Minister Arie Slob van Onderwijs stuurde de Monitor Onderwijshuisvesting po/vo in december 2017 naar de Tweede Kamer waarin werd vermeld: “Driekwart van de schoolbesturen vindt dat er een grote noodzaak is voor ingrijpende aanpassingen aan hun schoolgebouw, vooral op het punt van functionaliteit, milieu, energieverbruik en binnenklimaat.” Het is dan ook niet voor niets dat het als een van de prioriteiten is opgenomen in de Bouwagenda.
Auteurs: Ir. W.H. (Wim) Maassen PDEng, Senior Consultant Energie en Duurzaamheid, Royal HaskoningDHV en TU/e Fellow, Technische Universiteit Eindhoven;
Prof.ir. W. (Wim) Zeiler, Hoogleraar Installaties, Technische Universiteit Eindhoven
Gemeenten en schoolbesturen dragen gezamenlijk de zorg voor 2,5 miljoen leerlingen. Aan onderwijshuisvesting werd in 2013 gezamenlijk ongeveer € 2,6 miljard besteed. Ouderdom en functionele en technische kwaliteit van schoolgebouwen lopen sterk uiteen. Veel onderwijsvastgoed van voor de jaren 90 is van slechte kwaliteit en heeft vaak slechts een beperkte tussentijdse renovatie ondergaan. Uit de Database Schoolgebouwen die Bouwend Nederland in 2013 lanceerde, bleek dat tachtig procent van die gebouwen sterk verouderd is, met een slecht binnenklimaat en gemiddeld een energielabel E. Een kwart van het volume onderwijsvastgoed heeft label G. Onderwijsvastgoed met een label B of hoger beslaat ook een kwart. In het Energieakkoord is afgesproken dat alle huurwoningen van corporaties in 2030 gemiddeld label A dienen te hebben. Dit betekent dat ruim driekwart van de voorraad voor 2030 een forse energie labelverbetering moet ondergaan.
Van de huidige ruim negenduizend bestaande scholen, met in totaal zo’n 160.000 klaslokalen heeft 25 % ventilatiesystemen die slecht functioneren. In de winter wordt te weinig geventileerd, in de zomer is het vaak veel te warm. Dit alles beïnvloedt de leerprestaties van kinderen negatief. Daarnaast leidt dit ook tot een hoger ziekteverzuim bij leerlingen en leraren. Het bedieningsgemak, het energiegebruik en de beheerkosten vallen ook in de praktijk sterk tegen. Er zijn geen adequate oplossingen om investeringen, kwaliteit van het binnenmilieu, energiegebruik en exploitatiekosten te optimaliseren. Bij het toepassen van nieuwe ventilatieconcepten, blijkt dat deze vaak minder goed presteren in de werkelijkheid. Teveel wordt in concrete productoplossingen gedacht zonder de feitelijke onderliggende problematiek te doorgronden of alle aspecten bij keuzes voldoende tot hun recht te laten komen.
De opgave voor het in stand houden van onderwijshuisvesting van redelijke kwaliteit zoals de wet voorschrijft blijkt een substantiële opgave, zo oordeelde de Algemene Rekenkamer (AR) in haar rapport van 2016. De AR concludeerde dat schoolgebouwen geregeld zelfs niet voldoen aan wettelijke eisen en dat er verder niet of nauwelijks handhavend wordt opgetreden. Verder is het huidige tempo waarin nieuwbouw wordt gerealiseerd is betrekkelijk laag: gebouwen worden gemiddeld na 69 jaar vervangen. Het aantal nieuwe schoolgebouwen, dat jaarlijks wordt gebouwd, ligt sinds 2010 wat lager dan in de jaren daarvoor. Renovatie van de bestaande voorraad is daarom van groot belang.
Hoge eisen
In februari 2008 verscheen de eerste kabinetsvisie binnenmilieu scholen. Hierin werden de volgende doelstellingen (die binnen de komende 15 jaar moeten worden gerealiseerd) geformuleerd:
- de maximale CO2-concentratie in leslokalen mag de 1200 ppm niet overschrijden;
- de temperatuur in de zomer moet beheersbaar zijn.
