Een HBO-studie afronden naast een drukke baan, dat verdient aandacht. Daarom zetten we graag onze collega Jelle in het zonnetje: hij rondde onlangs met succes de deeltijdopleiding HBO Werktuigbouwkunde aan de Hogeschool Utrecht af.

Uit zijn analyse volgt dat PCM’s comforttechnisch vergelijkbaar kunnen presteren met klimaatplafonds, namelijk comfortklasse B met maximaal 5% overschrijding. Samen met een verhoogd ventilatiedebiet kan een energiereductie van 5% tot 54% gerealiseerd worden voor de verwarming en een reductie van 3% tot 25% voor koeling.

Ontwikkeling stimuleren

Jelle van der Heijden werkt inmiddels al 7 jaar bij Nelissen ingenieursbureau. Toch wilde hij zich verder ontwikkelen en besloot hij naast zijn werk een deeltijdstudie te starten. Een flinke investering in tijd en energie, die wij als organisatie alleen maar kunnen ondersteunen onder andere met onze studieregeling. Daarnaast kreeg Jelle de ruimte om zijn studie en werk te combineren, er werd meegedacht over zijn afstudeeronderwerp, hij kreeg begeleiding van ervaren collega Jeroen Houben en hij kon gebruikmaken van onze kennis, data en projecten.

Onderzoek naar PCM’s: minder installaties, hetzelfde comfortabele binnenklimaat

Vanwege de toenemende netcongestie in Nederland en de groeiende aandacht voor circulariteit, krijgen wij als ingenieursbureau steeds vaker de vraag hoe de gebouwgebonden installaties voor verwarming en koeling kunnen worden geminimaliseerd. Binnen zijn afstudeeronderzoek richtte Jelle zich op een innovatieve benadering: het inzetten van Phase Change Materials (PCM), of faseovergangsmateriaal in het Nederlands, in plafonds van kantoorruimten. Deze materialen benutten de energie-inhoud van een faseverandering als ‘thermische massa’. Daardoor kunnen ze warmte opslaan of afgeven, wat bijdraagt aan een stabiel en comfortabel binnenklimaat, zonder dat er altijd actieve installaties nodig zijn. Zijn onderzoek richtte zich op de vraag: in hoeverre kunnen PCM’s bijdragen aan het verminderen van gebouwgebonden installaties, zonder in te leveren op comfort?

Met behulp van VABI Elements, een veelgebruikt simulatieprogramma, onderzocht Jelle diverse varianten: van type PCM tot ruimtelijke oriëntatie en thermische massa van de bouwconstructie. Dankzij recente softwareontwikkelingen zijn PCM’s nu op realistischere wijze mee te nemen in tijdafhankelijke simulaties, iets wat eerder alleen via rekenmodellen mogelijk was.

De resultaten uit de simulatievarianten zijn vergeleken met de bijbehorende referentiesituatie met klimaatplafonds op energielevering voor warmte en koude, piekvermogens voor warmte en koude en het aantal temperatuur over- en onderschrijdingen. Zo ontstaat meer inzicht in de impact van PCM’s op energieverbruik én comfort.

Comfort en energieverbruik in beeld

Uit zijn analyse volgt dat PCM’s comforttechnisch vergelijkbaar kunnen presteren met klimaatplafonds, namelijk comfortklasse B met maximaal 5% overschrijding. Samen met een verhoogd ventilatiedebiet kan een energiereductie van 5% tot 54% gerealiseerd worden voor de verwarming en een reductie van 3% tot 25% voor koeling.

Toch is brede toepassing in projecten nog niet vanzelfsprekend, onder meer door strenge comforteisen, de invloed van hoge zonbelasting en beperkte inbouwruimte in bijvoorbeeld de plafonds. Maar voor projecten met hoge duurzaamheidsambities biedt het wel degelijk perspectief, zeker nu de prestaties onderbouwd kunnen worden met tijdsafhankelijke simulaties.

Van theorie naar praktijk

Jelle voerde een uitgebreide marktverkenning uit en combineerde literatuuronderzoek met gegevens van leveranciers, waaronder Orange Climate. Waar het eerder lastig was om PCM’s realistisch mee te nemen in simulatieprogramma’s, is dat inmiddels mogelijk in VABI Elements, een programma dat breed wordt toegepast in de ontwerppraktijk. Jelle voerde hierin talloze simulaties uit om het gedrag van Phase Change Materials beter te begrijpen en hun effect op comfort en energieverbruik inzichtelijk te maken. Zijn afstudeeronderzoek levert daarmee directe waarde voor onze projecten en draagt actief bij aan onze missie om slimme, duurzame oplossingen te ontwerpen voor mensen in gebouwen.

Meer weten over dit onderzoek of hoe PCM’s toepasbaar kunnen zijn in jouw project? Neem gerust contact op met Jelle. Nogmaals gefeliciteerd met deze mooie mijlpaal!