Directoraat-Generaal Rijkswaterstaat. Doorkiesnummer Bijlage(n) 2 Uw kenmerk

• Ministerie van Verkeer en Waterstaat . .

Directoraat-Generaal Rijkswaterstaat Programmabureau Duurzaam Bouwen in de GWW-sector

^fcncè^ Aan

RWS DWW bibliotheek t.a.v. mw. A. Sitanala postbus 5044 2600 CA Delft

tooti 12. 0 - cfo£ 1 9 JUN11997 B

|

D

d

C

(bibliotheek en documentatie) Contactpersoon

drs. L.A. van Geldermalsen Datum

12 juni 1997 Ons kenmerk

Doorkiesnummer

030 2857829 Bijlage(n)

2

° i( - ;;s < V v >•?;•est Waterbouwkunde

; :

Postbus 5044, 2600 CA DELFT f el. 015-26 99 363/364

Uw kenmerk

DUBOP-B-97002 Onderwerp

Producten Duurzaam Bouwen in de GWW-sector

Geachte mevrouw Sitanala, Conform uw verzoek treft u bijgaand de door u gevraagde producten over duurzaam bouwen in de GWW-sector aan. De Leidraden Duurzaam Ontwerpen en Energiezuinig Ontwerpen zijn opgezet voor intern RWS gebruik en zijn nog niet definitief. Er kunnen geen rechten aan worden ontleend. In samenwerking met de CUR worden de leidraden momenteel getoetst en daarna definitief gemaakt. We willen graag uw ervaringen meenemen in deze toetsing. Ik verzoek u daarom vriendelijk uw reactie te geven op de door u gebruikte producten. Uw reactie naar aanleiding van Het gebruik van de Leidraad Duurzaam Ontwerpen kunt u sturen aan CA. Sanders, Bouwdienst Rijkswaterstaat, Afdeling DIA, Postbus 20000, 3502 LA Utrecht en naar aanleiding van de Leidraad Energiezuining Ontwerpen aan W.P. Zandvliet, Bouwdienst Rijkswaterstaat, Afdeling DIA, Postbus 20000, 3502 LA Utrecht. Voor meer informatie kunt u contact opnemen met het secretariaat van het Programmabureau (030 2857909) of met de Helpdesk (015 2699262). Met vriendelijke groet,

L. van Geldermalsen Programmabureau Duurzaam Bouwen in de CWW-sector

Postadres postbus 20000, 3502 LA Utrecht Bezoekadres Griffioenlaan 2

O Grondstoffen O Afval

Telefoon 030-2857907 Telefax 030-2897418

Q Energie

Telefonische helpdesk 015--'

S Vormgeving & Ruimte

Bereikbaar vanaf station es met buslijn 116 of sneltram Utrecht-Nieuwegein (halte Westraven)

Leidraad Energiezuinig Ontwerpen Energiezuinig ontwerpen van infrastructurele voorzieningen voor verkeer, vervoer en waterbeheersing Publikatie ter commentaar

Heeft u op- of aanmerkingen over deze groene versie van de leidraad of heeft u besparings ideeën, dan wordt u verzocht deze aan de projectleider van de leidraad toe te zenden voor 1 februari 1996. Na een evaluatie, die medio 1996 gehouden zal worden, zal de definitieve versie van de leidraad worden uitgebracht.

Bouwdienst Rijkswaterstaat Project Duurzaam Bouwen in de GWW-sector

18 JUNI 1997

januari 1995 (bibliotheek en documentette) |?g* Dienst Weg- en Van óer Gurghweg 1 Poslbus5044. 2600 ÖA BBU1 Té. 015 -

Leidraad Energiezuinig Ontwerpen

#

Leidraad Energiezuinig Ontwerpen Energiezuinig ontwerpen van infrastructurele voorzieningen voor verkeer, vervoer en waterbeheersing ISBN 90-369-3301-3 Hoewel aan het samenstellen van de leidraad energiezuinig ontwerpen de uiterste zorg is besteed, dragen de auteurs en de bouwdienst Rijkswaterstaat geen verantwoordelijkheid voor de gevolgen van eventuele drukfouten, onjuistheden en/of onvolledigheden. Niets uit deze uitgave mag worden vermenigvuldigd en/of openbaar gemaakt door middel van druk, fotokopie of op welke andere wijze dan ook zonder schriftelijke toestemming van de Bouwdienst Rijkswaterstaat. Bouwdienst Rijkswaterstaat Afdeling NIEP Postbus 20.000 3502 LA Utrecht Voor de omslag is gebruik gemaakt van de pastelkrijt tekening "energiestromen" van Anna Paula Pais

Editie 1, januari 1995, Bouwdienst RWS


Verantwoording De Leidraad Energiezuinig Ontwerpen is een produkt van het RWS -project " Duurzaam Bouwen in de GWW- sector ", de Bouwdienst Rijkswaterstaat verzorgt hiervan het projectmanagement. De Bouwdienst is tevens de Coördinator Energiebesparing voor de Rijkswaterstaat, deze taak wordt vervuld door de afdeling installatietechniek NIE. Het literatuuronderzoek, de verbruik-inventarisaties, het verwerken van de daaruit verkregen informatie en het opzetten van de Leidraad Energiezuinig Ontwerpen is uitgevoerd door het bureau Ecofys te Utrecht. De medewerkers van de Bouwdienst en van GTI die een of meerdere onderdelen getoetst hebben en Ir. F.J. Remery in het bijzonder, worden hartelijk bedankt voor hun bijdrage. Bovendien worden alle RWS-Diensten en bedrijven bedankt voor hun medewerking bij de energie-onderzoeken van het bureau Ecofys en het verschaffen van produktinformatie. Tenslotte wordt de firma GTI Installatietechniek bedankt voor het beschikbaar stellen van Ing. H.P.M. Haen, redacteur van tal van publikaties op dit terrein. Voor de begeleiding van het onderzoek zijn verschillende afdelingen en diensten gevraagd zitting te nemen in het projectteam. Dit projectteam heeft het bureau Ecofys tijdens het onderzoek en het opzetten van de Leidraad Energiezuinig Ontwerpen ondersteund, aangestuurd en getoetst. Leden van het projectteam Leidraad Energiezuinig Ontwerpen: -

Dhr. Dhr. Dhr. Dhr. Dhr. Dhr. Dhr. Dhr. Dhr. Dhr. Dhr. Dhr.

Ir. A.W.F. Reij Ing. W.P. Zandvliet CA. Sanders Ing. P. Fournier H.C. Haas Ing. H.P.M. Haen Ing. P.W. van den Heuvel E.J. Huisinga Drs. G. Loois Drs. C.A.M. Stap Ing. L. Swart Ing. P.A.M. Vos

Bouwdienst, afd. DIA Opdrachtgever Bouwdienst, afd. NIE Voorzitter Bouwdienst, afd. DIA Secretaris Bouwdienst, afd. NIE Bouwdienst, afd. NIE GTI Installatietechniek Bouwdienst, afd. NICB Bouwdienst, afd., NIWS Bureau Ecofys Bureau Ecofys Bouwdienst, afd., DIUS Dir. Zeeland, WED

Projectleider - Dhr. Ing. W.P. Zandvliet

Bouwdienst, afd. NIE

Auteurs: - Dhr. Drs. G. Loois - Dhr. Drs. C.A.M. Stap - Dhr. Dr. K. Burges - Dhr. Ir M. van Bruggen

