Februari 2026
Win-win met de warmtewingevel
Er worden steeds meer eisen gesteld aan de energieprestaties van gebouwen en dat is met name voor bestaande bouw een uitdaging. TNO, AkzoNobel en Emergo Prefab hebben hier samen een oplossing voor bedacht: de warmtewingevel Calosol. Dit is een gevelsysteem dat de buitenmuren van gebouwen verandert in een bron van warmte en energie.
Gerrit Jan van Riessen is als hoofd afdeling productontwikkeling van energiesystemen betrokken vanuit Emergo bij de warmtewingevel Calosol: ‘Het mooie aan het systeem is dat je meerdere vliegen in één klap slaat. De architect krijgt de ruimte om het gebouw te renoveren en in een mooi jasje te steken, terwijl het gebouw tegelijkertijd wordt verduurzaamd.’
Ontwikkeling
‘Toen wij met elkaar in contact kwamen, onderzocht TNO mogelijkheden voor verduurzaming van de stedelijke omgeving, terwijl AkzoNobel werkte aan coating die warmte zoveel mogelijk absorbeert’, vertelt Van Riessen. ‘We stelden ons de vraag hoe we met deze innovatieve coating energie zouden kunnen oogsten uit het zonlicht dat op gevels en daken valt. Dat leidde tot het idee om gezamenlijk de warmtewinpanelen te ontwikkelen.’
Emergo, van oorsprong een prefab houtskeletbouwbedrijf dat daken, gevels en modulaire woningen produceert, ontwierp een aluminiumpaneel met daarachter een buizensysteem. Het paneel wordt afgewerkt met de speciale coating van AkzoNobel. De coating is voorzien van deeltjes die warmte absorberen, uit nabij-infrarood licht dat in daglicht aanwezig is. Dit is niet waarneembaar voor het menselijke oog, maar bevat wel veel energie.
Van Riessen: ‘Dit is verder uitgewerkt tot het complete Calosol-systeem met een warmtepomp, buffers en een slimme regeling. Daardoor kun je de warmte die je over hebt aan de gevel en die niet direct nodig is in het gebouw, opslaan in een buffer. Die opgeslagen warmte kun je vervolgens gebruiken om de nacht door te komen.’
Werking van het systeem
Installatietechnisch is de werking eenvoudig: ‘Je pompt een buffervloeistof gevelbreed door het systeem, waar het warmte op kan nemen. We gebruiken hiervoor water, aan de gevelkant aangevuld met een antivriesmiddel (brinewater). Vervolgens pomp je het naar de warmtepomp toe. De warmtepomp verwarmt daarmee het verwarmingswater en het tapwater.’
Het systeem is compatibel met vrijwel alle brine-waterwarmtepompen, vooral als deze een brede range aan brontemperaturen aankunnen; de temperatuur van de gevel kán op zonnige dagenoplopen tot zo’n 70°. Bijmengen met koudere retourstromen is in te regelen, als dat nodig is om de warmtepomp optimaal te laten functioneren. De regelaar biedt nog meer functionaliteiten, vult Van Riessen aan: ‘Op een mooie dag kan het regelalgoritme ervoor zorgen dat er een buffer wordt gevuld als er op dat moment geen warmtevraag is. Het regelen op stroomtarieven is ook een mogelijkheid. Zo zijn er verschillende regelalgoritmen geïntegreerd om het systeem zo efficiënt mogelijk te laten werken.’
Afhankelijk van de aanwezige installatie, kan Calosol ook gebruikt worden om te koelen: ‘Hiervoor is een installatie nodig die de koude kan afgeven aan het gebouw. Als er bijvoorbeeld luchtbehandelingskasten zijn waar lucht doorheen stroomt, kan die worden gekoeld. De installatie kan zo worden ingericht dat warmte uit het gebouw wordt gehaald en, in plaats van naar binnen, juist naar buiten wordt gepompt. De panelen aan de gevel worden dan warm en geven hun warmte af. Bij een koelvraag wordt het systeem in feite omgedraaid.’
Uit tests van TNO op het universiteitsgebouw in Eindhoven blijkt dat 80 à 90 procent van de zoninstraling op de gevel kan worden benut als warmte.
Rendement
TNO heeft uitgebreid onderzoek gedaan naar de panelen in de testopstelling SolarBEAT op het universiteitsgebouw in Eindhoven. Van Riessen: ‘Uit de verschillende tests blijkt dat de prestaties van Calosol panelen hoog zijn: zo’n 80 à 90 procent van de zoninstraling kan worden benut als warmte. In vergelijking met een luchtwarmtepomp levert dit systeem een aanzienlijke besparing op het elektriciteitsverbruik op, namelijk zo’n 30 procent. Onder optimale omstandigheden kan dit oplopen tot 45 procent.’
Om het een stapje concreter te maken licht Van Riessen toe: ‘Als de warmtepomp een groot temperatuurverschil heeft tussen bron en afgifte, dan is er veel elektriciteit nodig. Met Calosol gebruik je de zonnewarmte om de brontemperatuur te verhogen, zodat je een heel hoog rendement (COP) kunt halen met een bestaande warmtepomp. Zo kan het bijvoorbeeld zijn, dat je voor de 1 kWh die je aan elektriciteit in de warmtepomp stopt, 5 à 6 kWh aan warmte terugkrijgt.’