De opzet van de publicatie ISSO 89 Binnenklimaat scholen, publicatiedatum 1 juli 2008, was om hulpmiddelen voor het ontwerp van een binnenklimaat te geven waarbij invulling gegeven wordt aan de genoemde kabinetsdoelstellingen. De basis voor een goed ontwerp wordt gevormd door een programma van eisen (PvE) waarin helder de eisen en wensen van de opdrachtgever zijn vastgelegd. In ISSO 89 wordt een overzicht gegeven van voor het binnenklimaat relevante aspecten. Voor een gezond en comfortabel gebouw dient hoger te worden ingezet dan de wettelijke minimum eisen uit het bouwbesluit. De Rijksdienst voor Ondernemend Nederland (RVO.nl) heeft in 2008 het ‘Programma van Eisen (PvE)–Frisse Scholen’ laten ontwikkelen. De vijfde versie van het Programma van Eisen – Frisse Scholen is in september 2015 verschenen. In maart 2016 verscheen de Frisse Scholen Toets Behorend bij het PvE Frisse Scholen 2015 Handleiding voor adviseurs. Daarnaast is er een beslisboom ontwikkeld als beslissingsondersteunende tool voor schoolbesturen om ze te helpen bij de keuze voor verduurzaming van hun (bestaande) schoolgebouwen. Er zijn 9 integrale pakketten, berekend voor een beoogde exploitatieperiode van 5, 15 of 25 jaar. Met 8 van de 9 Maatregelpakketten kan worden voldaan aan de Wet Milieubeheer en aan Energielabel C of B en Frisse Scholen Klasse C of B. Maar de eisen voor een toekomstbestendige school moeten al veel strikter, gezien hun gemiddelde levensduur van meer dan 35 jaar.
Het PvE van Frisse Scholen dient als leidraad om schoolbesturen te stimuleren om minder energie te verbruiken en om het binnenmilieu van het schoolgebouw te verbeteren. Echter is in het onderzoek naar voren gekomen dat het PvE van Frisse Scholen moeilijk te begrijpen is voor schoolbesturen en ook dat de prestaties in de werkelijkheid moeilijk te realiseren zijn. Het ontwerpen en bouwen van een school is dan ook een complex proces waarbij er veel strijdige eisen zijn, zie figuur 1.
Figuur 1. De eisen uit het PvE Frisse Scholen leiden vaak tot conflicterende keuzes [Cox 2015]
De VLA (Vereniging Leveranciers van luchttechnische Apparaten), heeft daarom een Schoolventilatie ontwerp- en realisatiebestek ontwikkeld dat eind januari 2018 beschikbaar is gekomen. Daarnaast heeft Green Deal scholen samen met VLA in een overzicht vijf veel toegepaste ventilatieconcepten op een rij gezet. Hierbij is er niet alleen naar de aanschafprijs van een ventilatiesysteem gekeken, maar ook naar de totale exploitatiekosten over een langere periode. In dit overzicht zijn de totale kosten over een periode van 15 jaar berekend, maar helaas alleen gebaseerd op Frisse Scholen Klasse B. Dit is echter een te lage ambitie gezien de levensduur van de scholen en het waarschijnlijk voortschrijdend inzicht dat de kwaliteit van de binnenlucht steeds belangrijker zal blijken. De vraag blijft verder ook hoe de prestaties van verschillende aspecten geëvalueerd en vergeleken kunnen worden. Het omgaan met conflicterende eisen is nog een probleem [Cox et al. 2015, Cox 2015], alsmede de bewaking van de resultaten tijdens ontwerp, uitvoering en in de gebruiksfase.