Ecofys Ecofys Ecofys Ecofys





VOORWOORD Het gebruik van energie, die verkregen wordt uit de verbranding van fossiele brandstoffen, zoals olie, kolen en gas levert twee problemen op: de voorraad fossiele brandstoffen raakt uitgeput en er wordt een forse bijdrage geleverd aan de milieuproblematiek. Dit laatste wordt veroorzaakt door de uitstoot van stikstof- en zwaveloxiden, die bijdragen aan de luchtverontreiniging en van kooldioxide, dat mede het broeikaseffect veroorzaakt. Alles bij elkaar voldoende redenen om de energieconsumptie terug te dringen. Dit onderwerp is dan ook een van de pijlers van het overheidsbeleid ten aanzien van het streven naar een duurzame samenleving. Het ministerie van Verkeer en Waterstaat, en in aansluiting daarop de Rijkswaterstaat, werkt mee aan de uitvoering van dit beleid. RWS heeft dit onder andere vastgelegd in haar beleidsplan "Strategie voor de jaren negentig". Aangezien RWS de grootste opdrachtgever is van bouwwerken binnen de GWW-sector wil zij -als uitvloeisel van dit beleid- een voortrekkersrol en voorbeeldfunctie vervullen op het gebied van "Duurzaam Bouwen". Daarom is in 1991 het clusterproject "Duurzaam Bouwen in de GWW-sector" geïnitieerd, waarvan de projectleiding opgedragen is aan de Bouwdienst. Binnen dit project is onder andere de Leidraad Energiezuinig Ontwerpen (LEO) tot stand gebracht. De leidraad is een instrument waarmee ontwerpers van werktuigbouwkundige- en elektrotechnische installaties van kunstwerken het (toekomstige) energiegebruik van die installaties kunnen terugdringen. Op deze wijze leveren zij een bijdrage aan de inspanning, die dient te leiden tot een duurzame samenleving. Deze "groendruk" van de Leidraad is tot stand gekomen op basis van kennis en inzichten van specialisten op het vakgebied en bevat besparingsopties die met behulp van bestaande technieken uitvoerbaar zijn. Het is evenwel nodig deze besparingsmogelijkheden te toetsen aan de praktijk, door ze gedurende een jaar toe te passen bij het ontwerpen van concrete projecten. De daaruit voortvloeiende ervaringen zullen worden verzameld en vervolgens verwerkt in een definitieve uitgave. Ik doe graag een beroep op alle betrokkenen het gebruik van deze Leidraad te stimuleren, niet alleen om hiermee praktijkervaring op te doen, maar vooral om zo te komen tot energiezuinige constructies. Het is één van de manieren om te laten zien dat de zorg om het milieu bij de Rijkswaterstaat een volwaardige plaats in de besluitvorming heeft verworven.

ir. M.J. Olierook HID Bouwdienst-RWS


Voorwoord



Voorwoord


1.

Inleiding 1.1 1.2

2.

Energieverbruik Rijkswaterstaat 2.1 2.2 2.3

3.

Totaal energieverbruik Energieverbruik van kunstwerksoorten Beleid en uitwerking

Energieverbruik kunstwerken 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6

4.

De Leidraad Energiezuinig Ontwerpen (LEO) Structuur LEO en leeswijzer

Inleiding Kunstwerksoorten, typen en funktiegroepen Bedieningsgebouwen Bruggen Sluizen 3.5.1 Gemalen Tunnels

Energiezuinige ontwerp mogelijkheden 4.1 4.2

inleiding Energiebesparingsopties naar functiegroep 4.2.1 Klimaatbeheersing 4.2.2 Verlichting 4.2.3 Signalering en beveiliging 4.2.4 Kracht 4.2.5 Noodstroomvoorzieningen 4.2.6 Stand-by en conditionering 4.2.7 Energiebeheer

5.

Checklist energiezuinig ontwerpen

6.

Verklarende woordenlijst 5.1 5.2

7.

Inleiding Checklist

Produktinformatie

Informatie:

Rekenmethode elektriciteitsverbruik


Inhoudsopgave


Editie 1. januari 1995. Bouwdienst RWS

Inhoudsopgave


1.

Inleiding

1.1

De Leidraad Energiezuinig Ontwerpen (LEO) Het ontwerp van energiezuinige installaties en constructies geeft optimale resultaten indien energie-efficiëntie gedurende het hele ontwerptraject aandacht krijgt. Alle betrokkenen in het proces, van opdrachtgever tot projectmedewerker, dienen echter wel op de hoogte te zijn van de mogelijkheden. Men moet weten welke vragen gesteld moeten worden, de beslissingen die genomen, of de eisen die gesteld moeten worden. De Leidraad Energiezuinig Ontwerpen beoogt in deze materie inzicht te verschaffen. Definitie 'Energiezuinig Ontwerpen' Een goed gedefinieerd bouwproces doorloopt een aantal fasen die elk afgesloten wordt met een document (zie bijvoorbeeld [1], [2]). Afhankelijk van de desbetreffende projectfase zijn er in deze documenten beslissingen vastgelegd over bijvoorbeeld gebruikerswensen, financiële randvoorwaarden of programma's van eisen (zie Tabel 1 ). Bij kleinere projecten worden fasen nog wel eens samengetrokken, waardoor niet alle genoemde documenten aanwezig zullen zijn. Het ontwerpproces loopt tot en met de bestekfase. Met 'energiezuinig ontwerpen' wordt bedoeld: 'Het in de beslisdocumenten opnemen van zaken die energie-efficiëntie bevorderen'. Tabel 1 Het bouwproces Projectfase

Ontwerp

Naam van beslisdocument

Initiatief

Haalbaarheid

Prospect

Oriëntatie

Projectaanvraag

Projectopdracht

Definitie

Programma van Eisen

Projectplan

Voorontwerp

Hoofdvarianten

Altematievennota

Gekozen variant

Ontwerp

Ontwerp

Uitvoering

Uitwerking van:

Bestek

Bestek

Bestek

Contractvorming

Selectie opdrachtnemer

Gunningsvoorstel

Uitvoering

Realisatie

Nota projectbeëindiging

Gebruik

Ondersteuning beherende dienst

Nazorg nota

Ontwerpen van RWS-installaties In Afbeelding 1 is een schematisch overzicht gegegeven van de RWS-installaties. De installaties zijn onder te verdelen in kunstwerksoorten zoals bruggen of tunnels. Voordat een kunstwerk wordt ontworpen zal er een voortraject zijn afgelegd waarin onderzoek en


Inleiding


afstemming met beleid heeft plaats gevonden. De hoeveelheid aktiviteiten in het voortraject is afhankelijk van de grootte en complexiteit van het te ontwerpen kunstwerk. In enkele gevallen zullen eerst politieke en maatschappelijke processen doorlopen moeten worden voordat men het ontwerpproces kan starten. Denk hierbij bijvoorbeeld aan de stormvloedkering in de Oosterschelde of de Betuwelijn. Bij grote projecten wordt het voortraject begeleid door de Hoofdingenieur-Directeur en Directeur-Generaal. Afhankelijk van de aard van het project worden de werkzaamheden dan uitgevoerd door een team dat in grootte en samenstelling kan variëren. Energieefficiënt ontwerpen begint reeds in dit voortraject. Zodra na deze initiatieffase het Prospect gereed is, vervolgt het ontwerptraject met de oriëntatiefase en de definitiefase. In deze twee fasen moet duidelijkheid verkregen worden over het beoogde projectresultaat, de manier van werken en uiteindelijk het Programma van Eisen (PVE) waaraan het te bouwen kunstwerk of gebouw moet voldoen. De uitvoerders en beslissers zijn de principaal en de projectleider. Het geaccepteerde Projectplan zal de basis zijn waarvoor de eerste voorontwerpen worden aangedragen. Het ontwerpproces wordt daarna systematisch doorlopen. De functiegroepen worden gedefinieerd en ingevuld voor het definitief ontwerp. In deze fasen van het ontwerpproces zullen uiteindelijk alle details besproken en ontworpen worden. Betrokkenen zijn de projectleider, de disciplinevertegenwoordigers en de overige medewerkers uit de projectgroep.

