Nummer 20
• Onderwerp: Woning ventilatie versus kondensatie
1. Inleiding Zo langzamerhand zijn we er aan gewend, dat jaar na jaar de eisen in de isolatienormen voor won ingen zwaarder worden. Worden we nu in 1987 verblijd met een It Norm van 13 en een 'r' waarde van 2,5, zo waren we enige jaren geleden net gewend aan een It van 11 en een 'r' van 2.
•
•
•
Net als de meeste lezers ongetwijfeld, ontgaat mij de diepere achtergrond van deze getallen enigszins. Vroeger, wat kunnen we stellen, zeg eens nauwelijks 10 jaar geleden zaten we nog in het tijdperk van k·waardes voor warmtedoorgangskoêfficiênten en kregen we uit onze transmissie-berekeningen begrijpbare kcal/h. En nu 'r' waardes en It waardes. Het gevoel wat hiermede bedoeld wordt is er wel, maar de juiste finesses: laat een expert op dit gebied dit maar eens In eenvoudige taal uit gaan leggen. Evenwel sedert de r-waardes en It getallen hun entree hebben gedaan is er iets mis gegaan. Duidelijk mis, want we hebben te maken gekregen met een groot probleem dat de levensduur van de It woningen aantast namelijk: kondens, vocht en schimmelvorming. Wat In de tijd van de kcal/h nooit is voorgekomen zien we in de kW tijd wel: groene vensterbanken, achterzijden van bankstellen aangetast, behang wat niet meer wil blijven plakken enz.
2. Aanleiding Bovenstaande illustreert een probleem, waarvan de oorzaak natuurlijk niet gelegen is in het verschil tussen kcal/h en kW. Overduidelijk is dat het vochtprobleem in de woning direkt terug te leiden is tot het kierdicht zijn van de woning. Naarmate de isolatiewaarde·eisen stegen, heeft de bouwindustrie enige jaren nodig gehad om: a. de vochtproblematiek door kierdichtheid te onderkennen; b. maatregelen te ontwikkelen om vochtvorming (kondensvorming) te voorkomen.
Vooral in de periode 1977· 1984 zijn er een groot aantal woningen gebouwd, waarbij nu achteraf blijkt, dat er aanvullende technische maatregelen genomen moeten worden om er voor te zorgen dat de kwaliteit van de woning niet zodanig wijzigt dat leegstand het resultaat hiervan is. Onbesproken laat ik maar de maatregelen die meestal in partikuliere sfeer zijn genomen om een lager gasverbruik te verkrijgen. Ondeskundigheid en meestal een onjuiste, of in het geheel geen voorlichting, voert hierbij duidelijk de boventoon. Door de grotere kierdichtheid neemt de, voorheen aanwezige, natuurlijke ventilatie af. Er was steeds uitgegaan van een ventilatievoud van 1, wat wil zeggen dat de woninginhoud in m' per uur, eenmaal per uur werd vervangen door verse buitenlucht. Dit door kieren, naden en opzettelijk aangebrachte vochtventilatie· J" openingen. Bij de, laten we nu maar zeggen· It woningen· is dit bij lange na niet meer het 0;7 g_l. ~ De huidige energiezuinige woningen hebben een natuurlijke ventilatievoud van 0, IJ) hetgeen wil zeggen dat de woning "pot"·dicht is. .5 Alle vocht wat ontstaat in de woning, denk hierbij aan het vocht middels de ...j) ademhaling dat u en ik produceren, planten, koken, baden en het vocht dat door dec penetratie van de weersomstandigheden via vochtbruggen de woning binnenkomt, (\I dient wederom naar buiten getransporteerd te worden, om te voorkomen dat dit rt'schade aan de woning toebrengt. !)