Prestaties in gebruik lager dan ontwerp
In de afgelopen jaren is door de TU/e samen met Royal HaskoningDHV met behulp van verschillende masterstudenten en afstudeerders onderzoek gedaan naar scholen, schoolventilatiesystemen, welzijn (thermisch comfort en gezondheid) en naar de beleving van leraren en leerlingen ten aanzien van het binnenklimaat, zie het literatuuroverzicht. Dit om meer inzicht te krijgen in de werkelijke situaties tijdens de gebruiksfase van de scholen. Hieronder worden de resultaten van de volgende onderzoeken gepresenteerd:
- Een enquête onder 80 scholen over de beleving van het binnenklimaat
- CO2-metingen bij 10 scholen
- Een enquête over binnenmilieuaspecten bij 10 scholen
- Frisse Scholen classificatie van de onderzochte scholen op basis van uitgevoerde ventilatiemetingen
Enquete binnenmilieu
Bij 80 scholen waar de studenten vroeger zelf op zaten, zijn enquêtes gehouden ten aanzien van de kwaliteit van het binnenmilieu en thermisch comfort. Hoewel deze aselecte steekproef een actueel beeld geeft, moet gezien het geringe aantal scholen (57 bruikbare resultaten) op het totaal van circa 9200 scholen een kanttekening gemaakt worden over de betrouwbaarheid. Hieruit bleek dat 14 van de 26 scholen in het voortgezet onderwijs een beoordeling kregen van 4,5 of hoger bij een schaal van 1-7 (van goed tot slecht) op één van de aspecten. Dus bij 54% van de scholen is het binnenmilieu matig tot slecht op minstens één van de belangrijke beoordelingscriteria. Bij de lagere scholen is dit verrassend genoeg bij slechts 10 van de 31 scholen het geval, of te wel 32%. Een verklaring van het verschil kan zijn dat scholieren in het voortgezet onderwijs beter in staat zijn aan te geven wat zij ervan vinden dan basisschoolleerlingen. Maar in ieder geval blijkt dus dat bij een groot aantal van de bestaande scholen de situatie rondom het binnenmilieu verre van optimaal is.
CO2-metingen
Recent zijn er in 10 van de top 15 energiezuinige scholen de CO2-concentraties gemeten alsmede in ongeveer 12 andere recent opgeleverde scholen, zie tabel 1. Voor de CO2-metingen zijn de zogenaamde Peak, P95 en P50 metingen opgenomen in tabel 1. Peak is de hoogst gemeten waarde en de P95 en P50 waarden geven respectievelijk de waarden weer die 5% en 50% van de tijd overschreden worden tijdens de gebruikstijd.
Tabel 1. Resultaten CO2 metingen in 10 scholen uit de top vijftien nZEB scholen. Bekijk de tabel op volledige grootte.
Als de gemeten CO2 concentraties vergeleken worden met de (peak-)eisen volgens Frisse Scholen volgt het beeld dat in figuur 2 is weergegeven (klasse A < 800 ppm; klasse B < 950 ppm; klasse C < 1.200 ppm)
Binnenmilieu enquête
Uit onderzoek van de TU/e en Royal HaskoningDHV bij deze recent gebouwde scholen, zie lijst met master/afstudeerverslagen, is verder naar voren gekomen dat geen van de scholen op alle beoordelingscriteria van Frisse Scholen de beoogde kwaliteitsklasse A of B conform het PvE Frisse Scholen heeft weten te realiseren. De resultaten van een uitgevoerde binnenmilieu enquête, die aangeeft hoe de gebruikers het binnenmilieu ervaren, tonen dit zelfde beeld, zie Tabel 2. Bij de enquête wordt gericht gevraagd naar een bepaald aspect van het binnenmilieu, bijvoorbeeld de vochtigheid van de ruimte. Deze is vervolgens uitgedrukt in een 7-puntsschaal waarbij 1 zeer goed is en 7 zeer slecht. De 7-puntsschaal komt overeen met de 7-punts comfort schaal van ASHRAE.
Met betrekking tot de kwaliteitsklassen van het Frisse Scholen PvE zou je kunnen zeggen dat 1 en 2 overeenkomt met klasse A, 3 en 4 met Klasse B. Daaruit volgt dat een schoolgebouw bij een waardering hoger dan 4 deze niet meer voldoet aan de eisen van frisse scholen A en B.
Wel zijn er scholen die op de meeste criteria een voldoende score maar toch geeft het aan hoe weerbarstig de problematiek is [van Gaalen 2016].