BWS - installaties

Kunstwerksoorten

Kunsiwwkrypen

[ Bruggen

| |

Sluizen

Bedieningsgebouw

[ [ Gemalen | |

Tunnels

Brug

i Beweging

Verlichting]

Funktiegroepen

r\. J \ ^ y LX _Y _X LX - X - X

Deelinstallafies of componenten

Besparingspotentieal Energieverbruik

Afbeelding 1 Structuur RWS-installaties.


Inleiding

j


Doel en doelgroep van de Leidraad Binnen Rijkswaterstaat houden veel personen zich bezig met plannen, voorbereiden, ontwerpen, aanbesteden of begeleiden van bouwprojecten. Het doel van de 'Leidraad Energiezuinig Ontwerpen' is om alle betrokkenen van het bouwproces op de hoogte te brengen van de mogelijk door hen te gebruiken instrumenten voor energiezuinig ontwerpen. Door in de beslisdocumenten criteria, eisen of apparatuurspecificaties op te nemen is het mogelijk het toekomstig energieverbruik van het bouwwerk en de installaties zo minimaal mogelijk te maken, rekening houdend met alle andere eisen. Dit varieert van het stellen van specifieke randvoorwaarden in het voortraject en de oriëntatiefase (aktie van management), tot bijvoorbeeld het voorschrijven van energiezuinige apparatuur in de bestekfase (aktie van projectmedewerker). Alleen als gedurende het gehele ontwerptraject energie-efficiëntie een te bespreken onderwerp is, kan men tot optimale resultaten komen. Daarbij moet men goed beseffen dat met name in het voortraject en de middenfase van het bouwproject belangrijke winsten te boeken zijn. De 'Leidraad Energiezuinig Ontwerpen' is geschreven voor iedere deelnemer aan het ontwerpproces.

1.2

Structuur LEO en leeswijzer Het is niet wenselijk dat iedereen de Leidraad van begin tot eind door zou moeten nemen om zijn of haar deel van het energiezuinige ontwerpproces uit te kunnen voeren. Daarom is de Leidraad zo opgesteld dat deze vanuit diverse invalshoeken geraadpleegd kan worden. De hoofdstukken en paragrafen zijn bestemd voor verschillende werkdisciplines en zijn los van elkaar te lezen. Elk hoofdstuk begint met een samenvatting van de belangrijkste informatie uit de voorgaande hoofdstukken. De structuur van de Leidraad is gebaseerd op drie parallelle indelingen: • het projectmatige bouwproces, • de Rijkswaterstaat-installaties, • de betrokkenen bij het ontwerpproces. Daarnaast zijn er drie hoofdtrajecten: • het voortraject (de initiatieffase) met als eindresultaat een Prospect, • het middentraject (de oriëntatie- en definitiefase) met als eindresultaat een Projectplan, • het eindtraject (diverse ontwerpfasen) met als resultaat een Bestek. De relatie tussen de drie genoemde parallelle indelingen en de drie trajecten is weergegegen in Tabel 2 . Alle aspecten die betrekking hebben op energie-efficiëntie in de drie trajecten worden besproken


Inleiding


in de hoofdstukken 2 (voortraject), 3 (middentraject) en 4 (eindtraject). Tabel 2 Structuur Leidraad Energiezuinig Ontwerpen. Projectfase

RWS-installaties

Betrokken medewerkers

Hoofdstuk 2 voortraject

• Initiatief

• Kunstwerksoorten

• Directeur-Generaal • Hoofding.-Directeur • Prospectleider

Hoofdstuk 3 middentraject

• Oriëntatie • Definitie

• Kunstwerktypen

• Principaal • Projectleider

Hoofdstuk 4 eindtraject

• Varianten • Ontwerp • Bestek

• Funktiegroepen • Componenten

• • • •

Principaal Projectleider Disciplinevert. Projectmedewerkers

Het totaal energieverbruik van de Rijkswaterstaat-installaties staat beschreven in hoofdstuk 2 'ENERGIEVERBRUIK RIJKSWATERSTAAT'. In dit hoofdstuk wordt een algemeen beeld geschetst van de relatie tussen beleid, landelijk energieverbruik, besparingsdoelstellingen en de rol van Rijkswaterstaat. Ook is er een uitsplitsing gemaakt van totaal energieverbruik naar kunstwerksoort. De mogelijkheden om energie-efficiëntie in het voortraject op te nemen worden besproken. De gegevens in dit hoofdstuk hebben betrekking op het voortraject van een ontwerpproces en zijn met name van belang voor de direct betrokkenen. In hoofdstuk 3 'ENERGIEVERBRUIK KUNSTWERKEN' wordt dieper ingegaan op het energieverbruik van diverse kunstwerksoorten en ) typen. In het hoofdstuk zijn mogelijkheden aangegeven hoe energieefficiëntie opgenomen kan worden in de oriëntatie- en definitiefase. Met name wordt het Programma Van Eisen besproken. De diverse kunstwerksoorten en -typen worden stuk voor stuk behandeld aan de hand van voorbeelden. Onder andere zijn specifieke kengetallen over het energieverbruik opgenomen en globaal worden besparingsmogelijkheden genoemd. Het ontwerp van kunstwerktypen wordt in detail besproken in hoofdstuk 4 'ENERGIEZUINIGE ONTWERPMOGELIJKHEDEN'. De ontwerpers die direct betrokken zijn bij onderdelen van het ontwerp vinden in dit hoofdstuk specialistische informatie over functiegroepen en componenten. De informatie is gerangschikt naar functiegroep. Er


Inleiding


worden kenmerken en besparingsmogelijkheden gegegeven per funktiegroep. Uiteindelijk zijn in dit hoofdstuk 50 energiebesparingsopties beschreven die toegepast kunnen worden in het ontwerp. In hoofdstuk 5 'CHECKLIST ENERGIEZUINIG ONTWERPEN' wordt in de vorm van een checklist een samenvatting gegeven van alle te nemen akties zoals deze in de eerste 4 hoofdstukken van de Leidraad zijn beschreven. Nadat een kunstwerk gerealiseerd is volgens het proces van energiezuinig ontwerpen kan ter evaluatie de 'checklist energiezuinig ontwerpen' ingevuld worden. Ook kan de checklist voorafgaand aan het ontwerpproces geraadpleegd worden om een volledig overzicht te krijgen van de te nemen akties. In hoofdstuk 6 wordt een VERKLARENDE WOORDENLIJST gegeven. Hoofdstuk 7 tenslotte bestaat uit kopieën van PRODUKTINFORMATTE. In dit deel wordt informatie gegeven over energiezuinige produkten van diverse merken. Dit deel kan door projectmedewerkers ter ondersteuning gebruikt worden bij het energiezuinige ontwerpproces. De ontwerper wordt geadviseerd dit hoofdstuk zelf aan te vullen met nieuw uitgekomen documentatiemateriaal. In Hoofdstuk 3 en 4 wordt bij verschillende onderwerpen die beschreven worden een kleine verwijzingentabel opgenomen. Deze tabel verwijst naar de in hoofdstuk 4.2 gegeven besparingsopties en inleidingen bij de functiegroepen. Een voorbeeld hiervan is gegeven in Afbeelding 2. In dit voorbeeld wordt verwezen naar de energiebesparingsoptie die in paragraaf 4.2.2.2 beschreven staat.


