Warm en koud… 8/26/2013
Leen Peeters
1
Overzicht Inleiding Thermisch comfort Hoe? Conclusie
Th!nk E
Leen Peeters
8/26/2013
2
Inleiding Warm en koud?! Binnenklimaat • Verwarmen, koelen, ventileren
Buitenklimaat
Th!nk E
Leen Peeters
8/26/2013
3
Inleiding Binnenklimaat
Th!nk E
Temperatuur Tocht Luchtkwaliteit Lichtintensiteit
Thermisch comfort
Leen Peeters
8/26/2013
4
Inleiding Buitenklimaat CO2↘
Th!nk E
Leen Peeters
8/26/2013
5
Thermisch comfort Thermisch comfort that condition of mind which expresses satisfaction with the thermal environment
Th!nk E
Leen Peeters
8/26/2013
6
Thermisch comfort “Conventionele” modellering: Fanger • Thermisch comfort: wanneer huidtemperatuur en hoeveelheid zweet tussen welbepaalde waarden liggen – Experimenteel onderzoek – Gezonde volwassenen – Gematigde en gecontroleerde omstandigheden, uniforme taken
Th!nk E
Leen Peeters
8/26/2013
7
Thermisch comfort “Conventionele” modellering: Fanger • • • • • •
Th!nk E
Luchttemperatuur Stralingstemperatuur Luchtsnelheid en turbulentie Relatieve vochtigheid Metabolisme Kleding (isolatie)
Leen Peeters
8/26/2013
8
Thermisch comfort “Conventionele” modellering: Fanger • Gemiddelden over een grote groep • Bepaald door mensen met hetzelfde type kleding en meestal zittende houding • Extrapolitie op basis van evenwicht met warmtebalansen: – Huidtemperatuur – Hoeveelheid zweet
Th!nk E
Leen Peeters
8/26/2013
9
Thermisch comfort “Conventionele” modellering: Fanger • Vergelijking die toelaat de Voorspelde Sensatie te bepalen: Predicted Mean Vote op schaal van -3 tot 3 • Het aantal ontevredenen als functie van de PMVwaarde
Th!nk E
Leen Peeters
8/26/2013
10
Thermisch comfort “Conventionele” modellering: Fanger • Op basis van 1300 deelnemers in experiment
Th!nk E
Leen Peeters
8/26/2013
11
Thermisch comfort “Conventionele” modellering: Fanger
Th!nk E
Leen Peeters
8/26/2013
12
Thermisch comfort “Conventionele” modellering: Fanger “vertaling” in EN 7730 • Bijkomend: lokaal discomfort – – – – –
Th!nk E
Tocht Variatie in stralingstemperatuur Verticaal temperatuursverschil Vloertemperatuur Dynamische tijdsvariaties
Leen Peeters
8/26/2013
13
Thermisch comfort EN 7730 tocht 40 Draught Rate( %)
35 30 25
16
20
18
15
20
10
22
5 0 0
Th!nk E
0,2 0,4 air velocity (m/s)
Leen Peeters
0,6
8/26/2013
14
Thermisch comfort EN 7730 verticaal temperatuursverschil • Luchtopen constructie • Slecht ontwerp HVAC • Gebruik van gebouw ≠ ontwerpsituatie HVAC – – – – –
Th!nk E
Deuren continu of zeer frequent open Ramen continu of zeer frequent open Blokkering van een deel van de aanvoeropeningen verse lucht Veranderde of verkeerd ingeschatte windbelasting …
Leen Peeters
8/26/2013
15
Thermisch comfort EN 7730 Verticaal temperatuursverschil
Th!nk E
Leen Peeters
8/26/2013
16
Thermisch comfort EN 7730 verticaal temperatuursverschil (T↗ als functie van hoogte) • • • •
Th!nk E
Tochtstromen op vloerhoogte Luchtopen constructie Ontbreken van vloerisolatie Slecht ontwerp HVAC
Leen Peeters
8/26/2013
17
Thermisch comfort EN 7730: vloertemperatuur
Th!nk E
Leen Peeters
8/26/2013
18
Thermisch comfort EN 7730: vloertemperatuur • Tochtstromen onder zwevende dekvloer • Ontbreken van of slecht gesplaatste isolatie
Th!nk E
Leen Peeters
8/26/2013
19
Thermisch comfort EN 7730 stralingstemperatuur
Th!nk E
Leen Peeters
8/26/2013
20
Thermisch comfort EN7730: Stralingstemperatuur • • • •
Th!nk E
Kwaliteit glas (U-waarde en g-waarde) Zonnewering Verticale tochtstroom (HVAC) Kwaliteit warmte-afgiftesysteem
Leen Peeters
8/26/2013
21
Thermisch comfort EN7730 ASHRAE 55: Dynamische temperatuursvariaties • Cyclische variaties – Peak-to-peak kleiner dan 1.1K geen probleem – Anders: variaties per uur moeten kleiner zijn dan 2.2K/h Opm.: Ietwat conservatief …
Th!nk E
Leen Peeters
8/26/2013
22
Thermisch comfort Algemeen: Mensen gevoeliger voor aanpassing naar beneden dan naar boven
Th!nk E
Leen Peeters
8/26/2013
23
Thermisch comfort Algemeen: PMV, PPD, PD, DR, … ??? • Temperatuur – Luchttemperatuur – Stralingstemperatuur
Th!nk E
Leen Peeters
8/26/2013
24
Thermisch comfort Algemeen: PMV, PPD, PD, DR, … ???
Th!nk E
Leen Peeters
8/26/2013
25
Thermisch comfort Algemeen: PMV, PPD, PD, DR, … ???
Th!nk E
Leen Peeters
8/26/2013
26
Thermisch comfort Algemeen: PMV, PPD, PD, DR, … ???
Th!nk E
Leen Peeters
8/26/2013
27
Thermisch comfort Algemeen: PMV, PPD, PD, DR, … ???
Th!nk E
Leen Peeters
8/26/2013
28
Thermisch comfort Adaptief thermisch comfort EN7730: “10 Adaptation ... In warm or cold environments, there can often be an influence due to adaptation. Apart from clothing, other forms of adaptation, such as body posture and decreased activity, which are difficult to quantify, can result in the acceptance of higher indoor temperatures. People used to working and living in warm climates can more easily accept and maintain a higher work performance in hot environments than those living in colder climates (see ISO 7933 and ISO 7243). Extended acceptable environments may be applied for occupant-controlled, naturally conditioned, spaces in warm climate regions or during warm periods, where the thermal conditions of the space are regulated primarily by the occupants through the opening and closing of windows. Field experiments have shown that occupants of such buildings could accept higher temperatures than those predicted by the PMV ...”
Th!nk E
Leen Peeters
8/26/2013
29
Thermisch comfort Adaptief thermisch comfort: Omgeving aanpassen • Ramen openen • Thermostaat bijstellen • Zonnewering bedienen
Omstandigheden aanpassen • Iets warm of koud drinken • Kleding aanpassen • Andere activiteit doen S. Kurvers
Th!nk E
Leen Peeters
8/26/2013
30
Thermisch comfort
Th!nk E
Leen Peeters
8/26/2013
31
Thermisch comfort
Th!nk E
Leen Peeters
8/26/2013
32
Hoe? Concentreren op: Warmte/koude • Vraag beperken – – – –
Goed isoleren Slim ventileren Slim gebruik interne warmtewinsten Passieve bronnen gebruiken
• Flexibiliteit inbouwen – Thermische massa maximaal gebruiken
Th!nk E
Leen Peeters
Zit mee in K-peil en Epeil
Toekomst: op ontwerptafel op internationaal niveau
8/26/2013
33
K-peil NBN B 62 301: peil van globale warmteisolatie. Bepalende parameters:
Th!nk E
Volume V (m3) Warmteverliesoppervlakken AT (m2) Warmtedoorgangscoëfficiënten (U-waarden) Koudebruggen
Leen Peeters
8/26/2013
34
K-peil Volume V (m3) Buitenafmetingen Beschermd volume: volume van alle ruimtes die men wil beschermen tegen warmteverliezen naar: • buiten • de grond • naburige ruimtes die niet tot het beschermd volume behoren
Direct en indirect verwarmde ruimtes Th!nk E
Leen Peeters
8/26/2013
35
K-peil Verliesoppervlak AT (m2)
Buitenafmetingen Oppervlakken die het beschermd volume scheiden van: • buiten • de grond • naburige ruimtes die niet tot het beschermd volume behoren
Wanden tussen verschillende beschermde volumes tellen niet mee Th!nk E
