Groningen draaide afgelopen zomer definitief de gaskraan dicht. Althans, de toevoer van aardgas naar het provinciehuis. Hoe doe je dat, het gasloos maken van een pand waarvan delen meer dan vierhonderd jaar oud zijn? Het verhaal van een opmerkelijk project met enkele verrassende ingrepen.

Pal achter de Grote Markt in Groningen baadt het provinciehuis in een oase van rust. Gezien de discussie over aardbevingen en aardgaswinning is dat echter schijn. Zie hier het decor van de verduurzaming van het provinciehuis (25.000 m²).
“In Groningen kon je daardoor niet meer met gas aankomen”, begint Jelle Bijker van de provincie Groningen. “Het gasloos maken van het provinciehuis zou daarom de ultieme stunt zijn. Het is een flink gebouw en de complexiteit is er enorm. Als je dit eeuwenoude pand gasloos kunt maken, kan alles.”

Zo startte een bijzonder project, waarvoor de belangrijkste oplossingen dankzij adviseur Edwin Nijeboer van Nijeboer-Hage in het bestek terechtkwamen. Nijeboer: “Wij zochten naar zoveel mogelijk warmtebronnen uit de omgeving en met name warmte uit de bodem en oppervlaktewater. Zo kwamen we tot een heel degelijk en robuust systeem.”

PCM-opslag

Na het winnen van de aanbesteding door Strukton dook Arie van Dorp namens Strukton Worksphere samen met de provincie en Nijeboer nog eens goed in de plannen. Van Dorp: “Daarbij vervielen de warmtecollectoren, maar kwam er wel ruimte vrij voor innovatieve pv-dakpannen. Verder kwamen er minder, maar grotere buffervaten met een verbeterde warmteopslag dankzij PCM (zie onder; red.). Daarmee kon het complexe principeschema verder worden geoptimaliseerd.”

Het provinciehuis had al een WKO-installatie, de tweede in Nederland, die in de zomer werd ingezet voor koeling en in de winter als voorverwarming van ventilatielucht. Deze installatie is nu uitgebreid en gekoppeld aan vier lagetemperatuurwarmtepompen, die worden gevoed door de warme bron in de bodem. De warmtevraag is echter nooit stabiel, dus daarvoor zijn buffervaten in het schema opgenomen. “Je kunt die warmtepompen dan continu steady laten draaien”, aldus Bijker. “Dat levert het beste rendement op.”

Fors volume

Om ook in koude winters aan de warmtevraag van zeshonderd aanwezige werknemers te kunnen voldoen, moest er een fors volume aan buffervaten komen. Aanvankelijk was een reeks van zeventig kleinere buffervaten bedacht, opgesteld in een verlaten atoombunker onder het provinciehuis. Die oplossing zinde Strukton echter niet. Te veel leidingwerk, te duur en slecht bereikbaar voor onderhoud en storingen. Het uitvoeringsteam bedacht een alternatief dat in Nederland op deze schaal nog niet is vertoond.

Er kwamen vier grote buffervaten (samen 54 m³, foto bovenaan de pagina), goed geïsoleerd in de buitenlucht en daardoor prima bereikbaar. Het totale volume ging daarbij omlaag door de keuze voor warmteopslag in Phase Change Materials (PCM). Dit betreft een zoutoplossing in rvs bollen van ongeveer tien centimeter doorsnee. Nijeboer: “Dat materiaal kan stollen en smelten en werkt net als een batterij. Juist in de faseovergang van vloeibaar naar vast en andersom zit veel energie. Daardoor kan er tot vier keer meer energie in worden opgeslagen dan in water.”

Warmte bufferen

Dit systeem op lage temperatuur (maximaal 50°C) is nog niet voldoende voor de vele oude radiatoren in het monumentale gedeelte van het provinciehuis, waar niet extra geïsoleerd mag worden. Daar was al sprake van water met een hoge temperatuur en dat is nu weer het geval. Hiervoor onttrekken twee hogetemperatuurwarmtepompen water van ongeveer 50°C uit de eerdergenoemde buffervaten en verwarmen dat water tot ongeveer 80°C.

Uiteindelijk, zo schetst Nijeboer, is het oorspronkelijk opgestelde vermogen van 2,8 MW teruggebracht naar 2,0 MW. “Niet door isolatie, maar door het gebouw minder af te laten koelen, het systeem beter in te regelen en in balans te brengen, en door de warmte te bufferen voor momenten wanneer het nodig is.”

