Hoe het Empire State Building een pionier werd in energie-efficiëntie

Iedereen kent het Empire State Building, de hoogste wolkenkrabber in New York. In vele films komt dit gebouw voor en zo werd het dan ook het bekendste gebouw in de wereld. De toren is in totaal 381 meter hoog en is één van de iconen van de stad. De naam van het gebouw is afkomstig van de bijnaam van de staat New York, namelijk The Empire State. Het Empire State Building is een tijdje zijn titel van het hoogste gebouw in New York kwijt geweest. Want het World Trade Center was hoger dan het Empire State Building, maar sinds september 2001 heeft het zijn titel terug. Door de American Society of Civil Engineers werd de wolkenkrabber uitgeroepen tot één van de zeven moderne wereldwonderen. De bouw van het Empire State Building maakte deel uit van een competitie in New York, om het hoogste gebouw ter wereld te bouwen. In 1929 werden de plannen van het Empire State Building voor het eerste aangekondigd, als winnaar van de competitie. In 1931 was het gebouw volledig af en werd het voor het eerst geopend. Het bouwen zelf duurde in totaal 410 dagen. In die tijd werden alle 102 verdiepingen en de meer dan 186.000 vierkante meter kantoorruimte afgewerkt en klaargemaakt voor gebruik.

Nu bijna 80 jaar verder staat het gebouw er nog steeds en de kantoorruimtes zijn nog steeds volop in gebruik. Maar de leeftijd van het gebouw brengt ook een aantal problemen met zich mee. Zeker op het vlak van energie-efficiëntie. Het is gebouwd aan de hand van de standaarden voor energie-efficiëntie die geldig waren in de beginjaren dertig. Maar over deze 80 jaar zijn de standaarden en normen voor energie-efficiëntie in de bouwsector veel veranderd. Nieuwe gebouwen zijn namelijk veel energie-efficiënter als toen. Toen werd er niet zoveel aandacht besteed aan energie-efficiëntie van een gebouw. En tot recent, was dit nog steeds zo. In de bouwsector werd er tot voor kort bijna uitsluitend aandacht besteed aan de kostprijs van een gebouw en was men niet geïnteresseerd in de operationele kosten van een gebouw. Maar de laatste decennia werd dit steeds belangrijker. De operationele kosten van een gebouw bestaan grotendeels uit de energiekosten van het gebouw. De energie die verbruikt wordt tijdens de operationele levenscyclus van een gebouw is namelijk vele malen groter dan die van bij de constructie. Dit maakt de energie-efficiëntie des te belangrijker. Zeker wanneer de kostprijs van energie stijgt.

In de ontwikkelde landen gaat ongeveer 1/3 van de totale energieverbruik en ongeveer 1/2 van het elektriciteitsverbruik naar de gebouwen en de bouwsector. Maar dit zijn gemiddelde waardes voor een land, in een stad is de situatie anders en zeker is 'megacities' zoals New York. In grote steden zijn de gebouwen verantwoordelijk voor een groter aandeel van het energieverbruik dan bijvoorbeeld op het platte land. In New York, komt 80% van het totale energieverbruik van de gebouwen. Dit komt doordat er daar heel veel mensen op een vrij beperkte oppervlakte wonen. De mensen wonen er dus zeer dicht op elkaar. En de activiteiten van de inwoners daar is vrij lokaal gecentraliseerd. Er worden geen grote afstanden afgelegd om te gaan werken, of om inkopen te doen en dergelijke. Ook maken de mensen er ook veel meer gebruik van het openbaar vervoer of ze gaan te voet of met de fiets. Dit omdat er niet veel plaats is voor een eigen wagen. Deze factoren zorgen ervoor dat het overgrote deel van de energieverbruik afkomstig is van de gebouwen.