Inleiding


lie ook: 4.2

.1

.2

.3

.4

.5 .6

• 7 II

.i

.2 .3

WÊÊk

.4 .5 .6 .7 .8 .9 .10 .11 .12 .13 .14 .15 .16 .17

Afbeelding 2 Voorbeeld verwijzingentabel.

LITERATUUR: [1] [2]

Handboek PMW-bouwprojecten, Bouwdienst Rijkswaterstaat, Utrecht/Voorburg 1992 Programma van Eisen, instrument voor kwaliteitsbeheersing, SBR-publicatie 258, Stichting Bouwresearch, Rotterdam 1992.


Inleiding

Rijkswaterstaat


2.

Energieverbruik Rijkswaterstaat 2.1 2.2 2.3

Totaal energieverbruik Energieverbruik van kunstwerksoorten Beleid en uitwerking


Energieverbruik Rijkswaterstaat

1 2 3





2.


2.1

Totaal energieverbruik Bij Rijkswaterstaat worden diverse brandstof- en energiesoorten gebruikt: • Elektriciteit voor verlichting, besturing, verwarming en aandrijving. Door de grote hoeveelheid apparatuur en verlichting in de RWSinstallaties is het elektriciteitsverbruik hoog. Bovendien liggen RWS-installaties soms ver verwijderd van een aardgasnet waardoor elektriciteit ook aangewend wordt voor zaken als verwarming. • Aardgas en huisbrandolie voor verwarming van gebouwen zoals bedieningsposten, werkplaatsen of kantoren. • Benzine, diesel en LPG voor transport en aandrijving. Diesel wordt onder andere gebruikt voor aandrijving van bijvoorbeeld noodstroomagregaten en in voorkomende gevallen ook voor verwarming. Daarnaast heeft RWS een eigen wagenpark en vaartuigen die van brandstof moeten worden voorzien. Het energieverbruik dat met transport gepaard gaat zal verder niet behandeld worden in deze Leidraad Energiezuinig Ontwerpen. In het jaar 1990 bedroegen de jaarlijkse energiekosten in totaal 37,6 miljoen gulden. Het merendeel hiervan is besteed aan elektriciteit (64%). Aan brandstof in de vorm van olie, benzine etc. werd 25% van de totale kosten uitgegeven; aan aardgas 7% en aan de overige energiekosten (onder andere water) 4%, zie Afbeelding 1. De diverse regionale directies namen samen 85% van de totale uitgaven voor hun rekening, de overige diensten 15%.

elektriciteit 64%

Afbeelding 1 Verdeling energiekosten naar brandstof (1990)




Afbeelding 2 Elektriciteitsverbruik per jaar.

Het jaarlijkse primaire energieverbruik van Rijkswaterstaat was in 1990 gelijk aan 1,5 miljoen G], dit is circa 0,05% van het totale binnenlandse verbruik. Van deze 1,5 miljoen GJ wordt 85% in elektriciteitcentrales gebruikt voor de productie van jaarlijkse hoeveelheid elektriciteit voor RWS. De grootste energiepost van Rijkswaterstaat is elektriciteit. Het verbruik daarvan bedroeg in 1990 132 miljoen kWh, goed voor 0,17% van het Nederlandse elektriciteitsverbruik. RWS neemt circa 10% voor zijn rekening van de totale Grond), Weg- en Waterbouw-sector (GWW-sector), die landelijk gezien 1,8% van de totale elektriciteitsproduktie verbruikt. De overige deelnemers in de GWW-sector zijn bijvoorbeeld provincies en gemeentes en de Nederlandse Spoorwegen. In Afbeelding 2 is het elektriciteitsverbruik per jaar uitgezet van 1989 tot en met 1991. Het verbruik neemt toe. De oorzaak van de toename moet gezocht worden in uitbreiding van installaties en gebouwen en een toenemende automatisering en elektrificatie. Het totale energieverbruik van RWS vanaf 1992 is overigens niet bekend. Het administratiesysteem is niet gericht op het leveren van dit soort gegevens.

2.2

Energieverbruik van kunstwerksoorten Het elektriciteitsverbruik binnen Rijkswaterstaat is, vergeleken met het overige verbruik zoals aardgas, relatief hoog. Dit is met name het gevolg van de grote hoeveelheid elektrische installaties in kunstwerken. De kunstwerken nemen 80% van het totale elektriciteitsverbruik van RWS voor hun rekening. De overige 20% wordt gebruikt voor kantoren en diverse kleine installaties.




bruggen 18%

aanlegInrichtingen 3%

tunnels 6%

gemalen

Afbeelding 3 Verdeling elektriciteitsverbruik RWS naar kunstwerksoort (1990).

In Afbeelding 3 is de verdeling van het elektriciteitsverbruik gegeven. De kunstwerksoort 'sluizen' heeft met 25% het grootste aandeel in het verbruik. Dit is overigens nog exclusief het verbruik van de gemalen (11%) die in sommige gevallen onderdeel uitmaken van een sluizencomplex, maar ook aparte kunstwerken vormen. De reden van dit hoge verbruik wordt gegeven door de grootte van de installaties. Met name bij directie Zeeland zijn een aantal zeer grote sluizencomplexen met bijbehorende gemaal-installaties voor de zoet/zoutscheiding.

2.3

Beleid en uitwerking Beleidsdoelstelling Rijkswaterstaat In het kader van het 'Energie Efficiëntieprogramma Rijkshuisvesting' heeft het ministerie van Verkeer en Waterstaat in een convenant met de Rijksgebouwendienst afgesproken het energieverbuik voor het jaar 2000 met 20% te verminderen. Ook Rijkswaterstaat is aan deze afspraak gebonden. Wil men het jaarlijkse energieverbruik van Rijkswaterstaat, en met name het elektriciteitsverbruik, aan laten sluiten bij de gestelde doelen, dan zal de stijgende lijn omgebogen moeten worden. De komende 10 jaar zal naar schatting 40% van de Rijkswaterstaatinstallaties gerenoveerd worden of vervangen en 20% nieuwbouw gepleegd worden. Het energieverbruik van RWS kan alleen substantieel verlaagd worden als de renovatie en nieuwbouw aan zeer scherpe eisen voldoet (bijvoorbeeld 50% besparing t.o.v. huidig gemiddelde). Bovendien dient bij de installaties die niet onder handen worden genomen ook efficiënter met energie te worden omgegaan.