3. Oplossing Zoals hierboven al is aangegeven, is de enige oplossing het vochtprobleem op te lossen, het in voldoende mate ventileren van de woning. In zo'n artikel als dit, is dit natuurlijk een zeer eenvoudige zinsnede en geeft perfekt antwoord op het probleem. Maar zo simpel ligt de zaak in de praktijk niet en wil ik met bovenstaande zinsnede het artikel zeker niet beêindigen. Eigenlijk is het vorige een inleiding op een aantal mogelijke technische maatregelen die daadwerkelijk de aanwezige problemen kunnen oplossen. De navolgende konstrukties zijn vrijwel alle in de praktijk reeds toegepast en mogen voor u dienen als ideeên, om de bij u aanwezige probleemstellingen, vanuit misschien een andere invalshoek op te kunnen lossen. 4. Technische gegevens Indien we ervan uitgaan, dat vroeger bij een ventilatievoud van 1 geen kondensatie in de woning voorkwam, kan simpel gesteld worden dat hiermede het juiste te verplaatsen aantal m' in een dichte woning reeds bepaald is. Dit is een misverstand en wel om de volgende redenen: a. het ventilatievoud in een woning is aangenomen op een faktor 1, echter nooit gemeten; b. het ventilatievoud was sterk afhankelijk van de winddruk tegen de woning, de buitentemperatuur, de windrichting en de kwaliteit van de bouwkundige uitvoering van de woning. Door berekeningen kan aangetoond worden dat bij een eengezinswoning, ter voorkoming van vocht, de volgende hoeveelheden geventileerd dienen te worden: a. nachtventilatie 60 m'/uur b. dagventilatie 100 m'/uur c. kook/douche-ventilatie 200 m'/uur
•
•
Deze hoeveelheden zijn als minimaal aan te duiden. Hierbij is zeker geen rekening gehouden met het zuurstofgebruik van gasverbruikstoestellen als boilers, geisers en ketels. Het gasfornuis valt hierbuiten, daar er een gelijktijdigheid valt te konstateren met het koken. Als volgende punt en zeker één van de belangrijkste punten mag gelden: - de ideale verdeling van de ventilatie-hoeveelheden over de gehele woning. Waar in het verleden veel over gesproken is en wat moest gaan dienen als een oplossing voor vochtproblemen, bewust of onbewust: mechanische afzuiging of mechanische ventilatie. Nu kan gekonstateerd worden, dat lang niet in alle gevallen de vochtproblemen hiermede te lijf gegaan kunnen worden, merendeels door een onjuiste verdeling van de afgezogen lucht over de woning. 5. Technische uitvoering Bij de volgende technische beschrijvingen van toegepaste of mogelijke toepassingen van systemen ter voorkoming van vocht, is niet opgenomen de zogenaamde wasemkap. Zonder een open deur in te trappen kunnen we stellen, dat een wasemkap, indien deze achteraf wordt geplaatst, een groot gevaar kan zijn in de woning. Het gevaar hierin schuilt in de onderdruk die een dergelijke kap kan veroorzaken in een woning die redelijk gesloten is. Bij de plaatsing van een wasemkap wordt veelal geen lucht toevoer-opening in de woning aangebracht. Door het ontbreken van een dergelijke nivelleringsopening zuigt een wasemkap een geringe onderdruk (ca. 5-10 Pa), waardoor bij de gasverbruikstoestellen, die in dit soort woningen vrijwel altijd voorzien zijn van een trekonderbreker/valwindafleider (TOVA), een verbrandingsgas lekkage wordt veroorzaakt naar de woning toe. Hierdoor neemt het vochtpercentage in de woning drastisch toe, in plaats van het probleem op te lossen, terwijl we het gevaar voor koolmonoxydevergiftiging hier maar laten voor wat het is.
2
•
•
•
De onderdruk, veroorzaakt door een wasemkap, kan dermate hoog zijn, dat verbrandingsgassen de woning binnen gezogen worden, zelfs indien het gasverbruikstoestel is geplaatst in een van de woning gescheiden opstellingsruimte, die is voorzien van een beluchtings- en ontluchtingsopening. Echter het probleem van rookgassen (verbrandingsgassen) in de woning hoort niet thuis in dit artikel, want het onderwerp blijft: voorkomen van kondensatie. Hiertoe kunnen de volgende konstrukties dienen:
•
I. Mechanische afzuiging Met tenminste twee ventilatie-hoeveelheden, dag laag en dag hoog (kookstand), mogelijkerwijze aangevuld met een lagere nachtstand. Het gevaar hierbij is, dat de gebruiker deze nachtstand uit energiebesparing ook toepast voor de dag. Dit zal te weinig ventilatie opleveren, zodat om deze reden de nachtstand vrijwel nooit aangetroffen wordt (dus ook nooit een "uit" stand). Bezwaar van deze mechanische afzuiging is, dat uitsluitend die vertrekken worden geventileerd waar een afzuigventiel is geplaatst, terwijl lucht wordt toegevoerd meestal uit andere ruimten van de woning. De vraag moet dan ook gesteld worden vanwaar de verse lucht zal toetreden. Er wordt dus vochtige lucht verplaatst door ongewenste kortsluiting van luchtstroming binnen de woning. Indien op doelmatige plaatsen openingen voor luchltoetreding van buiten worden aangebracht, zal dit meestentijds aanleiding geven tot klachten over koude lucht of over tocht. Mechanische afzuiging zal dan ook niet die oplossing kunnen bieden ter oplossing van het vochtprobleem, wat men er in eerste instantie ook van gedacht mag hebben.
