De slimme sociale huurwoning Casa 1.0 die in de Helmondse wijk ‘Brandevoort’ in een recordtijd wordt gerealiseerd heeft vanwege de talrijke energiebesparende toepassingen een huis met een geringe ecologische voetafdruk en dat is dubbele winst. De woning wordt gerealiseerd volgens de principes van ‘slimbouwen’: de vermindering van materiaalgebruik, afval, fouten, CO2 en andere uitstoot tegenover het vergroten van de flexibiliteit. De verminderde complexiteit en grotere flexibiliteit zorgen voor makkelijk bereikbare pijpen en aanpasbare huizen, wat uiteindelijk het comfort in het gebouw verbetert.
De betaalbare huurwoning is ontwikkeld door Team Casa van de Technische Universiteit Eindhoven (TU/e). Het team bestaat uit 20 tot 30 studenten, die onderverdeeld zijn in verschillende subteams: Team Tech, Team Building en External Affairs. De leden komen van verschillende bachelor- en masteropleidingen: Bouwkunde, Werktuigbouwkunde, Electrical Engineering, Sustainable Innovation, Industrial Design, Automotive, Software Science, Technische Natuurkunde en Technische Scheikunde. De TU/e faciliteert begeleiding en stimuleert de samenwerking met faculteiten, onderwijs en onderzoek. Ook wordt het team geadviseerd door verschillende partners uit het bedrijfsleven.
Architectuur
Het gebouw heeft een modern en functioneel ontwerp. Karakteristiek aan de woning is het gebruik van hout in de gevel. Ook heeft het gebouw karakteristieke verticale, houten, lamellen. Het gebouw bestaat uit drie appartementen: op de begane grond een rolstoelvriendelijk appartement en op de bovenverdieping twee studio’s.
Materialen
De basis van het huis bestaat uit een constructief staalframe dat grotendeels nauwkeurig is geprefabriceerd. Hiermee wordt de tijd die nodig is op de bouwplaats en het aantal fouten dat gemaakt wordt gereduceerd.
Er wordt zo weinig mogelijk lijm gebruikt tussen muur-, vloer- en dakeenheden. Dit betekent dat sloopkosten vervallen; restwaarde van de materialen en elementen kunnen worden verzilverd bij het demonteren en hergebruiken of recyclen.
Er wordt bewust geen gebruik gemaakt van beton vanwege de negatieve invloed van dit materiaal op het milieu. Om diezelfde reden is de fundering gemaakt van staal. Dit materiaal heeft wel een hoge ‘embodied energy’ (de benodigde energie om het materiaal te produceren), maar het materiaal kan wel goed gerecycled worden.
Door het huis loopt een centrale kern die een belangrijke constructieve functie heeft, maar ook als installatiekern dient. Deze kern, die de Service Core wordt genoemd, is een soort holle, stalen kolom die het gewicht van het huis draagt. In de Service Core worden alle installaties gemonteerd, zoals de converters, de waterbuffer en de warmtepomp. Door de centrale locatie van de Service Core worden de lengtes van buizen en bekabeling korter, is er dus minder materiaal nodig en gaat er minder energie verloren.
Energie
Het energiedak genereert zowel warmte als elektrische energie. Voor de warmte-energie wordt water door het dak geleid dat wordt verwarmd door de zon. Dit water koelt de zonnepanelen, wat de panelen efficiënter maakt en de levensduur verlengt. Dit effect is echter niet heel groot.
Het warme water dat wordt geproduceerd wordt ondergronds opgeslagen in een goed geïsoleerd waterbassin. Dit waterbassin wordt ook wel de STES (Seasonal Thermal Energy Storage) genoemd. Door deze STES kan de warmte die in de zomer wordt geproduceerd in de winter worden gebruikt. Zo wordt de warmte-energie optimaal gebruikt en wordt het gebouw minder afhankelijk van het elektriciteitsnetwerk.
De STES bestaat uit stalen buizen die een constructieve functie hebben. Het water wordt tussen de buizen opgeslagen, niet in de buizen. Het water van de STES blijft in de STES. De warmte wordt overgedragen naar water in het verwarmingssysteem. Dit verwarmingssysteem is niet verbonden met het drinkwatersysteem.
Elektriciteit
Voor onvoorziene omstandigheden is er een connectie met het elektriciteitsnetwerk. Er is een gecombineerd DC (gelijkstroom) en AC (wisselstroom) elektrisch netwerk in de woning. Normaal gezien heeft een woning alleen een AC-netwerk, terwijl zonnepanelen en warmtepompen op DC werken. Dit zou betekenen dat de elektriciteit die door de zonnepanelen wordt opgewekt, omgezet zou moeten worden van DC naar AC. Om het vervolgens bij de warmtepomp te kunnen gebruiken moet het weer omgezet worden van AC naar DC in de warmtepomp. Bij deze transformaties gaat energie verloren. Om dit te voorkomen heeft Casa 1.0 een gedeeltelijk DC-netwerk. Dit betekent dat de transformaties omzeild en de verliezen geminimaliseerd worden. Hiervoor wordt wel een speciale warmtepomp ontwikkeld die geen AC-input nodig heeft. Naast het DC-netwerk is een AC-netwerk echter nog steeds nodig aangezien veel apparaten alleen op AC werken.
Apparaten
Casa 1.0 wordt (een van) de eerste woningen met een professioneel DC-grid. Dit berekent dat bij gebouwen die worden uitgerust met een gelijkstroomnetwerk (DC-net) de opgewekte gelijkstroom direct en zonder energieverlies kan worden gebruikt voor alle elektronica in het gebouw.
Casa 1.0 heeft twee warmtepompen: een DC (gelijkstroom) water-water warmtepomp die speciaal ontwikkeld is voor Casa 1.0 en een lucht-water warmtepomp die van ventilatielucht warm tapwater maakt. In de woning gebeurt dit zowel in de winter met de warmte van de binnenlucht als in de zomer met de warmte van de buitenlucht.
Er is een demand-based-ventilatie en hittesysteem: beide reageren op data van sensoren die de luchtvochtigheid, CO2 en temperatuur meten.
Kosten
De investeringskosten van Casa 1.0 liggen hoger dan bij sociale huurwoningen. Dit komt doordat er veel innovatie in zit. Dit zal in volgende versies minder worden doordat Casa 1.0 gebruikt zal worden voor onderzoek om de kosten te verminderen. Voor de ‘opvolgers’ van Casa 1.0 worden de meerkosten gecompenseerd door de mindere exploitatiekosten. De onderhouds- en energiekosten zijn lager waarmee de maandlasten betaalbaarder zijn.