Het zal duidelijk zijn dat bij elke renovatie en elk nieuwbouwproject veel aandacht aan energie-efficiëntie geschonken moet worden. Elk project waarbij dit niet gebeurt zal leiden tot het minder goed bereiken van de beleidsdoelstelling. Instrumenten voor energie-efficiëntie in de initiatieffase Eén van de belangrijkste stappen die genomen dient te worden in de initiatieffase van een nieuwbouwproject is het op voorhand eisen van energie-efficiëntie en het beschikbaar stellen van de bijbehorende middelen. Deze activiteit zal genomen moeten worden door de opdrachtgever of het door hem of haar aangestelde team. Indien er niet voldoende deskundigheid in huis is om energie-efficiëntie in de initiatieffase te formuleren, kan er een extern energiedeskundige aan het team toegevoegd worden. Deze deskundige heeft tot taak de globale functies en prestatie-eisen zoals deze door het team worden neergelegd te beoordelen op energie-efficiëntie. Indien de belangen strijdig zijn dienen alternatieven gezocht te worden. De financieel-economische kant van de energie-efficiëntie zal ook onderzocht moeten worden. Hierbij moet men wel bedenken dat de beweegredenen niet primair op financieel-economische gronden maar op grond van milieudoelstellingen zijn vastgelegd. Een goed uitgevoerd energie-zuinig ontwerp zal echter zeker ook financieel aantrekkelijk kunnen zijn, zowel door besparingen op energie-uitgaven, op onderhoudskosten en soms zelfs op stichtingskosten. De opdrachtgever heeft diverse instrumenten tot zijn beschikking om de energiebesparingsdoelstelling van Rijkswaterstaat vorm te kunnen geven. Activiteiten die uitgevoerd kunnen worden zijn: • Indien het project MER-plichtig is: - Het opnemen van de energie-efficiëntie doelstelling in de MER-startnotitie. - In het mer-rapport een afweging maken van het energieverbruik bij de diverse gepresenteerde varianten. Daarbij nadruk leggen op zowel o het beperken van de energievraag, o bevorderen gebruik van duurzame energiebronnen, o optimaal gebruik van niet-duurzame bronnen - Zowel in de voorkeursvariant als in de beste variant een scherpe tot zeer scherpe energieprestatie-norm opnemen. • Opnemen in de opdracht dat er een Energieprestatie-eis opgesteld moet worden. • Financiële instrumenten ter beschikking stellen zoals het opstellen van richtlijnen voor het berekenen van zowel acceptabele stichtings- als exploitatiekosten. Deze richtlijnen hebben bijvoorbeeld betrekking op de te gebruiken energieprijsontwikkeling of acceptabele terugverdientijden.




Er kan niet genoeg op gewezen worden dat de principaal in de initiatieffase de voorwaarden moet scheppen om een energiezuinig ontwerp mogelijk te maken. Zonder de expliciete steun van de opdrachtgever kan geen enkele projectgroep een substantieel energiezuinig ontwerp maken dat zowel aan financiële als aan gebruikersrandvoorwaarden voldoet. TE NEMEN AKTIES IN INITIATIEFFASE I

Geef aan dat energie-efficiëntie meegenomen moet worden in het ontwerp. Bijvoorbeeld 30% zuiniger dan huidige bouwstandaard.

2

Maak ruimte in de stichtingskosten voor de financiering van energie-efficiëntiemaatregelen. Bijvoorbeeld 10% meer financiële middelen voor installaties en gebouwen dan gebruikelijk. Geef aan op welke wijze de meerinvestering en lagere exploitatiekosten beoordeeld moeten worden bij de haalbaarheidstudie naar specifieke maatregelen. Geef aan dat het energiezuinig ontwerpen projectmatig moet plaatsvinden. Zorg dat in de bes lisdocumenten energie-efficiëntie wordt meegenomen op een wijze die in deze Leidraad Energiezuinig Ontwerpen wordt voorgesteld. Geef een taakstelling voor het toepassen van duurzame energiebronnen.

LITERATUUR [1] [2] [3]

Analyse Energieverbruik Rijkswaterstaat, 1989 tot en met 1991, Bouwdienst RWS, Voorburg, september 1992. Inventarisatie energieverbuik Rijkswaterstaat-installaties, Bouwdienst RWS, Voorburg, januari 1992. Energie Efficiency-programma Rijkshuisvesting, Ministeries van VROM en EZ, Novem, Apeldoorn, 1992.






Kunstwerken


3.

Energieverbruik kunstwerken 3.1 Inleiding 3.2 Kunstwerksoorten, typen en funktiegroepen 3.3 Bedieningsgebouwen 3.4 Bruggen 3.5 Sluizen 3.5.1 Gemalen 3.6 Tunnels


Energieverbruik kunstwerken

1 1 6 13 18 23 25





3.


3.1

Inleiding De Leidraad Energiezuinig Ontwerpen geeft opdrachtgevers en ontwerpers systematisch de weg aan die bewandeld kan worden om tot een energiezuinig ontwerp te komen, zonder daarbij andere specifieke financiële eisen of gebruikersfuncties uit het oog te verliezen. Bovendien geeft het inzicht in het energieverbruik van Rijkswaterstaat, de kunstwerksoorten en -typen, functiegroepen en specifieke componenten. Het primaire energieverbruik van Rijkswaterstaat bedroeg in 1990 1,5 miljoen GJ, zijnde 0,05% van het landelijk energieverbruik. Het grootste deel hiervan werd besteed in de vorm van elektriciteit (132 miljoen kWh per jaar) voor verlichting en apparatuur in kunstwerken. In dit hoofdstuk zal het energieverbruik van de diverse kunstwerksoorten en -typen verder uitgewerkt worden. Als uitgangspunt van de Leidraad is het ontwerpproces genomen bestaande uit zes elkaar opvolgende fasen: Initiatieffase Oriëntatiefase Definitiefase Voorontwerpfase Ontwerpfase Bestekfase In dit hoofdstuk ligt de nadruk op de oriëntatie- en definitiefase. Dit zijn de fasen waarin het uiteindelijke Programma van Eisen vormgegeven wordt. Beslissingen in deze fasen worden in het algemeen genomen door principaal en projectleider. Het hoofdstuk bevat informatie over de mogelijkheden om de basis te leggen voor energie-efficiëntie ten behoeve van het vervolg-ontwerpproces, zoals dat beschreven is in hoofdstuk 4.

3.2

Kunstwerksoorten, typen en funktiegroepen Beschrijving installaties Eén van de voorwaarden voor energiezuinig ontwerpen is het kennis hebben van energieverbruik van Rijkswaterstaat-installaties. In tegenstelling tot andere sectoren zoals de woning- of utiliteitsbouw, is deze kennis voor de GWW-sector niet altijd voorhanden. In de volgende paragrafen worden kengetallen voor het energieverbruik en voorbeelden gegeven van kunstwerksoorten en typen. Waar




mogelijk zal de informatie uitgediept worden naar functiegroep- of componentniveau. De belangrijkste besproken kunstwerksoorten zijn de bruggen, sluizen en tunnels. Er is een onderverdeling gemaakt naar typen van bruggen, sluizen en tunnels. Daarnaast zijn er nog twee specifieke kunstwerktypen, namelijk de bedieningsposten en de gemalen. De bedieningsposten worden in een aparte paragraaf behandeld aangezien ze voorkomen bij diverse soorten kunstwerken. Alle soorten en typen kunstwerken komen in vele maten en uitvoeringen voor. De varianten zijn divers en ontworpen voor specifieke omstandigheden. In Tabel 1 zijn de gemiddelde verbruiken van de RWS-installaties gegeven. Tevens is daarbij de spreiding aangegeven waarbinnen het grootste deel van het kunstwerksoort of -type zich bevindt. De grootte van de spreiding geeft ook aan dat deze getallen slechts als indicatie gebruikt dienen te worden en niet als kengetal. Tabel 1 Gegevens elektriciteitsverbruik van RWS-kunstwerken. Kuns twerktype

Grote tunnels Schutsluis Spuisluis Overig sluis Sluisgemaal Kruisgemaal Basculebrug Ophaalbrug Overig brug Grote aanleginr. Kleine aanleginr.

Aantal1

Elektriciteitsverbruik in kWht per jaar

9 171 10 19 14 13 72 133 71 8 36

gemiddeld1 870.000 180.000 70.000 9.000 660.000 1.200 140.000 82.000 31.000 400.000 35.000

minimaal 500.000 30.000 10.000 2.000 300.000 1.000 5.000 5.000 2.000 50.000 5.000

maximaal 2.500.000 600.000 100.000 20.000 3.000.000 10.000 200.000 200.000 150.000 500.000 50.000

') bron [1\.