Tabel 2. Resultaten van enquete voor de beschouwde Top 15 Energiezuinge scholen. (n/a staat voor niet van toepassing/beschikbaar). Bekijk de tabel op volledige grootte.
Gemeten Frisse Scholen classificatie
Als we alleen kijken naar de kwaliteitsklasse voor de ventilatie is de situatie gunstiger, zie figuur 2. Met name de Top 15 EnergieZuinige Scholen (EZS) uit de RVO top vijftien scholen, vallen positief op.
Figuur 2. Frisse school ventilatie classificatie A, B of C per jaar van oplevering van recent onderzochte scholen (Jacobs 2017), met daarin aangegeven scholen uit de top vijftien lijst van 2016(RVO 2016).
Meerwaarde voor de eindgebruiker
In 2004 is door SenterNovem (Kompasmonitoring 2004) onderzocht wat een ‘normaal’ gebruik is (gas + elektriciteit) in zowel bestaande basisscholen als middelbare scholen was. Duidelijk bleek daarbij dat de verschillen tussen ‘goede’ en ‘slechte’ scholen groot zijn. Uit dit veldonderzoek is bekend dat het energiegebruik hoog is in slecht geïsoleerde scholen met enkel glas, energievretende verlichting en inefficiënte warmteopwekking (zoals geen HR-ketel of warmtepomp). Situaties die nog steeds relatief veel voorkomen. Zo blijkt dat in een bestaand gebouw met hoge energierekening het energiegebruik met circa 40% te verlagen is.
Het structureel verbeteren van de kwaliteit van de (basis)scholen heeft een positief effect op de leerprestaties van basisschoolleerlingen, draagt bij aan lagere exploitatiekosten van onderwijsgebouwen, vermindert ziekteverzuim onder leraren en draagt bij aan verduurzaming van maatschappelijk vastgoed. Daarbij kan gedacht worden aan concepten voor aanpassing en nieuwbouw van scholen waarbij het ‘smart’ maken van leslokalen, multifunctionaliteit, goedkopere exploitatie en aansluiting op energy grids zijn meegenomen.
Het verbeteren van het lokale comfort is een wezenlijk onderdeel van de kwaliteit van het binnenklimaat van het gebouw en heeft directe relatie met de productiviteit en het ziekteverzuim van medewerkers. Talloze studies tonen aan, dat dit leidt tot een hoger algemeen welbevinden van de mensen in het gebouw, verhoogde prestaties en vermindering van het ziekteverzuim [Clements-Croome & Baizan 2000, Wyon 2000, Fisk & Seppänen 2007, Lan et al. 2011]. Het is daarom ook belangrijk vanuit het perspectief van organisatie efficiency te kijken naar een optimaal thermisch comfort. Het aangetoonde positieve effect bedraagt ongeveer 3% rechtstreeks gerelateerd aan de verlaging van de arbeidskosten. Daarnaast speelt er het effect van het verhogen van de leerprestaties van de leerlingen. Immers bij onvoldoende ventilatie neemt hun alertheid en opname-vermogen af.
Verder vormen scholen het inspiratiepunt van de wijk voor een gezonde, houdbare en inclusieve samenleving. De contacten met de ouders vormen een sociaal netwerk van ongekende samenhang en inspiratie voor het bevorderen van een gezonde en duurzame leeromgeving en lokale community.
Integrale aanpak
Door de initiatieven van de Rijksdienst voor Ondernemend Nederland is er op het gebied van de kwaliteit van het binnenmilieu en het energiegebruik van scholen een belangrijke stap voorwaarts gezet. In de huidige marktsituatie zien gemeenten en schoolbesturen met een huisvestingsvraag vaak door de bomen het bos niet meer [Bouwagenda 2017]. Vele partijen bieden hulp aan, maar zonder verantwoordelijkheid te nemen; zij adviseren slechts. Maar doordat bij veel scholen en steeds meer gemeentes de kennis en capaciteit rondom huisvesting gering is, is het voor hen ondoenlijk dit goed te beoordelen.