1
• Figuur 1 (CL 2140-1)
•
11. Mechanische toevoer van verse buitenlucht in de woning Dit is een nieuwe visie op het ventilatiegebeuren. Het voordeel van dit systeem bestaat uit een aantal zaken: 1. De aan de woning toegevoerde lucht is steeds vers en arm aan vocht. 2. Vooraf kan bepaald worden op welke plaatsen deze verse lucht toegevoerd wordt. 3. De woning wordt op een geringe overdruk gebracht, waardoor vermeden wordt dat gasverbruikstoestellen met een Ta VA rookgaslekkage zullen veroorzaken.
3
4. Middels een motorloze wasemkap kan voldoende afvoer van kooklucht verkregen worden. 5. Daar we te maken hebben met verse buitenlucht is een grotere opname· mogelijkheid aanwezig van vocht uit de woning (buitenlucht is kouder dan de binnen lucht, bij opwarming daalt het percentage van relatieve vochtigheid).
•
Nadelen zijn er zeker ook. Het grootste wel, dat de ingeblazen lucht koud· te koud· kan zijn, zodat we weer het "tocht"probleem krijgen.
•
:.Ë
:tË
~
~
~
••
~
c
" ~
-
~
"
~
••,;,
~
0
~
•> 0
•
Figuur 2 (CL 2140·2) De oplossing hiervoor is het verwarmen van deze verse lucht voordat deze de woning wordt binnengeblazen. Deze verwarming kan zeer eenvoudig zijn b.v. in de vorm van een kleine warmtewisselaar in de centrale luchttoevoerleiding en aangesloten aan de c.v.·ketel net als een radiator. Bij een twintigtal proefwoningen in Amsterdam is deze warmte·wisselaar op een geiser aangesloten (normale keukengeiser) waarbij middels een tapwaterpompje tapwater door deze wisselaar wordt verplaatst op kommando van een thermostaat in de koude toegevoerde lucht (type Twin-L).
•
De uitdrukking "tocht" heeft te maken met de temperatuur van de lucht die ingeblazen wordt. Zodra deze hoger is dan 18° C wordt dit niet meer als komfortverlagend ervaren. Bij de voornoemde proefwoningen bleek dat na ca. 4 weken van funktioneren van dit systeem de bijzonder vochtige woningen "drooggeblazen waren". Probleem hierna was evenwel dat er opnieuw behangen moest worden, daar het oude behang droogscheuren ging vertonen. Een aantal mogelijke konstrukties lenen zich ertoe om het gevraagde resultaat van ontvochtigen te bewerkstelligen. Konstruktie 1: geiser met naverwarmer. Konstruktie 2: c.v.·toestel (b.V. kom bi) met naverwarmer. Bij deze tweede konstruktie wordt de naverwarmer aangesloten net als een radiator. In de afvoer of retour wordt een thermostatische kraan met afzonderlijke voeler geplaatst. De voeler registreert de luchttemperatuur en regelt via de thermostaatkraan de toevoer van het c.v.-water naar de naverwarmer.
