dit onder de 450 uren per jaar blijft. Omdat deze berekening veel realistischer omgaat met ontwerpkeuzes, zien we in de praktijk dat woningen die in de koellastberekening niet voldoen, in de GTO-berekening vaak ruimschoots binnen de normen blijven. Het ontwerp kan dus ongewijzigd worden doorgezet en het risico op oververhitting is binnen het BBL volledig geborgd. In figuur 1 is visueel te zien hoe de GTO-berekening wordt uitgevoerd, met de onderstaande legenda:
1) Stand van de zon
2) Ventilatie
3) Interne warmtelast
4) Schaduwwerking
5) Oriëntatie van de gevels
Figuur 1: Visualisatie van GTO-berekening
| Koellastberekening | GTO-berekening | |
|---|---|---|
| Doel | Dimensioneren van de installatie | Toetsen van het zomercomfort |
| Methodiek | Statisch: rekent met piekdagen | Dynamisch: simulatie per uur op basis van een heel jaar aan weerdata |
| Zonwering | Wordt vaak conservatief (minder gunstig) meegerekend | Wordt zeer nauwkeurig meegerekend (schaduw van overstekken) |
| Resultaat | Een benodigd koelvermogen in W/m². | Het aantal uren boven de grenstemperatuur (GTO-uren). |
Tabel 1: Verschillen koellastberekening en GTO-berekening
Ons advies
Omdat wij dit verschil inmiddels in meerdere projecten constateren, hebben wij ons interne advies aangescherpt. Waar voorheen standaard een koellastberekening werd geadviseerd, kiezen wij er nu vaker voor om eerst een GTO-berekening uit te voeren. Deze sluit beter aan bij de BENG-systematiek en geeft een realistischer beeld van de werkelijke oververhitting. De koellastberekening blijft uiteraard essentieel voor het bepalen van het exact benodigde koelvermogen en de dimensionering van koelinstallaties.
In de praktijk vullen beide berekeningen elkaar aan. De GTO-berekening geeft inzicht in het werkelijke risico op temperatuuroverschrijding gedurende het jaar en wordt daarom steeds vaker gebruikt om het zomercomfort van een ontwerp te beoordelen. De koellastberekening blijft vervolgens nodig om het benodigde koelvermogen te bepalen en de installatie correct te dimensioneren. Door eerst het zomercomfort met een GTO-berekening te analyseren en daarna pas de installatie te dimensioneren, kan vaak worden voorkomen dat onnodig zware installaties of aanvullende maatregelen worden toegepast.
Conclusie
Bij het opstellen van een onderbouwing voor het risico op oververhitting werd in eerste instantie een koellastberekening uitgevoerd om het koelvermogen van een gebouw vast te stellen. Deze berekening blijkt conservatief te zijn en neemt onderdelen zoals zonwering en geveloriëntatie beperkt mee in de uitkomst. Daarom wordt nu vaak eerst een GTO-berekening gedaan die inzicht geeft in de daadwerkelijke risico’s op overhitting gedurende het jaar. Veel ontwerpen die niet voldoen aan de eisen van de koellastberekening vallen ruim binnen de norm van de GTO-berekening. Voor het bepalen van het koelvermogen en het dimensioneren van de koelinstallatie, wordt de koellastberekening gebruikt, deze in combinatie met een warmteverliesberekening zorgt voor een uitstekend installatieconcept. Zo voldoen gebouwen aan de BBL en BENG-eisen zonder overbodige aanpassingen te doen.