Stadsgracht

Een andere kwestie betreft de bestaande WKO-installatie. Er wordt voortaan ’s winters, via een drie meter hoge warmtewisselaar, warmte uit een bron op 100 meter diepte onttrokken. Nijeboer: “Daardoor koelt die bron enorm af en raakt deze uit balans. Door in de zomer het gebouw te koelen, pompen we weer warmte in die bron terug. Dat doen we ook via een extra koppeling met warmte uit de ICT-voorzieningen, maar ook dat is nog onvoldoende om de bron weer in balans te krijgen.”

Bijker vervolgt: “Je bent verplicht om de temperatuur van de bodem in balans te houden. In onze oudere vergunning hoefde dat nog niet, nu wel. De balans wordt daarom in de zomer hersteld met warmte uit de nabijgelegen stadsgracht. De afkoeling die dat oplevert is mooi meegenomen, want het water in de gracht is in de zomer toch al te warm.”

Afkoeling is juist beter voor de visstand en goed ter voorkoming van algenvorming, aldus Nijeboer. Het wachten is nu nog op de vergunning om door de kademuur te mogen boren voor de leiding tussen gracht en bron. Of alles uiteindelijk goed gaat werken en het beoogde rendement gehaald wordt, moet nog blijken. De buffervaten worden nu geïsoleerd en de PCM-bollen moeten nog uit China komen. Het meeste personeel werkt bovendien thuis, wat de inregeling ook fiks beïnvloedt.

Circulariteit

De ‘oude’ cv-ketels stonden er pas acht jaar en die heeft Strukton gratis weggegeven.
Van Dorp: “Eén ketel brandt nu tijdelijk op een sociale werkplaats in Groningen en vier ketels gaan naar het RIVM in Bilthoven. Daar doet Strukton de complete nieuwbouw en ook deze ketels zijn bedoeld als tijdelijke oplossing om in de bouwfase de WKO goed te laten starten.”

Samenwerking

De bijzondere realisatie bleek uiteindelijk mogelijk door een uitstekende samenwerking tussen de drie partijen. “Zo presenteerde Nijeboer het beste verhaal, met een goede visie”, aldus Bijker. “Samen hebben we een compleet ontwerp geschreven, dat Europees werd aanbesteed. Strukton heeft dat gewonnen en kreeg de kans om verbeteringen aan te brengen. Daar hebben we samen uitgebreid de tijd voor genomen en daar heeft Strukton zich ook heel bekwaam in getoond.
Het is in zekere zin een traditionele aanneemklus, maar wel met een onderhoudscontract van vijf jaar bij oplevering. Je wilt Strukton ook de kans bieden om ervaring met hun installaties op te doen, zodat het geheel goed kan draaien.”

Van Dorp: “De provincie zocht partijen waar ze vertrouwen in had om het echt samen te kunnen doen. De ontwerpverantwoordelijkheid ligt feitelijk bij de opdrachtgever en adviseur, maar wij hebben een dusdanige verhouding met elkaar dat we samen de schouders eronder hebben gezet. Zo konden we hier de optimalisaties, waar wij veel ervaring mee hebben, uitgebreid bespreken. Zoals je ook doet in een bouwteam. Ik werk bij voorbaat niet graag met alleen een bestek. Het liefste werk ik het PvE helemaal samen met de klant uit.”

Exploitatie

In Groningen kwamen creatieve oplossingen op tafel die laten zien dat ook in een dergelijk pand veel kan worden bereikt. De investeringen (€ 2,68 miljoen) staan daarbij wel los van de exploitatiekosten. “We hebben uiteindelijk niet gekeken”, aldus Bijker, “naar wat het ons financieel zou opleveren. Economisch kan dit helemaal niet uit, omdat de energieprijs voor ons als grootverbruiker te laag is. Als je dan zou gaan kijken naar hoeveel energie je bespaart, reken je dat sommetje kapot. Daar gaat het volgens mij momenteel mis met de verduurzaming. Waarom is grootverbruik goedkoper dan kleinverbruik?”

Het is wel de verwachting dat de kosten van verbruik (jaarlijks ruim € 100.000) en onderhoud gelijk blijven. Bovendien, zo besluit Bijker, wordt de exploitatie door de verwachte stijging van de gasprijs in de toekomst nog positiever. Zeker met zonnepanelen, die nu buiten deze opdracht zaten.

Tekst: Ysbrand Visser

Update (foto): Gedeputeerde Fleur Gräper-van Koolwijk (Provincie Groningen) en Joop Visser (Strukton Worksphere) maakten woensdag 2 februari zichtbaar dat het Provinciehuis Groningen gasloos is.

Bekijk ook het filmpje van het project:

Het artikel is afkomstig uit de nieuwe Duurzaam Gebouwd (#49), die je hier gratis kunt lezen.