Maar de gebouwen verbruiken niet alleen veel elektriciteit maar zijn ook grotendeels verantwoordelijk voor de grote schommelingen in de vraag naar elektriciteit. Deze schommelingen zijn zeer belastend voor het elektriciteitsnet en een last voor de elektriciteitsproducenten. Deze schommelingen komen zowel dagelijks voor, als over de verschillende seizoenen. Dagelijkse schommelingen zijn afkomstig van de verlichting in gebouwen en dergelijke. Schommelingen over verschillende seizoenen kunnen bijvoorbeeld veroorzaakt worden door de airconditioning in de zomer. Het energie verbruik dient dus aandacht te bekeken worden zodat de energie-efficiëntie zo hoog mogelijk is. En dit is dus uiteraard ook zo voor het Empire State Building. En wat in New York vrij opmerkelijk is, is dat 20% van de gebouwen, zorgt voor 80% van het energieverbruik van gebouwen. Wanneer men eens verder rekent bekomt men dus dat deze 20% van de gebouwen verantwoordelijk is voor 64% van het totale energieverbruik in de metropool. En tot voor kort behoorde het Empire State Building tot deze groep van 20%. Het Empire State Building verbruikte voor de veranderingen evenveel elektriciteit als 40.000 gezinswoningen.

Een paar jaar terug veranderde het Empire State Building van eigenaar, het beheer van het gebouw werd overgenomen door Anthony Malkin. Maar bij deze overname werd hij ook met een vrij groot probleem opgezadeld. Namelijk de energierekening van het gebouw, deze bedroeg jaarlijks maar liefst $11 miljoen. Om dit bedrag naar beneden te krijgen moest er gewerkt worden aan de energie-efficiëntie van het gebouw. Er werd een budget van $13,4 miljoen vrijgemaakt voor deze taak. Met dit budget slaagde men erin om het energieverbruik van het voor 40% te doen verminderen. En dergelijke vermindering zorgt ervoor dat, over de komende 15 jaar, er 105.000 ton CO2 minder wordt uitgestoten en dat de jaarlijks energierekening zo'n $4,4 miljoen kleiner wordt.

In totaal waren het verschillende projecten die samen voor dit resultaat zorgden. Eén van deze was de vernieuwing van de 2 decennia oude ramen van het gebouw. Het gebouw was wel al uitgerust met ramen van dubbel glas. Alle ramen van het gebouw werden verwijdert en werden naar een speciaal bedrijf gebracht. Eerst werden deze daar grondig gereinigd en uitgerust met een UV-bestendige film. Daarna werd de ruimte tussen de twee glazen van het dubbel glas vol gepompt met argon en krypton. Deze twee gassen zorgen dat de ramen veel beter isoleren. Alle 6514 ramen ondergingen dit proces en werden dan teruggeplaatst in het gebouw. Deze aanpak is namelijk heel wat goedkoper dan wanneer men er voor zou kiezen om alle ramen te gaan vervangen door nieuwe. De kost die op deze manier kan uitgespaard worden is zo'n $1600 per raam.

Dit project vermindert dus het energieverbruik van het gebouw. Maar dit project is slechts één van in het totaal 8 verschillende projecten. Alle acht samen zorgden ze ervoor dat het gebouw 38,4% minder energie verbruikt. En op deze manier werd het Empire State Building een voorbeeld voor de andere grote gebouwen die veel energie verbruiken, van een energie-efficiënt gebouw. Het is een demonstratie naar de andere gebouwen toe over op welke manier het mogelijk is om een gebouw milieuvriendelijker te maken en daarbij ook de kosten te gaan drukken. Er was nood aan een dergelijk voorbeeld aangezien 43% van de kantoorgebouwen in New York gebouwd zijn voor het einde van de tweede wereld oorlog. Deze gebouwen hebben ongeveer een even slechte energie-efficiëntie als dat het Empire State Building dat had voor de veranderingen. En, zeker in de VS is het zo dat, wanneer er niet kan aangetoond worden dat iets economisch interessant is, dan wordt er geen aandacht aan besteed of wordt het ineens niet overwogen. Maar deze demonstratie van het Empire State Building toont duidelijk aan dat het economisch interessant is.