Instrumenten in het PVE Het definitieve Programma van Eisen is geschikt om de energieefficiëntie van het nieuw te bouwen kunstwerk verder vorm te geven. Het PVE wordt door een projectteam voorbereid gedurende de oriëntatiefase en de definitiefase. In sommige processen zal het PVE verder uitontwikkeld worden tot en met de Ontwerpfase. In deze Leidraad gaan we uit van een PVE dat in de definitiefase is afgerond. In het PVE kan het projectteam energie-efficiënte uitgangspunten opnemen. Hieronder staan de mogelijkheden genoemd, gerangschikt naar de gebruikelijke indeling van een PVE (de indeling is niet volledig; niet energie-relevante punten zijn buiten beschouwing gelaten).




Gebruikseisen. Dit zijn eisen die aan het beoogde kunstwerk gesteld worden door opdrachtgever en gebruikers. Deze worden zowel opgelegd aan de locatie als aan het gebouw en aan de installaties. Bijzondere gebruikseisen dienen door het projectteam getoetst te worden op energieverbruik. Vaak zal er geen keuze meer zijn omtrent de locatie. RWS-installaties staan immers vaak op die plek waar het kunstwerk nodig is. Indien er toch een keus gemaakt kan worden dient gelet te worden op gebruik van afvalwarmte uit de omgeving of het eventueel opslaan van warmte of koude in de bodem. Ook het toepassen van windenergie of warmtekrachtkoppeling voor elektriciteitopwekking of zonne-energie voor elektriciteit- of warmteopwékking dient meegenomen te worden in de locatiekeuze. Mogelijk zijn er in de omgeving afnemers voor de opgewekte warmte en/of elektriciteit. Voor grote kunstwerken kunnen noodstroomvoorzieningen voorkomen worden wanneer gebruik gemaakt wordt van verschillende elektriciteitsnetten. Functionaliteit. Het te bouwen kunstwerk moet functioneel zijn ofwel geschikt zijn voor het doel. Er moet voldoende ruimte zijn en de indeling dient efficiënt te zijn. De gewenste netto en bruto maten worden in dit onderdeel beschreven alsmede de dimensie van de kunstwerkinstallaties (bijv. wegoppervlak of kolklengte). Er kan hier een begin gemaakt worden met de definitie van alle specifieke maten en kenmerken van het kunstwerk. Deze specificaties kunnen aan het eind van het ontwerptraject gebruikt worden om kengetallen van het kunstwerk te berekenen. Bepaalde relaties tussen gebruikersgroepen, processen, en installaties kunnen een positieve invloed hebben op de energievraag. Beperk de energievraag door het aangeven van optimale opbouw en inrichting van de gebouwen, bijvoorbeeld door compartimentering. Inventariseer energie-intensieve voorzieningen die nodig zijn voor specifieke activiteiten. Onderzoek de energiezuinige alternatieven. Bouwfysische condities. De ruimtes moeten afgestemd zijn op de eisen van de gebruikers of de op te stellen installaties. Bepaal de klimaatcondities zoals benodigde ruimtetemperaturen met mogelijke overschrijdingen of fluctuaties hierin, luchtvochtigheid en luchtcondities, mede in relatie met de klimaateisen van apparatuur. Geef de eisen aan met betrekking tot de thermische behaaglijkheid van een ruimte. Met name voor bedieningsruimtes is dit van belang. Geef aan hoeveel uur per jaar een bepaalde binnentemperatuur in de zomer overschreden mag worden. Zorg dat de eisen met betrekking tot klimaatcondities reëel, echter niet overdreven hoog gekozen worden, aangezien deze eisen een sterke invloed hebben op het energieverbruik voor klimatisering.




Bepaal de eisen waaraan de verlichtingniveaus dienen te voldoen in de diverse verblijfs- en installatieruimtes. Stel deze eisen niet hoger dan noodzakelijk. Speciale licht- en zichteisen worden gesteld aan bedieningsruimtes, haat de bouwfysische eisen niet strijdig zijn met energie-ejficiëntie. Dit betekent dat speciaal voor dit soort ruimten een energieprestatienorm opgesteld dient te worden. Stel deze energieprestatienorm op. * Interne voorwaarden. Probeer de stichtingskosten en exploitatiekosten samen te voegen. Dit heeft als voordeel dat eventuele meerkosten voor energiezuinige maatregelen zo veel mogelijk gecompenseerd worden door verminderde exploitatiekosten (zowel op energie als op bijvoorbeeld onderhoud). Daarnaast dient aangegeven te worden wat acceptabele meerkosten zijn voor investeringen in energie-efficiëntie. Leg ook de berekeningsmethode vast; bepaal bijvoorbeeld de meerkosten in termen van vermeden tonnen CO2- Onderzoek de subsidiemogelijkheden van het toepassen van energiezuinige apparatuur en duurzame energiebronnen (overheid, provincie en gemeentes, energiedistributiebedrijven, Europese Unie). Bepaal het maximale toelaatbare elektriciteits- en/of aardgasverbruik per specifieke eenheid (bijvoorbeeld m3 gebouwinhoud of aantal sluisschuttingen). Geef aan welk percentage van het energieverbruik uit duurzame energiebronnen dient te worden opgewekt. • Externe eisen en voorwaarden. Het bouwbesluit schrijft voor aan welke voorwaarden van energiezuinigheid de gebouwde omgeving dient te voldoen. In die gevallen waarin het bouwbesluit geen regelgeving voorschrijft, hetgeen het geval is bij veel typen kunstwerken, dienen door de projectgroep minimaal vergelijkbare eisen opgesteld te worden voor het kunstwerk. Het toepassen van het Programma van Eisen als instrument om energie-efficiëntie in het ontwerp in te brengen vergt veel kennis over het energieverbruik van kunstwerken. In de volgende paragrafen is het energieverbruik van diverse typen kunstwerken beschreven. Daarbij zijn de functiegroepen beschreven met hun aandeel in het verbruik. In voorbeelden wordt op componentniveau het effect van energiebesparende maatregelen uitgewerkt. De maatregelen zijn ook op systematische wijze in hoofdstuk 4 opgenomen. LITERATUUR [1]

Inventarisatie energieverbruik Rijkswaterstaat Rijkswaterstaat, Voorburg, januari 1992.



Installaties,


[2]

Bau-Handbuch, RWE Energie Aktiengesellschaft, Ausgabe, 1994.

[3]

NEN 2916, Energieprestatie van utiliteitsgebouwen, bepalingsmethode, NNI, september 1994.

