Een raam dat ademt

Inhoudsopgave

		Onmogelijke combinatie
		Extreem weer
		Proefraam

Frisse lucht in huis, zonder dat ’s winters alle ramen open hoeven. Het kan, dankzij een revolutionaire Nederlandse vinding: het ‘ademende raam’ ververst lucht zonder dat warmte verloren gaat.

Warmte binnenhouden en

tegelijk frisse lucht in je

huis is een combinatie die

intuïtief onmogelijk lijkt.

Vroeger hoefden mensen er niet over na te denken, ventilatie. Hun huizen zaten zo vol kieren dat er vanzelf genoeg frisse lucht binnenkwam. Daardoor was het onbetaalbaar het hele huis warm te stoken en zat de complete familie ‘s avonds dus knus rond de gaskachel in de woonkamer. In de rest van het huis was het steenkoud. Maar toen kregen we de ‘nationale kierenjacht’: kieren werden dichtgestopt, ramen kregen dubbelglas, daken werden geïsoleerd. Energiebesparing was een ethische plicht in de jaren zeventig en tachtig. Je spaarde er geld mee uit en je liet anderen zien dat je je druk maakte om het milieu en om de teruglopende olie- en gasvoorraden. Dat zo’n potdicht huis ook nadelen heeft, ervoeren we jaren later. Er kwam niet genoeg frisse lucht meer binnen, waardoor CO₂ en vocht zich ophoopten. De gevolgen: huismijt, schimmel en een slechte atmosfeer.

Onmogelijke combinatie

En dus staan Nederlanders ’s winters voor een dilemma. Gooien ze iedere dag de ramen open om het goed te laten doortochten – zoals gezondheidsdeskundigen adviseren – of houden ze de boel dicht en daarmee de gasrekening binnen de perken? Het lijkt een kwestie van óf-óf. Warmte binnenhouden én tegelijk frisse lucht in je huis is een combinatie die intuïtief onmogelijk lijkt. En toch kan het, beweert Jon Kristinsson, een markante IJslander die in de jaren negentig veel bekendheid verwierf als hoogleraar milieukundig ontwerpen aan de TU Delft. In 1998 won hij de prestigieuze Koninklijke/Shellprijs, zijnde tweehonderdduizend gulden, vrij te besteden. Kristinsson besloot met het geld ‘de zwakste schakel’ in de bouw op te lossen: de ventilatie. De overheid legde er nog eens ruim 200 duizend gulden bij om hem te helpen. Nu, acht jaar later, is het hem gelukt, zegt Kristinsson: het breathing window is uitgevonden. Hoewel, raam? Kristinssons vinding is een niet doorzichtig, tachtig centimeter hoog en achttien centimeter diep kastje, dat in een uitsparing in of naast het raam gemonteerd wordt, of beter nog: in de muur (het makkelijkst te realiseren in nieuwbouwhuizen). Twee kleine ventilatoren bovenin het kastje blazen tegelijk lucht van binnen naar buiten en andersom. Het knappe daarbij is dat de lucht die het huis verlaat zijn warmte bijna volledig afgeeft aan de lucht die van buiten naar binnen komt. ‘Stel dat de temperatuur buiten rond het vriespunt ligt en binnen op twintig graden’, zegt Kristinsson. ‘Na passage door het ademende raam is de frisse lucht van buiten opgewarmd tot negentien graden, en de afgevoerde binnenlucht afgekoeld tot 1 graad.’ En dat zonder energietoevoer.

Eenvoudige warmtewiselaar
Het ademende raam is weinig anders dan een warmtewisselaar, een apparaat dat warmte van het ene medium op het andere overdraagt. Maar dan wel een heel bijzondere, want warmtewisselaars die twee tegengestelde luchtstromen zo goed van temperatuur laten wisselen, bestonden niet eerder.
De basis van het ademende raam bestaat uit 26 achter elkaar geplaatste matjes die geweven zijn van ragfijn koperdraad (0,1 millimeter doorsnee). Er is vijftien kilometer draad in verwerkt. De luchtstromen die door twee kleine ventilatoren (4 Watt) worden opgewekt, gaan dwars door alle 26 matjes heen. Om te voorkomen dat de luchtstroom naar buiten botst op de luchtstroom naar binnen, zijn luchtdichte schotten geplaatst, die de matten feitelijk in parallele kanaaltjes verdelen. In ieder kanaaltje stroomt de lucht in tegengestelde richting van het buurkanaal. Doordat de koperdraadjes heel goed warmte en kou opnemen en geleiden, krijgen de tegengestelde luchtstromen door ieder matje ongeveer dezelfde temperatuur. Dat wil zeggen: ongeveer kamertemperatuur aan de binnenzijde van het ademende raam, en buitentemperatuur aan de buitenkant. En dat alles in een fractie van een seconde. Voor de ophoping van stof in de matjes hoeft men niet te vrezen, aldus Kristinsson: ‘De maten zijn zo gekozen dat de matten gewoon in de vaatwasser passen, die het stof er volledig uitwast.’ Geen vaatwasser in huis, dan houd je ze gewoon even onder de douche. Met periodieke wasbeurten moet het ademende raam met gemak tien jaar meekunnen, denkt Kristinsson.