4
•
•
Omdat meestal de watertemperatuur van de aanvoer naar de radiatoren niet hoog genoeg is om de lucht op een juiste temperatuur te brengen, kan een weerstandskraan in de aanvoer geplaatst worden, zodat de aanvoertemperatuur op een hoger niveau komt. Eveneens kan natuurlijk de naverwarmer zelf groter gekozen worden om bij lagere aanvoertemperaturen voldoende warmte in de lucht te brengen. In dit laatste geval kan gesteld worden, dat aan afgifte nodig is bij een hoeveelheid van ventilatielucht: 60 m'/uur - 0,58 kW 80 m'/uur - 0,78 kW 100 m'/uur - 0,98 kW 125 m'/uur· 1,22 kW (Opwarming van .10 0 C naar + 18 0 C)
• ·••• F
~
••
·,•• ~
••
, ~
0
"
,."'"
'-- - - - ' - - - - - - ' - - . . . - ' - Figuur 3 (CL 2140-3)
•
111. Mechanische toevoer en mechanische afzuiging (gebalanceerde ventilatie) De laatste jaren is dit systeem populair geworden bIJ nieuwbouw woningen. Voor renovatie zal dit systeem eveneens geschikt kunnen zijn, maar voor bestaande woningen zal dit niet het geval zijn daar er te veel voorzieningen getroffen moeten worden voor de luchtkanalen.
• 5
• r
badkamer
Figuur 4 (CL 2140-4)
•
Over het algemeen, zal gezien de gunstige verhouding tussen investering en baten warmteterugwinning middels een kruiswisselaar, deze konstruktie veel toegepast worden. Ondanks deze kruiswisselaar, zal de ingeblazen verse buitenlucht in vrijwel alle gevallen te koud zijn, dus aanleiding geven tot klagen van de bewoners. Theoretisch zou dit niet kunnen, daar alle berekeningen van de kruiswisselaars aangeven, dat er lucht met een komfortabele temperatuur geleverd wordt, in de praktijk blijkt steeds weer dat dit niet het geval is. Vandaar dat het verstandig zal zijn om ook in deze gevallen een naverwarmer toe te passen. Deze kan bestaan uit de reeds genoemde wisselaar die aangesioten wordt op een geiser of ketel. Bij toepassing in kombinatie met een kruiswisselaar zou het eveneens mogelijk zijn een eiektrisch element als naverwarmer te gebruiken. Een kwestie van rekenen dus. En dan doet zich de vraag voor: wat wordt er met de rookgassen van het verwarmingstoestel gedaan? Tot nu toe is onze ervaring, dat deze benut worden om een extra positieve voorverwarming te geven aan de toevoerlucht; dus aangesloten wordt op de kruiswisseiaar. In theorie zijn er natuurlijk een aantal mogelijkheden. Zonder voiledig te zijn, volgen onderstaand een aantal van deze mogelijkheden: a. Toepassen van een balance f1ue toestel, dus een gesloten toestel zonder ventilator, verbrandingslucht van en rookgassen naar buiten. b. Toepassen van een gesloten toestel met ventilator, verbrandingslucht van buiten, rookgassen naar buiten. c. Toestel met trekonderbrekertvalwindafleider (TOVA), geplaatst in een gesloten opstell ingsrui mte. Deze opstelling is zeker niet aan te bevelen, daar uit de praktijk blijkt dat geen der gekonstrueerde gesloten opstellingsruimten dicht te maken is naar de woning. Met andere woorden, rookgaslekkage naar de woning komt voor. d. Toestel met TOVA plaatsen in de woning en de rookgasafvoer aansluiten op het afzuiggedeelte van het gebalanceerde ventilatiesysteem. Bij dit systeem moet gerealiseerd worden, dat de GAVO een kontinue afzuighoeveelheid eist van 4x de belasting in kW - stel een toestel van 30 kW belasting: er dient dan 4 x 30 = 120 m' per uur extra afgezogen en dus een zelfde extra hoeveelheid toegevoerd te worden.
6
•
•
•
Energetisch gezien is dit een slechte zaak: - de toevoer ventilator wordt groter; - de afvoer ventilator wordt groter; - de ventilatiehoeveelheid door de woning wordt bijna verdubbeld, terwijl de kruiswisselaar slechts ca. 50% terug weet te brengen aan de verse lucht; - naverwarmer wordt groter. e. Een oplossing voor bovenstaande konstruktie zou het volgende kunnen zijn.