De case-study van het Empire State Building en de energie-efficiëntie ervan werd aandacht onderzocht door meerdere experts. Deze bekeken alle verschillende mogelijkheden waarmee energie bespaard kan worden. De mogelijkheden die men bekeek dienden niet alleen te zorgen voor een incrementele afname van het energieverbruik. Maar er werd ook gekeken naar hoe goed ze samen gaan met andere maatregelen. De ene maatregelen kan, wanneer deze gecombineerd wordt met een andere, ervoor zorgen dat de totale bespaarde energie een veelvoud is van de som van de twee maatregelen. Dit synergetisch effect was van cruciaal belang voor het team experts die het gebouw hebben onderzocht. Dit is uiteraard de simpelst wijze op de grootste energiebesparing te realiseren. In totaal werden er 60 verschillende technologieën overwogen. En uit deze 60 werden er acht geselecteerd. Dit pakket van 8 technologieën behandelen het probleem volgens drie verschillende strategieën. De eerste zorgt ervoor dat het energieverbruik van het gebouw zou verkleinen. Dit aan de hand van de vernieuwde ramen, de installatie van betere isolatie achter de 6500 radiators en door de kantoren uit te rusten met sensoren. Deze sensoren meten de bezetting van de ruimtes op en stemmen daarop de verlichting af. Dit zorgt dat enkel het deel waar er zich iemand bevindt verlicht wordt. De tweede strategie is om de bestaande systemen in het gebouw, die energie verbruiken, te gaan upgraden (maar niet vervangen) zodat ze werken aan een hoger rendement.

De derde strategie is om het energieverbruik in het gebouw op een intelligente manier te gaan controleren. Dit leidde ertoe dat 's werelds bekendste niet ook onderdak biedt aan het grootste draadloos netwerk ter wereld. Er zijn sensoren aanwezig in het gebouw die de hoeveelheid CO2 in de binnenlucht gaan opmeten. En aan de hand van deze meten wordt er dan automatisch bepaald hoeveel er geventileerd moet worden. Dit zorgt dat er nooit nodeloos geventileerd wordt. Deze sensoren werken ook samen met de sensoren die de bezettingsgraad van de ruimtes opmeet. Samen zorgen ze ervoor dat de lege ruimtes niet nodeloos geventileerd worden. Maar ook de thermostaat van de verwarming wordt ook volledig bestuurd met draadloze sensoren die de temperatuur opmeten in het gebouw. En aangezien alle afzonderlijke kantoorruimtes voorzien zijn van dergelijke sensoren is het nu op een relatief eenvoudige manier mogelijk om elke huurder te laten betalen voor wat hij effectief aan energie heeft verbruikt. Op deze manier kunnen de huurders het resultaat zien wanneer ze hun gedrag veranderen om minder energie te verbruiken.

Alle maatregelen zijn dus duidelijk niet alleen gericht op een verbetering van de energie-efficiëntie. Natuurlijk was dit wel een prioriteit bij het onderzoek, maar het economische aspect van de zaak was ook bepalend voor de invoering er van. En dit was ook zo voor het geld die Anthony Malkin investeerde om de energie-efficiëntie te verbeteren. Het totale kostenplaatje bedraagt $13,4 miljoen. De investeringen zorgen dat er jaarlijks $4,4 miljoen kan bespaard worden op de energiefactuur. En dus in een goeie drie jaar zijn alle investeringskosten teruggewonnen en begint deze investering geld op te brengen. Dit is een zeer aantrekkelijk scenario voor een investering. Dit project is dus een mooi voorbeeld van de haalbaarheid van enviro-capitalism, of van "doing good while doing well".

Geschreven door Emile Glorieux, bron [popsci]