Extreem weer

Vijftig kuub lucht, ofwel de gehele inhoud van een kamer van twintig vierkante meter, is het maximale wat één ademend raam vooralsnog kan verversen in een uur. Meer kan ook, maar dan ga je de ventilator horen. Meestal is zoveel frisse lucht niet eens nodig. Het raam bevat een sensor die het CO₂-gehalte in de binnenatmosfeer meet. Ligt dat percentage hoger dan 500 à 700 ppm (deeltjes per miljoen andere deeltjes), dan slaat het aan. Ligt het niveau lager, dan is de lucht schoon genoeg en houdt het raam tijdelijk de adem in.
Het ademende raam werkt zowel ’s zomers als ’s winters. Want of de ingelaten buitenlucht nu snikheet of ijskoud is, hij neemt altijd (bijna) de temperatuur over van de lucht binnen. Het temperatuurverlies is slechts één graad per twintig graden verschil tussen binnen en buiten. Anders gezegd: vriest het buiten dertig graden, dan weet het ademend raam die lucht bij binnenkomst in een kamer met een temperatuur van twintig graden op te warmen tot 17,5 graad. Juist in extreme klimaten valt daardoor het meest te winnen met het ademende raam. Want om die 17,5 graden op te warmen tot 20 hoef je een stuk minder te stoken dan wanneer je af en toe de ramen openzet, zoals nu.

Proefraam

Toen Kristinsson jaren geleden zijn eerste concept voor het ademende raambedacht had, ging hij in de vakliteratuur op zoek naar een geschikte warmtewisselaar (zie kader). Hij vond er geen en reisde de wereld over op zoek naar bedrijven en universiteiten die hem misschien konden helpen. Zonder resultaat. ‘Het rare is dat ik de juiste man uiteindelijk veertig kilometer verderop vond.’ En dan heeft hij het over Nederlands beroemdste uitvinder, de voormalige Akzo-directeur Noor van Andel. Van Andel, gespecialiseerd in warmtewisselaars, zag aanvankelijk ook geen oplossing toen Kristinsson bij hem aanklopte,maar kwam binnen twee maanden terug met een geschikt systeem. ‘We zijn toen nog jaren bezig geweest, want hoewel het idee achter het ademend raam vrij eenvoudig is, is het technisch ontzettend moeilijk temaken’, zegt Kristinsson. Desondanks zijn de eerste prototypes klaar. De eerste echte test vindt komende winter plaats. In een nieuw zorghuis dat momenteel in Enschede verrijst, wordt het ademende raam ingebouwd. Kristinsson: ‘Natuurlijk zullen zich in de eerste proefserie een paar kinderziekten openbaren, maar die kunnen we waarschijnlijk gemakkelijk oplossen. Ik twijfel er nauwelijks aan dat de proef een succes wordt.’
Ziekenhuizen, bejaardenhuizen, zorghuizen: ze zijn bij uitstek geschikt voor het ademende raam, meent de bedenker. Nu hebben dergelijke gebouwen ingewikkelde aircosystemen waarin lucht via speciale luchtkanalen door het hele gebouw wordt rondgepompt. Daardoor klagen mensen niet alleen over het (omstreden) sick-buildingsyndroom, maar is de kans op verspreiding van ziekteverwekkers eveneens relatief groot. Als iedere ziekenhuiskamer een apart ademend raam zou hebben, is dat probleem voorbij.


	Jon Kristinsson: ‘ Het idee achter het raam is eenvoudig, maar het is technisch heel moeilijk te maken’.

Brink, een Staphorster klimaatbeheersingsbedrijf, neemt het ademend raam binnenkort in productie. Als de TNO-testrapporten klaar zijn, wordt het systeem komend voorjaar in een aantal nieuwbouwhuizen ingebouwd. De prijs van een ademend raam is nog niet duidelijk. Rond de vierhonderd euro, schat Kristinsson. Bij massaproductie kan die prijs later een stuk naar beneden. Het is een bedrag dat huizenbezitters volgens de emeritus hoogleraar binnen een paar jaar terugverdienen door een lagere energierekening.
‘Volgens mij kan het ademend raam niet meer mislukken en verovert het op termijn de hele wereld’, aldus Kristinsson, die met zijn Deventer architecten- en ingenieursbureau aan tal van andere milieuvriendelijke en energiebesparende innovaties werkt. Rijk zal hij desondanks van zijn raam niet worden. Daarvoor waren de ontwikkelingskosten eenvoudigweg te hoog. ‘Ik vind het mijn maatschappelijke plicht zulke dingen te bedenken. Maar ik word er in ieder geval wel gelukkig van.’

kees.versluis@intermediair.nl

Kees Versluis. Infographic Karin Schwandt. Intermediair 39, 28 september 2006

Artikelen

		Een raam dat ademt

Naam:
Email:
Functie:
Bedrijf:

Naam:		Email:
Functie:		Bedrijf: