Betonkernactivering en Airdeck® vloeren
... synoniem van energie-efficiënt bouwen
Betonkernactivering en Airdeck® vloeren synoniem voor energie-efficiënt bouwen
Airdeck en betonkernactivering: de perfecte harmonie tussen bouwefficiëntie en klimaatbeheersing, Futuristische dagdromerij? NEEN! Betonkernactivering wordt zonder enige twijfel hét klimaatsysteem van de toekomst in de utiliteitsbouw. In Nederland, Duitsland en Zwitserland wordt het systeem reeds veelvuldig en succesvol toegepast. Een doordacht integraal klimaatontwerp zal altijd vruchten afwerpen. Het hoge comfort gekoppeld aan een gemiddelde investering, een energetisch goed en mogelijk duurzaam concept én de architectonische vrijheid bieden naast het hoge comfortniveau te veel gunstige perspectieven om het systeem nog langer te blijven bestempelen als toekomstmuziek. Airdeck vloeren bieden hier zeer veel toegevoegde waarde en zijn dé oplossing bij uitstek!
Betonkernactivering: het principe
Een voorbeeld maakt dit duidelijker.
Het principe of de essentie van betonkernactivering is niet nieuw: door de massa van een gebouw op een bepaalde temperatuur te brengen, zorgt men voor verwarming of afkoeling in vergelijking met de omgevingstemperatuur. Bij het Airdeck systeem wordt de volledige betonvloerconstructie gekoeld of verwarmd via een geïntegreerd leidingsysteem dat vooraleer het beton wordt gestort gelijkmatig tussen de Airboxen wordt geweven. Doorheen deze leidingen wordt water gepompt. Warmte- en koudeafgifte gebeuren zowel naar boven als naar beneden. Zo wordt een ruimte continu opgewarmd of afgekoeld. Men kan het vergelijken met vloerverwarming, maar bij Airdeck met betonkernactivering vinden opwarming en afkoeling van de hele Airdeck vloer ook 's nachts en tijdens het weekend plaats, waardoor de binnentemperatuur vrijwel niet meer wijzigt.
Wanneer we in een warm land een grote kerk bezoeken, voelt het daar altijd koel aan, terwijl de luchttemperatuur meestal relatief hoog is. Dit komt door de lagere gevoelstemperatuur, die een gemiddelde is van de straling- en de luchttemperatuur. Zo’n groot gebouw wordt in de winter ook nooit echt koud van binnen doordat de enorme massa bouwmaterialen een dempende werking heeft op de gevoelstemperatuur. De kerk neemt de omgevingstemperatuur niet gemakkelijk over, maar dringt haar gematigde temperatuur wel aan de omgeving op.
ZOMERSITUATIE/TUSSENSEIZOEN
B: Situatie met betonkernactivering. Geringe temperatuurschommeling
Bron: SBR, Rotterdam 2007
A: Situatie met verlaagd plafond, verlichting en traditionele koeling. Grote temperatuurschommeling. De betonmassa werkt nauwelijks mee als warmtebuffer.
WINTERSITUATIE A: Situatie met verlaagd plafond.
Bron: SBR, Rotterdam 2007
B: Situatie met betonkernactivering. Geringe temperatuurschommeling.
Betonkernactivering: zo functioneert het systeem Vermits de meeste moderne gebouwen vandaag de dag per definitie uitstekend geïsoleerd zijn, is sowieso slechts een beperkte capaciteit nodig voor verwarming of afkoeling. Als gevolg hiervan en door het grote verwarmend/koelend oppervlak van plafond en vloer, hoeft het temperatuurverschil tussen de lucht in de ruimte en het oppervlak van de vloer en het plafond slechts klein te zijn om aan de reële warmte- of koudebehoefte te voldoen. Door het kleine temperatuurverschil treedt in sterke mate reeds een zelfregelend effect op.
de warmte naar de andere ruimte overbrengt (aan de schaduwzijde).
Indien er geen watertemperatuurregeling zou worden toegepast en de temperatuur van het water vast wordt ingesteld op 22 °C, komt de vloer- en/ of de plafondtemperatuur tussen de water- en de ruimtetemperatuur te liggen. Dus zal in de winter de vloer en/of het plafond de ruimte gaan verwarmen en in de zomer gaan koelen. Door het permanent stromen van het water in het systeem is het zelfs mogelijk dat bij deze omstandigheden het systeem in de ene ruimte koelt (aan de zonzijde) en
Om wel een snellere of individuele regeling te verkrijgen kan het systeem gecombineerd worden met een aanvullende installatie, maar in de meeste gevallen is dit niet eens nodig. Door gebruik te maken van een watertemperatuurregeling wordt de retourtemperatuur gemeten en zodoende de temperatuur bij warmtevraag verhoogd of bij koudevraag verlaagd. Hierdoor zal de regelafsluiter zich modulerend aanpassen aan de warmtevraag cq. koudevraag.
Het is aan te bevelen gebruik te maken van een watertemperatuurregeling of thermostaat. Hiermee wordt namelijk het effect van het systeem extra versterkt. De regeling reageert op buiten- en binnentemperatuur en kan bijvoorbeeld per gevel worden aangestuurd. Door het trage karakter van het systeem heeft het regelen van de temperatuur per ruimte geen zin.
De hoofdrol tijdens dit proces is hier weggelegd voor de architect.
Esthetica
Comfortprestatie
Belangen van ontwerpende partijen. Met name de architect dient een coördinerende en communicatieve rol te spelen. Uitvoeringsaspecten
Constructie
Flexibiliteit
Permanente dialoog, een duidelijke visie op INTEGRAAL en COMFORTGERICHT ONTWERPEN en ervaring ter zake zijn essentieel .
Functionaliteit
Het is van het grootste belang dat alle bij een project betrokken partijen vanaf de ontwerpfase op dezelfde golflengte zitten wanneer ze opteren voor het Airdeck systeem en betonkernactivering en dit in het gebouw willen integreren.
Inpasbaarheid van technische installaties
Geïntegreerd ontwerp: dé hoofdvoorwaarde voor toepassing van betonkernactivering
Opdrachtgever Architect Stabiliteitsingenieur Installatieadviseur Bouwfysisch adviseur Aannemer
Bron: SBR Rotterdam 2007
Bron
n: SBR Rotterdam 2007
Gratis energie uit de omgeving: grond, water en lucht Energiezuinige Lage Temperatuur Verwarmingssystemen zoals bijvoorbeeld warmtepompen zijn bij uitstek geschikt om in combinatie met betonkernactivering te worden aangewend. Bij de relatief lage temperaturen voor het verwarmen is het rendement van een warmtepomp extra hoog. Andersom levert het koelen eveneens een grote energiebesparing op in vergelijking met traditionele systemen. In combinatie met koudewinning via een grondwaterpomp vraagt koeling zelfs niet meer energie dan nodig is voor het pompen.
Zo werkt een warmtepomp De werking van een warmtepomp kan je vergelijken met deze van een koelkast. In de koelkast wordt het koud omdat er een verdamper in zit waardoor een ijskoud koelmiddel wordt gepompt. De producten die je in de koelkast stopt geven hun warmte af aan de verdamper omdat warmte nu eenmaal automatisch naar een hoger niveau stroomt. De warmtepomp haalt via hetzelfde principe gratis warmte uit de omgeving. Door de hitte van de zon worden er winter en zomer grote hoeveelheden warmte opgeslagen in de bodem, het water en de lucht. Het is deze warmte die dankzij de warmtepomp kan gerecupereerd worden om woningen en gebouwen te verwarmen. Een warmtepomp heeft een gemiddeld rendement van 4 en zelfs meer. Dit wil zeggen dat je slechts één vierde van de te ‘oogsten’ warmte moet aanschaffen (elektriciteit, gas of olie) om er drie vierden gratis te krijgen. We geven een voorbeeld. Onafhankelijk van de tijd van het jaar, het moment van de dag en het aantal uren zon schommelt de temperatuur in de bodem het hele jaar door tussen ongeveer +4°C en 17°C. Een economische verwarming en bereiding van warmtapwater is zodoende gegarandeerd. Naargelang het gewenste binnenklimaat kan er warmteaanbod van de bodem, het bodemwater of de buitenlucht worden gescheiden. Dit kan door middel van een verticale bodemwarmtewisselaar of door een bodemwarmtecollectorinstallatie.