[4]

NEN-ISO 7730, Gematigde thermische binnencondities. Bepaling van de PMV- en de PPD-waarde en specificatie van de voorwaarden voor thermische behaaglijkheid, NNI, 1989

[5]

NEN 1890, Binnenverlichting; functionele eisen, NNI, 1991

[6]

ISSO publ.21, Richtlijnen en gereedschappen voor energieverantwoorde keuzen bij het ontwerpen van kantoorgebouwen, Delen 1 en 2, ISSO, 1988

[7]

SBR 258, Programma van eisen, SBR, 1992

[8]

ISSO/SBR 213, Ontwerpen van energie-efficiënte kantoorgebouwen, SBR, 1990

[9]

SBR 158b, Checklist voor de milieuaspecten in het PVE, SBR, 1993



Essen, 11


3.3

Bedieningsgebouwen Bedieningsgebouwen worden geplaatst bij diverse kunstwerksoorten zoals bruggen, sluizen en tunnels. Rijkswaterstaat heeft circa 300 bedieningsgebouwen verspreid over het hele land staan. De functie en grootte verschilt per bedieningsgebouw. De kleine bedieningsgebouwen met als hoofdfunctie het bedienen (bemand of onbemand) van het kunstwerk, worden in deze paragraaf als voorbeeld en als referentie beschreven. Bij grote kunstwerken, bijvoorbeeld sluizencomplexen, komt het voor dat de bedieningsruimte geïntegreerd opgenomen is in een kantoorgebouw waarin meerdere diensten gehuisvest zijn. In zo'n geval kan het bedieningsgebouw opgevat worden als een kantoorgebouw met een bijzondere ruimte. Het ontwerpen van kantoorgebouwen valt echter buiten het kader van deze Leidraad en zal hier niet behandeld worden. Hiervoor zijn reeds diverse documenten beschikbaar. Kenmerken Een bedieningsgebouw biedt werken serviceruimten voor bedienend personeel van kunstwerken. De bedieningsruimte moet een aangenaam werkklimaat aan het personeel bieden. In een aantal aspecten wijkt een bedieningsgebouw essentieel af van normale kantoorgebouwen. Globaal gezien zijn de belangrijkste verschillen: • De bedieningsruimte moet voldoen aan bijzondere zichteisen (bijvoorbeeld 270° vanuit de positie van het bedienend personeel). De benodigde relatief grote glasoppervlakten hebben invloed op het energieverbruik. Vergeleken met een standaard kantoorruimte is er in het stookseizoen meer warmte nodig vanwege de extra transmissieverliezen door de ramen en de benodigde hogere ruimtetemperatuur. Door de relatief grote ramen is er ook in de zomer vaak extra energieverbruik voor koeling van de ruimte. De lange kantoortijden (vaak 16 en soms 24 uur per dag) versterken dit effect. Naast het relatief hoge energieverbruik voor verwarming en koeling staat een relatief laag verbruik voor verlichting. De bedieningsruimtes zijn vaak schaars verlicht in verband met de hinderlijke reflecties in de ramen. • Interne warmtebronnen, onder meer in de bedieningslessenaar, produceren meer warmte dan in een normaal kantoorgebouw. • De serviceruimtes buiten de bedieningsruimte zijn doorgaans groter dan in normale kantoorgebouwen. Daardoor moet meer aandacht aan compartimentering en interne isolatie besteed worden.




In een bedieningsgebouw zal men doorgaans de volgende ruimtes aantreffen: • Bedieningsruimte, inclusief toilet en pantry. • Installatieruimte, onder meer voor verwarmingen luchtbehandelings-installatie. • Entree en trappenhuis. • Technische ruimte met schakelapparatuur voor het kunstwerk. • Overige ruimtes voor bijvoorbeeld noodstroomapparatuur, hoogspanningsinstallatie, archief, opslag, kantoor etc. Energieverbruik De gemiddelde elektriciteitsverbruiken van bruggen, sluizen en tunnels zoals genoemd in tabel 1 zijn inclusief het verbruik voor de bedieningsgebouwen. Het aandeel van de bedieningsgebouwen in deze totalen hangt af van een aantal zaken zoals bijvoorbeeld het bouwjaar, de hoeveelheid kunstwerken per bedieningspost, wel of niet bemand, de grootte etc. Het energieverbruik van alleen het bedieningsgebouw is vaak niet bekend. In de gevallen waarin het wel bemeten is, vraagt het bedieningsgebouw voor de funktiegroepen klimaatbeheersing en verlichting circa 25% van het totaal verbruik. In het algemeen kan men verwachten dat een bedieningsgebouw een iets hoger energieverbruik heeft dan normale kleine kantoorgebouwen, aangezien de werktijden langer zijn en er relatief veel buitenoppervlak (glas) is in relatie tot de gebouwinhoud. Kengetallen voor de nieuwe bedieningsgebouwen (per m 2 vloeroppervlak) zijn: aardgasverbruik 20 m 3 /m 2 per jaar elektriciteitsverbruik 100 kWh/m per jaar Hierbij is uitgegaan van aardgas als brandstof voor de verwarmingsinstallatie. Door de vaak afgelegen ligging van bedieningsgebouwen komt het echter ook voor dat de verwarmingsinstallatie elektrisch gevoed wordt. Rekening houdend met het installatie-rendement wordt het kengetal voor totaal elektriciteitsverbruik dan 250 kWh/m 2 per jaar. Een bedieningsgebouw dat onbemand is, zal enerzijds meer energie nodig hebben voor de bedieningsen bewakingsfuncties en minder voor de verwarming, ventilatie etc. dan de boven genoemde kentallen. Uitgaande van elektrische verwarming is het kengetal voor de onbemande bedienpost ca. 50% lager. Energiezuinig ontwerpen Zoals bij elk energie-efficiënt ontwerp geldt ook hier dat er drie hoofdpunten zijn: 1) Minimaliseer de energiebehoefte. 2) Maak zoveel mogelijk gebruik van duurzame bronnen.




3) Gebruik eindige energiebronnen zo efficiënt mogelijk. Het eerste punt heeft direct te maken met het ontwerpproces. Het tweede en derde punt is minder strak aan het ontwerp gebonden en meer aan de gebouwinstallaties die de energielevering (licht, ventilatie, koeling, verwarming) verzorgen. Het energiezuinig ontwerpen van een bedieningsgebouw vergt veel kennis aangezien de diverse ontwerpvariabelen op verschillende manieren van invloed zijn op de uiteindelijke energiebehoefte. Een duidelijk voorbeeld hiervan wordt gegeven door bijvoorbeeld de grote glasoppervlakken. Deze verminderen de warmtebehoefte in het voor- en najaar, echter verhogen de koelbehoefte in de zomer. Het is aan te bevelen de ontwerpvarianten op energieverbruik door te rekenen met behulp van dynamische rekenprogramma's zoals bijvoorbeeld VA114 van VABI. In hoofdstuk 4 staan opties beschreven die van belang zijn voor het energiezuinig ontwerpen van bedieningsgebouwen. De opties zijn gerangschikt naar functiegroep. De functiegroepen die voor bedieningsgebouwen aan de orde komen zijn: • Klimaatbeheersing • Verlichting • Energiebeheer In de verwijzingentabel zijn de specifiek van belang zijnde opties aangegeven. zie ijok: 4.2 | .1

m

.2 | .3

s

•• •^M•

.4

.b

ai

WM

•• •• •• •• •WÊ• •WM • •1

.6 | .7 ||

•i

1BI

•W • 1

.2 .3 .4 || .5 .6 .7 .8 .9 .10 .11 .12 .13 .14 .15 .16 .17

.18


Referentie-bedieningsgebouw De mogelijkheden van de besparingsopties zijn in deze paragraaf in een voorbeeld uitgewerkt. Hiervoor is een referentie-bedieningsgebouw gedefinieerd. Dit is een fictief bedieningsgebouw dat voldoet aan de huidige inzichten van isolatie, verwarming, verlichting etc. Het energieverbruik van dit bedieningsgebouw is dus niet extreem laag zoals bij het energiezuinige bedieningsgebouw. Ook is het energieverbruik niet hoog, zoals bij het gemiddelde bedieningsgebouw. Voor het referentiebedieningsgebouw zijn de effecten op energieverbruik van de besparingsopties berekend.



5.000

7.000

r

10.000

Afbeelding 1 Schets van het referentiebedieningsgebouw.

installatieruimte 10 graden C •3.500

schakelruimte 10 sjaden C

entree II 8 y . C

bedieningsruimte

wc

pantry

Afbeelding 2 Indeling van ruimten in het referentie bedieningsgebouw.