~
1: ~ ~ .E a, ~ N5 -5
woonkamer r= 11 r;:=========~===>slaaPkamers
I
douche
~IOII.1
rn
.=! ':ü
:,
keuken
woonkamer slaapkamers
douch<> tOIlet
naver-
•
warming
radialoren
Figuur 5 (CL 2140-5)
•
Een ruimte in de woning bestemmen voor de installatie van de toe- en afvoerventilator met de kruiswisselaar en naverwarmer. Deze ruimte als gesloten opstellingsruimte te beschouwen, terwijl de be- en ontluchtingsopeningen reeds in de vorm van de toe- en afvoerluchtopeningen van de luchtleidingen aanwezig zijn. Het toestel wat hierin geplaatst wordt kan een TOVA-toestel zijn. De warmteterugwinunit rNTW'!, dus de unit waarin de twee ventilatoren een plaats hebben gekregen tezamen met de kruiswisselaar en naverwarmer wordt aangesloten met de verse luchlzijde aan de luchtinblaaskanalen van de woning. De afzuigkanalen worden aangesloten aan de kast. Het c.v.-toestel wordt middels een vertikale pijp van ca. O,S m aangesloten aan de afzuigzijde van de WTW. Stel, dat in laagstand het systeem 125 m'/h verplaatst, hetgeen inhoud dat via de TOVA van het toestel eveneens deze 125 m'/h wordt verplaatst. Dit is meer dan de vereiste 4 x kW belasting (ca. 120 m'), zodat voldaan wordt aan de eis van de GAVO zonder dat extra ventilatiehoeveelheden moeten worden verplaatst. Deze bijzondere slimme konstruktie betekent dus wel een kast waarin alle apparatuur geplaatst dient te worden (soort machinekamer) met de nodige dichtheidseisen en vereist een juiste planning van plaatsing van komponenten zodanig, dat service ook nog mogelijk is.
• 7
•
• Figuur 6 (CL 2140-6) f. Gesloten toestel met aanzuig uit de woning en rookgasuitlaat aangesloten op de WTW - gebalanceerde ventilatie. Om te komen tot de meest optimale energiebesparing, dient, zoals uit bovenstaande reeds te lezen valt, de energie uit de afgezogen lucht en die nog in de rookgassen van het c.v.-toestel aanwezig is, overgedragen te worden aan de koude aangezogen verse buitenlucht. Om te voorkomen, dat volgens de GAVO door de TOVA van het toestel 4x de belasting aan m' lucht gezogen moet worden, kan een toestel genomen worden met een ingebouwde eigen ventilator. Hierbij is men steeds verzekerd van een juist luchttransport naar de brander. De rookgassen worden door deze ingebouwde ventilator toegevoerd naar de afzuigventilator en vlak daarvoor samengevoegd met de afgezogen lucht uit de woning. Daar het balansprincipe in de woning niet in gevaar mag worden gebracht, moet het verwarmingstoestel z'n verbrandingslucht uit de woning betrekken. Hiermede hebben we dus met een gesloten toestel met ventilator te doen, maar valt gezien de opstelling in de kategorie van de GAVO: open toestel met mechanische afzuiging. De vraag doet zich natuurlijk voor of ook rekening gehouden dient te worden met een grotere luchttoevoer voor de verbrandingslucht voor het toestel tijdens de werking. Het antwoord hierop is vrij simpel: "neen". De reden hiertoe is even simpel: op het ogenblik dat het ventilatortoestel z'n ingebouwde ventilator start, zal de balans in de woning iets wijzigen; een geringe drukverlaging valt te konstateren (toestel heeft ca. 50 m'/h lucht nodig). Door het verlagen van de druk in de woning neemt de weerstand voor het inbrengen van verse lucht van buiten af, waardoor de inblaasventilator iets meer kan verplaatsen, over het algemeen in een mate die overeenkomt met de benodigde verbrandingslucht. Het balansprincipe blijft dus gehandhaafd. Aan de rookgaszijde liggen de zaken iets anders; de afzuigventilator van de WTW zuigt niet alleen aan de afzuigroosters, maar ook aan het rookgasuitlaat van het toestel en aan de ingebouwde ventilator. Indien hier geen maatregelen worden genomen, zal het luchttransport door het verwarmingstoestel te groot worden.