Verticale bodemwarmtewisselaars worden tot op 100 meter diepte in de bodem ingebracht. In de leidingen vloeit een procesmedium dat de opgeslagen zonnewarmte uit de bodem opneemt en vervolgens afgeeft aan de warmtepomp. Bodemwarmtecollectorinstallatie Hier wordt een systeem van horizontale flexibele leidingen onder de vorstgrens op ± 1,5 meter diepte aangelegd. Door flexibele leidingen stroomt een procesmedium dat de opgenomen warmte of koude doorgeeft aan de warmtepomp
Verticale bodemwarmtewisselaar
Bodemwarmtecollector
De voordelen van betonkernactivering Energievoordelen
Comfortpluspunten
•
•
• • •
Zuinig omspringen met kostbare conventionele energie: gratis energie uit de omgeving (bodem, water en lucht) Lage energiefactuur (payback) en niet langer afhankelijk van stijgende olie- en gasprijzen Milieuvriendelijk: minder verspilling van conventionele energievormen en lagere CO² uitstoot Betonkernactivering werkt met water op lage temperatuur, ideaal voor systemen die functioneren op hernieuwbare energie zoals zonnepanelen en warmtepompen A: Traditionele verwarmingsbron
B: Thermisch comfort door alzijdige stralingswarmte
• • • • • • • •
Sterk verhoogd comfortniveau door geringe temperatuurverschillen en alzijdige stralingswarmte Aangename gevoelstemperatuur in alle seizoenen Betonkernactivering voorkomt stofcirculatie en droge lucht bij het verwarmen Hygiëne: geen verspreiding van bacteriën bij het koelen Minder electrosmog door minder elektrische leidingen Quasi onderhoudsvrij Onzichtbare installatie: esthetisch mooier en geen hinderende radiatoren of andere toestellen Geruisloos: geen kloppende verwarmingsleidingen of zoemende airco Meer comfort voor de gebruiker: hoger rendement en lager absenteïsme
Conclusie: veel meer comfort aan een lagere energiekost
Airdeck, het principe De Airdeck vloer is een gewapende breedplaat waarop betonbesparende kunststofdozen, airboxen genaamd, zijn aangebracht. Deze breedplaat heeft een standaardbreedte van 3,00 m en is minimaal 60 mm dik. Op plaatsen waar dat constructief verantwoord is, worden de materiaalbesparende airboxen door een robot , in een raster van 300x300 mm, op de elementen geplaatst en exact op hoogte ingetrild. De aldus aangebrachte airboxen zorgen voor een belangrijke besparing in de hoeveelheid te storten beton op de werf. De totale constructieve vloerhoogten variëren van 280 tot 450 mm. Daarmee kunnen respectievelijk overspanningen gehaald worden 7,5m tot 12m bij normaal gebruik, en normale belasting (grote overspanningen zijn mogelijk mits toepassing van naspanning)
Gewichtsbesparing is een belangrijke drijfveer geweest achter deze nieuwe ontwikkeling. Op de vloer alleen is een besparing mogelijk van beton en staal die kan oplopen tot 25 à 30%. Daarnaast is een gewichtsbesparing mogelijk op de totale constructie. Minder gewicht betekent minder materiaal en dat is per definitie milieuvriendelijk. Het werkt immers door in het hele voortbrengingsproces van winning grondstoffen, vervoer, productie, verwerking en ooit recycling. Grotere elementen betekent ook een snellere montage en dus ook een besparing op de inzet van mankracht en materieel.