De exacte terugverdientijd hangt sterk af van de gekozen installatie en de warmtevraag van het gebouw. Toch kan Van Riessen hier wel iets over zeggen: ‘Wij zien in praktijk dat het systeem meestal in ongeveer zes jaar terugverdiend kan worden. Dat is in situaties waar al een warmtepomp is. Wanneer de gevel ingezet wordt ter vervanging van een gasketel, kan de terugverdientijd nog gunstiger uitvallen. Dat geldt ook voor gebouwen die een bijzonder hoge warmtevraag hebben, denk bijvoorbeeld aan een zwembad.’
‘Besparing op elektriciteitsverbruik kan oplopen tot 45 procent’
Nederlands weer
Nederland staat niet bekend om het hoge aantal zonuren, maar dat vormt geen probleem stelt Van Riessen: ‘Het systeem werkt onder alle weersomstandigheden. Er is wel een duidelijk verschil in prestatie tussen zonnig en bewolkt weer, maar dit effect is veel minder dramatisch dan bij zonnepanelen. En wanneer er helemaal geen zonlicht is, zoals ’s nachts, haalt de gevel nog steeds warmte uit de buitenlucht; de werking van het systeem is dan vergelijkbaar met hoe een luchtwarmtepomp werkt.’
Voor optimale omstandigheden, blijft een plekje in de zon wel het meest ideaal: ‘Een zuidgevel levert het beste resultaat, maar ook oost- en westgevels vangen veel zoninstraling en presteren goed. Een specifieke hellingshoek is hierbij niet vereist. Alleen wanneer uitsluitend de noordzijde gebruikt kan worden is het rendement onzeker, maar ook dan kan nog steeds warmte uit de lucht gehaald worden. En de noordzijde is natuurlijk ook interessant als je het systeem wilt gebruiken om te koelen.’
Het werkingsprincipe van de zonactieve gevel in verwarmingsmodus (l) en in koelmodus.
Installatie
De belangrijkste factor die bepaalt hoeveel vierkante meter gevel bekleed moet worden, is de warmtevraag op donkere, koude momenten. ‘Het is op dit moment niet zo dat een vakman een stapel standaardpanelen kan kopen en daarmee aan de slag kan’, legt Van Riessen uit. ‘Elk gebouw heeft zijn eigen architect en specifieke wensen en daarom wordt per situatie een berekening gemaakt. De benodigde panelen worden vervolgens op maat gemaakt. Wij verzorgen de engineering en de montage en leveren de gevel op, tot aan de aansluiting in de technische ruimte. Vanaf daar kan de verwarmingsinstallateur het verder oppakken.’
Voor de ervaren installateur is hiervoor geen nieuwe kennis vereist: ‘Het aansluiten van onze gevelpanelen op de warmtepomp is standaardwerk voor de verwarmingsinstallateur; het is vergelijkbaar met de aansluiting van een luchtwarmtepomp of een water-waterwarmtepomp. Wat in het systeem eigenlijk alleen verandert, is de aansturing van de warmtepomp en de gevel.’
Ook voor wat betreft het onderhoud zijn er geen technische bijzonderheden: ‘Het onderhoud van de gevelpanelen bestaat voornamelijk uit het reinigen van de coating, dus het periodiek wassen van de gevel. Daarnaast moet jaarlijks gecontroleerd worden of het antivriesmiddel in de bronvloeistof nog de juiste waardes heeft.’
Win-winsituatie
Een warmtewinsysteem dat onder uiteenlopende weersomstandigheden een hoog rendement behoudt, zorgt direct voor lagere operationele kosten en een kleinere ecologische voetafdruk. Van Riessen benadrukt nog een belangrijk voordeel: ‘Normaal gesproken weerkaatst een volledig witte gevel het zonlicht, maar dankzij de speciale coating kan ook een lichte gevel warmte absorberen. Dit geeft architecten meer ontwerpvrijheid: ze kunnen met kleuren spelen en toch profiteren van een hoge energieopbrengst.’ Met de innovatieve warmtewingevel van Calosol ontstaan dus nieuwe mogelijkheden voor de verduurzaming van bestaande gebouwen, zonder in te leveren op esthetiek of ontwerpvrijheid.
CASE ALMERE
Project in de praktijk: feiten en cijfers
In Almere is bij de renovatie van een gymzaal een belangrijke energiesprong gemaakt door het toepassen van Calosol. De gymzaal was toe aan een grondige onderhoudsbeurt en moest daarbij aardgasvrij gemaakt worden. Ook moest het object weer een frisse uitstraling krijgen.
• In het pand zijn de 100 kW gasketel met het oude 500 l tapwatervat vervangen door een 28kW brine-water warmtepomp, een 2.000 l warmte-buffervat en een nieuw 500 l tapwatervat.
• De bron voor de warmtepomp is 145 m2 zonactieve gevel.
• De bouwkundige aanpassingen en vernieuwingen bestaan uit verbeterde gevel- en dakisolatie en -bekleding. De opgestelde verwarmingscapaciteit is teruggebracht van 70 kW naar 21 kW.
• Het jaarlijkse energieverbruik van de sportzaal is teruggebracht van 4.000 m3 gas plus 10.000 kWh elektriciteit, naar 17.000 kWh elektriciteit. Dit betekent een jaarlijkse reductie uitgedrukt in kWh van 48.000 naar 17.000, ofwel 65 procent.
• De electriciteitsvraag voor verwarming en tapwater van deze sportzaal ligt ongeveer 50 procent lager dan die van een vergelijkbare gerenoveerde sportzaal in de gemeente Almere die is uitgerust met een lucht-waterwarmtepomp.
• Op het dak van de gymzaal zijn ook zonnepanelen geplaatst. Deze leveren ca 34 MWh op jaarbasis, hetgeen het dubbele is van het jaarlijkse stroomverbruik.