8
•
•
•
Ter voorkoming van dit verschijnsel dient een instelbare weerstandsklep tussen het toesteluitlaat en de WTW te worden ingebouwd. Deze klep dient dusdanig te worden ingesteld dat een normaal luchttransport in het toestel wordt verkregen. Evenals in de voorafgaande besproken systemen kan/moet in de luchttoevoer een naverwarmer aangesloten worden op het toestel.
•
Kunnen nu alle bovengenoemde toestellen en konstrukties, binnen de geldende bepalingen van de regelgeving in Nederland, zonder meer geplaatst worden? Zonder tegemoet te komen aan alle ludieke gedachten van hobbyisten en waarbij alle denkbare en vooral ondenkbare situaties opgeroepen worden als zijnde gevaarlijke omstandigheden, waarbij ventilatoren kunnen stoppen en ketels plotseling kunnen gaan branden en m' gevaarlijke rookgassen of onverbrand gas gaan produceren en naar woonruimtes binnen kunnen treden, volgen hier in het kort de bij mij bekende reêle eisen welke gesteld kunnen worden aan de diverse systemen, ter voorkoming van gevaarlijke situaties. Immers alle zaken kunnen overtrokken worden, praktisch moeten steeds twee zaken blijven overheersen: a. veiligheid; b. doelmatigheid. In mijn filosofie is veilig een synoniem van gevaarloos en doelmatig een synoniem van storingsvrij. Tilt men aan veiligheid te zwaar, zal dit zonder meer ten koste gaan van de doelmatigheid en resulteren in het buiten werking kunnen gaan zetten van beveiligende apparatuur.
Beveiligingen
•
Vereiste beveiligingen bij: Systeem a. Niet nodig, deze is ingebouwd in het toestel en bestaat uit het thermo· elektrische principe (thermokoppel) ol bij elektronische ontsteking uit de ionisatiepen. Systeem b. Niet nodig, deze is eveneens ingebouwd en bestaat meestal uit een drukverschilschakelaar ol een elektronische luchttransportbewaking. Systeem c. Indien gekozen wordt voor dit niet aan te bevelen systeem, dient tenminste een nB (thermische terugstromingsbeveiliging) geplaatst te worden. Evenwel blijkt, dat het aantal malen dat deze beveiliging zal ingrijpen dusdanig groot zal worden dat men bereid is om deze beveiliging dan maar te saboteren. Systeem d. Plaatsen van een nB, goedgekeurd door het VEG·GASI NSTITUUT op dit toestel. Systeem e. Eveneens een nB. Te denken valt tevens aan een luchtdrukverschilschakelaar tussen de kast en de woning. Dit om te voorkomen dat door het uitvallen van de toevoerventilator de woning een te grote onderdruk verkrijgt. Hierbij dient direkt vermeld te worden dat de eis ten aanzien van de drukverschilschakelaar vrij ingewikkeld is en een dure konstruktie betekent: de drukverschilschakelaar dient 1x per 24 uur aan/uit geschakeld en te worden gekontroleerd op ruststand. Systeem f. Plaatsen van een nB op het alzuigsysteem, ter plaatse van de aansluiting van de rookgasalvoerleiding van het toestel op dit systeem. Deze nB voorkomt bij het uitvallen van de alzuigventilator, het transporteren van de rookgassen door de ingebouwde toestelventilator in de richting van de alzuigventielen. Een plaatsing van een luchtdrukverschilschakelaar over de wrw is dan volledig overbodig en zal slechts storingen in de hand werken.
• 9
Slot
Het moge duidelijk zijn, dat we in een tijd verkeren waarin vele veranderingen elkaar snel opvolgen. Voor u als installateur zal het moeilijk zijn om kennis te vergaren over al deze zaken, laat staan hiermede in voldoende mate ervaringen op te kunnen doen. Dit artikel moge bedoeld zijn als een informatie en het doorgeven van de ervaringen zoals wij als fabrikant van toestellen, bedoeld voor bovenomschreven systemen, in ruime mate krijgen. Ook, ondanks de lengte van dit artikel, zal het niet mogelijk zijn alle facetten van voornoemde systemen uiteen te zetten. Evenwel vertrouwen wij erop dat dit artikel u als lezer een aanzet zal kunnen geven tot het beter oplossen van de vochtproblemen.
•
•
•
• 10