Nieuwe ontwerptechnieken en een overzicht van oplossingen met randvoorwaarden die op een meetbare manier leiden tot een kwalitatief goed ‘ontwerp’ van schoolventilatie met operationele garantie, zijn nodig om een verdere kwaliteitsslag te maken. De economische, ruimtelijke en bouwfysische aspecten in het ontwerp moeten evenwichtig worden meegenomen voor optimaal gebruik en beheer en optimale bediening. Hiervoor is een nieuwe ‘integrale aanpak’ nodig om voor de toekomst een betaalbare, duurzame en gezonde leefomgeving in scholen te borgen. Dit is het doel van de TU/e samen met Royal HaskoningDHV.
Referenties
Algemene Reken Kamer, 2016, Schoolgebouwen primair en voortgezet onderwijs: de praktijk getoetst.
Bouwagenda, 2017, De bouw agenda, Bouwen aan de kwaliteit van leven
Clements-Croome D., Baizan L., 2000, Productivity and Indoor Environment, “The effect of Indoor Climate on Productivity, Proceedings of Healthy Buildings 2000, August 6-10, Espoo, Finland.
Dhalliun A., Limam K., 2014, Comparison of natural and hybrid ventilation strategies used in classrooms in terms of indoor environmental quality, comfort and energy savings. La Rochelle: Indoor and Built Environment.
Fisk W. J., Seppänen O., 2007, Providing better indoor environmental quality brings economic benefits In REHVA World Congress - CLIMA 2007.
Gaalen E. van, 2016, Schoolkind snakt naar frisse lucht in lokalen, Algemeen Dagblad 1 April 2016.
Green Deal VLA, 2018 Informatieblad ‘ Vergelijking van vijf schoolventilatiesystemen voor bestaande PO en VO scholen, versie 11 januari,
Hviid C., 2015, Evaluation of ventilation solutions for retrofitting of schools. Lyngby: Technical University of Denmark.
Lan L., Wargocki P., Lian Z., 2011, Quantitative measurement of productivity loss due to thermal discomfort, Energy and Buildings 43:1057-1062
Maaijen H.N., 2011, Development of a generic methodology for a life cycle cost and performance analysis, Master report TU Eindhoven, Eindhoven
RVO, 2016,Monitoring 2015 Energiebesparing Gebouwde Omgeving, RVO-179-1601/BR-DUZA
Steiger S., Roth J., Östergaard L., 2013, Hybrid Ventilation –The Best Ventilation Concept For future School Buildings? Liverpool: Liverpool John Moores University.
Thijssen I, Korbee H., 2017, Acht scholen naar energieneutraal, Duurzame Scholen, mei 2017
VLA 2018, Schoolventilatie ontwerp- en realisatiebestek, VLA (Vereniging Leveranciers van luchttechnische Apparaten), januari 2018 beschikbaar
Projecten
Waard de M.J., 2013, Field study on indoor air quality (IAQ) in sustainable schools, master project, TU Eindhoven
Bouwens E.P.M., 2014, Field study on thermal comfort in sustainable and fresh schools, master project, TU Eindhoven
Teuwen S., 2014, Field study on the indoor air quality of sustainable schools. TU Eindhoven.
Baas T.J., 2014, Indoor Air Quality in sustainable schools, master project, TU Eindhoven
Horst van der S.A.M., 2016, Field study on the indoor environment of schools, master project, TU Eindhoven
Feensta J., 2016, Field study on the indoor air quality of sustainable schools, master project, TU Eindhoven. .
Kik S., 2016, Mechanical ventilation system in central learning-space, master project, TU Eindhoven.
Linden M. van der, 2016, Air quality and thermal comfort in schools with BaOpt, master project, TU Eindhoven
Morsink K., 2016,,Net-Zero Energy School Plein Oost: Designed and Measured Performance, Assessing a Primary School on Performance in Energy Efficiency and Comfort, master project, TU Eindhoven
Corten K., 2016, Community School Houthaven: Designed and Measured Performance, master project, TU Eindhoven
Jacobs M.J.M., 2017, Field study on the indoor air quality and thermal comfort of sustainable schools, 7LS1M0 Master project – Building Physics and Services, TU Eindhoven, Eindhoven, Netherlands