Besparing op de bouwhoogte door het ontbreken van kolomkoppen, balken, verhoogde vloeren en verlaagde plafonds Bron SBR, Rotterdam 2007
Airdeck: alleen maar pluspunten! Voor de architect/opdrachtgever: grote vormvrijheid vlakke vrije overspanning mogelijk tot 12 X 12 meter (en meer mits toepassing van naspanning) gave vlakke onderzijde met kleine, strakke en dekkende V-naad meer verdiepingen binnen maximale hoogte door - het ontbreken van kolomkoppen en balken - het ontbreken van verlaagde plafonds en verhoogde vloeren bij toepassing van betonkernactivering Voor de aannemer: snelle montage door standaardbreedte van 3,00 meter bijlegwapening en bovenwapening eenvoudig aan te brengen grote besparing op in het werk te storten beton betonsparende airboxen zijn goed en veilig beloopbaar
Voor de constructeur: dragend in 2 richtingen punt- of lijnvormig ondersteund constructieve vloerdikte 280, 340, 390 en 450 mm ondersteuningsconstructies en funderingen kunnen lichter worden uitgevoerd Voor de installateur: betonkernactivering mogelijk ruimte tussen airboxen goed bereikbaar voor aanbrengen van leidingen betonsparende airboxen zijn goed en veilig beloopbaar
L I C H T G E W I C H T V L O E R E N
Airdeck Molenweg 41 B-3530 HOUTHALEN - BELGIË Tel: +32 (0)11 26 96 00 Fax: +32 (0)11 26 96 01 e-mail:
[email protected] www.airdeck.be
Er zijn 4 vloertypes beschikbaar Vloertype
Standaard vloerdikte
Airboxhoogte
Overspanning*
Hoeveelheid opstortbeton m³/m² **
A280
280 mm
180 mm
7,5 m
0,159
A340
340 mm
240 mm
9m
0,195
A390
390 mm
290 mm
10,5 m
0,226
A450
450 mm
350 mm
12 m
0,264
Vorm, afmetingen, gewicht Betonnen bekistingsplaat: dikte standaard 60 mm, lengte tot 9 m, breedte tot 4 m - dikte: per 10 mm komt er 24 kg bij - breedte: in funktie van transport meestal tot 3 m - vorm: willekeurig Airbox : - geplaatst in raster van 300 mm op 300 mm - aanwezigheid individueel vrij te kiezen(voor uitsparingen of ingebouwde technische installaties) - puntbelasting tot 180 kg (beloopbaar op werf) - materiaal: gerecycleerd polypropyleen Waarneming, uitzicht
- betonkleur of spuitwerk - plafond :vlak zonder balken en kolomkoppen - vloer: gepolierd (zonder afwerklaag)
Mechanische prestaties
- identiek aan volle vloer (eurocode 4)
Prestaties bij brand Brandwerendheid
Rf 90 Rf 120
bij dikte bekistingsplaat 60 mm bij dikte bekistingsplaat 70 mm
Akoestische prestaties Geluidverzwakkingsindex dB Rw BINNENGELUID 280 59 58 340 61 59 390 62 60 450 63 61
Contactgeluidsdrukniveau dB 280 81 340 81 390 80 450 78
BUITENGELUID 55 56 56 56
Geschiktheid voor gebruik leidingen Aanbrengen van leidingen:
op de werf
in de fabriek
in de onderschil
n.v.t.
verwarming/koeling buizen voor doorvoer elektriciteit en data elektradozen
op de onderschil en tussen de airboxen
verwarming/koeling watertoevoer ventilatie riolering
verwarming/koeling vloerdozen en doorvoer elektriciteit en data
op de onderschil + op de tralieliggers
verwarming/koeling
verwarming/koeling vloerdozen en doorvoer elektriciteit en data
onder de bovenwapening
verwarming/koeling
/
op de bovenwapening op de airboxen
verwarming/koeling
/
Gebruikerseisen
openingen, inbouwdelen, isolatie kunnen op vraag van de klant aangebracht worden
Randvoorwaarden
Kraan op werf Ondersteuning met stutafstand van 1,8 m tot 2 m noodzakelijk Uitvoering bijlegwapening en bovennet volgens tekening uit te voeren op werf Verdichten van beton met trilnaald Prijzen: te bepalen per project Bij prijsaanvraag gelieve eisen van doorbuiging, vaste en variabele belasting en Rf-klasse te vermelden Leveringstermijn: 4 weken na goedkeuring tekening
Voor meer informatie en zaken die afwijken van de standaard gelieve onze studiedienst te contacteren OPMERKING: De toepassing van betonkernactivering in gebouwen met Airdeck werd onderzocht door het erkend Duits ingenieursbureau dat gespecialiseerd is energieanalyse en energiemanagement van gebouwen. De bevindingen van hun studie i.v.m. warmteafgifte en koelvermogen lichten wij graag toe indien u een concreet project heeft, waarin betonkernactivering kan toegepast worden. Airdeck met betonkernactivering haalt zonder moeite een koelvermogen van 50W/m² en verwarmingsvermogen van 35W/m².
*bij normaal gebruik en normale belasting - grotere overspanning mogelijk mits toepassing van naspanning **±30% minder als bij massieve vloer