Leen Peeters
8/26/2013
36
K-peil Gemiddelde warmtedoorgangscoëfficiënt ks (W/m2K) Gewogen scheiding puntkoudebruggen
Scheiding met buitenomgeving
ks
k ∑ =
2D koudebruggen
ej
met andere ruimtes of grond
Aej + ∑ klej lej + ∑ k pj + ∑ a j kij Aij
∑A +∑A ej
ij
Totale schiloppervlakte die beschermd volume omvat Th!nk E
Leen Peeters
8/26/2013
37
K-peil K-peil: V ≤ 1m AT 1m <
V 300k < 4m → K = s100 AT V A + 2 T
V ≥ 4m AT Th!nk E
→K= 100k s100
→K= 50k s100
Leen Peeters
8/26/2013
38
K-peil
Th!nk E
Leen Peeters
8/26/2013
39
K-peil Wandelementen van het warmteverliesoppervlak
1
Doorschijnende wanden, vensters, lichtkoepels, dakramen
Aj
kj . Aj
Σ kj . Aj
[W/(m².K)]
[m²] 42.00
[W/K] 35.7
[W/K]
0.85 0.87
4.95
4.3
kj
0.0
aj
Σ a j . kj .Aj [W/K]
40.0
1
40.0
0.0
1
0.0
32.8
1
32.8
32.1
1
32.1
29.5
1.00
29.5
0.0 2
Buitendeuren en poorten
3
Buitenmuren
4
8
Daken (plat of hellend) of bovenste plafonds onder niet vorstvrije ruimte Vloeren op volle grond Totaal: Koudebruggen volgens NBN B 62-002
0.00
0.0 0.10
322.07
32.2
0.10
5.82
0.6
0.13
246.92
32.1 0.0 0.0
0.16
0.0 At = Σ Aj = klj [W/(m.K)]
Σ a j . kj .Aj =
806.3 lj [m]
klj . lj [W/K] 0.0 0.0
17
Warmteverlies van het verliesoppervlak Gemiddelde warmtedoorgangscoëfficient Beschermd volume
18
Volumecompactheid
16
29.5
184.49
14
15
0.0
0.00
Σ aj . kj .Aj + Σ klj . Lj
=
134.4
Σ klj . lj [W/K] 0.0
134.41
W/K
ks =
0.17
V= V/At =
1384.51
m³
1.72
m
W/m².K
Als V/At < 1 : k s x 100 = 19
Peil van de globale warmteisolatie
Als 1 < V/At < 4 : k s x 300/(V/At +2) =
K 13
Als V/At > 4 : k s x 50 =
Th!nk E
Leen Peeters
8/26/2013
40
K-peil: deeleisen U-waarde Warmtedoorgangscoefficienten: lucht-lucht
R-waarde Warmteweerstanden: oppervlak-oppervlak van 1 materiaalllaag
Th!nk E
Leen Peeters
8/26/2013
41
E-peil E-peil: Primair energiegebruik • • • • •
Verwarming Koeling Verlichting Ventilatie Energie-opwekking
maat voor energie-efficiëntie van ‘vaste’ delen. Th!nk E
Leen Peeters
8/26/2013
42
K-peil & E-peil
K-peil compactheid en isolatie
Sanitair warm water
luchtdichtheid
Oriëntatie en bezonning
ventilatie
Koeling
verwarming
Verlichting (kantoren en scholen)
Th!nk E
Leen Peeters
8/26/2013
43
Berekening
Th!nk E
Leen Peeters
8/26/2013
44
Maandelijkse warmtewinsten
Referentie KaHo Sint Lieven: waarden voor utiliteitsbouw
Th!nk E
Leen Peeters
8/26/2013
45
Eisen Vlaanderen K-peil: 40 E-peil: 60
Brussel K-peil: 45 E-peil: 75
Wallonie
Belangrijke wijzigingen vanaf 2015: • Maximaal primair energiegebruik • Maximale verwarmings- en koelvraag • luchtdichtheidseis
K-peil: 45 E-peil: 80 Th!nk E
Leen Peeters
8/26/2013
46
Conclusie Thermisch comfort is nooit voor iedereen Eisen nodig om verbeterde gebouwenstock te realiseren Statische berekeningsmethodiek
Th!nk E
Leen Peeters
8/26/2013
47