De totale gebouwinhoud bedraagt 300 m3; het totale vloeroppervlak is 85 m 2 (waarvan 25 m 2 bedieningsruimte). Het referentie-bedieningsgebouw bestaat uit vier ruimtes (zie afbeelding 1 en 2): 1) Schakelruimte (begane grond) Hierin staan de schakelkasten bestemd voor de regeling van het kunstwerk. De schakelruimte is met het bedieningsruimte verbonden middels een kabelschacht. 2) Installatieruimte (Ie verdieping) In de installatieruimte bevindt zich de verwarmings- en ventilatieinstallatie. Het referentie-bedieningsgebouw wordt middels een CV-systeem (VR-ketel) verwarmd. 3) Bedieningsruimte (2e verdieping) In de bedieningsruimte kunnen 1 a 2 personen werken. Vanuit de positie van het bedienend personeel is er 270° zicht, en kan er



9


recht naar beneden gekeken worden. De ramen met dubbele beglazing hebben een hellingshoek van 70°. Ze zijn voorzien van een bouwkundige zonwering in de vorm van een dakoverstek. De ruimte heeft radiatorverwarming en mechanische ventilatiemogelijkheden met koeling. De warmteweerstand van dichte geveldelen, vloer en dak bedraagt 2,5 m2K/W. 4) Entree/Trappenhuis/Gangen Vanuit deze ruimte is er toegang naar de schakelruimte, de installatieruimte op de Ie verdieping en de bedieningsruimte en het toilet op de 2e verdieping. In het referentie-bedieningsgebouw is energie nodig voor verwarming, ventilatie, koeling, verlichting, warm water, keukenapparatuur, beeldschermen en bediening Afbeelding 3 geeft het energieverbruik voor gebouwinstallaties van het referentie-bedieningsgebouw. Onder de gebouwinstallaties verstaan we de gebruikelijke apparatuur voor verwarming, koeling, ventilatie en verlichting. Ruimteverwarming neemt het grootste deel van het energieverbuik voor zijn rekening. Het totale energieverbruik (aardgas en elektra) is uitgedrukt in kWh. Het gasverbruik is omgerekend naar deze eenheid. Het jaarlijkse energieverbruik voor het referentie-bedieningsgebouw (gebouwinstallaties en apparatuur) bedraagt 1200 m3 aardgas en 6400 kWh elektra.

kWh

referentie i—r.

2O.O00 13.000 1B.000 17O00 1&0OO 13.000

|l|jij 111 JIJ] ïitiiinit'fi

III

13.OOO 12Ü0O 11 £100 IOJOOO

ftOOO

e.ooo 7.OOO 6.000 6.0OO 4.000 3-000 2OOQ 1.000 0

m __ '"

verlichting

W$ ventilatie l|i|| |p-|

koeling verwarming

Afbeelding 3 Energieverbruik voor gebouwinstallaties van het referentie-bedieningsgebouw.



10


Energiezuinig alternatief Het energieverbruik van het referentie-bedieningsgebouw kan verminderd worden door de energiebehoefte te beperken. Als uitgangspunt is gekozen dat de stichtingskosten niet meer dan 10% mogen stijgen. In het energiezuinige alternatief is dit bereikt door: • De energievraag te verminderden. De warmteweerstand van de geveldelen, het dak en de vloer is verhoogd van 2,5 naar 3 m 2 K/W. Tevens is de gebouwmassa vergroot en de uitkraging verlengd zodat er minder energie voor koeling nodig is. In gebruiksruimten anders dan de bedieningsruimte is de verlichting geschakeld met aanwezigheidsdetectoren. In het alternatief is ook gebruik gemaakt van een doorstroomverwarmer voor het warm-tapwater en een energiezuinige koelkast. • Duurzame energie: Er is geen gebruik gemaakt van duurzame energie. • Een efficiëntere conversie. Het elektraverbruik voor verlichting is verlaagd door het gebruik van HF-voorschakelapparatuur en HR-armaturen. Er is gebruik gemaakt van een HR-ketel voor de verwarming. Het berekende jaarlijks energieverbruik van het energiezuinige alternatief bedraagt 1050 m 3 aardgas en 3900 kWh voor elektra. In dit voorbeeld is ruim 20% bespaard op het finaal energieverbruik. Zie ook afbeelding 4. In afbeelding 5 is een overzicht gegeven van het energieverbruik verdeeld naar functiegroepen. Alle genoemde percentages zijn berekend ten opzichte van het jaarlijks energieverbruik van het referentie bedieningsgebouw (18.100 kWh/jr)

kWh

ref

alternatief

20.000 19.000 18.000 17.000 16.000 15.000 14.000

iaooo 12.000 11.000 10X500 9O0O 8£00

7DOO

6.000 5.000 4O00 3J000

2.0CO 1.000

verlichting ventilatie koeling verwarming

0

Afbeelding 4 Energiezuinig alternatief voor referentie-bedieningsgebouw (besparing 20% per jaar, meerkosten 10%).



11


Apparatuur 1450 kWh (7 K) Verlichting 1850 kWh (10 V.) VentHatftr«08 kWh (4 %) — Koeling 2300 kWh (12 V.)

Verwarming 11.700 kWh (64 V.) (1200 m B.e.q.)

Jaarlijks energieverbruikreferentiebedieningsgebouw: 18.100 kWh

[

Jaarlijks energieverbruik na besparingsopties: 14.200 kWh

Afbeelding 5 Diagram van het referentiebedieningsgebouw en de effecten van energiebesparingsopties.

LITERATUUR [1]

Programma van Eisen, instrument voor kwaliteitsbeheersing, SBR-publicatie 258, Stichting Bouwresearch, Rotterdam 1992.



12


3.4

Bruggen Rijkswaterstaat heeft circa 10% van alle beweegbare bruggen in Nederland onder haar beheer (de overige bruggen zijn grotendeels in beheer bij provinciale en gemeentelijke overheden). Het betreft bij benadering 275 bruggen waarvan circa 70 basculebruggen, circa 135 ophaalbruggen en circa 70 bruggen van een ander type zoals draai-, hef-, rol- en klapbruggen. De keuze voor een bepaald type brug wordt onder meer bepaald door de beschikbare ruimte, de ruimtelijke inpassing, de doorvaarhoogte, de overspanning en de breedte van de brug. Kenmerken De meeste beweegbare bruggen van Rijkswaterstaat zijn aangelegd om wegverkeer over waterverkeer te leiden. Slechts in een enkel geval betreft het een spoorlijn die het water kruist. De grootte van beweegbare bruggen varieert van een tiental tot enkele duizenden vierkante meters wegoppervlak, met uitlopers tot 4000 m2. Afhankelijk van de drukte op de scheepvaartroute, het soort schepen dat passeert en de afstand tussen brug en waterpeil zal de brug meer of minder vaak geopend worden. De frequentie varieert van 100 tot enkele duizenden keren per jaar. De bruggen worden ter plekke of op afstand bediend. Indien de brug ter plekke wordt bediend, zal er een bedieningsgebouw aanwezig zijn. Tegenwoordig komt het echter steeds vaker voor dat de brug centraal bestuurd wordt vanuit een bedieningsgebouw waar meerdere objecten bewaakt en bediend worden. Energieverbruik Het energieverbruik van de Nederlandse bruggen bedraagt gemiddeld 85.000 kWh per jaar per brug (inclusief bedieningsgebouwen en buitenverlichting) en ligt voor de meeste bruggen tussen 2000 en 200.000 kWh per jaar. Opvallend is dat de bedieningspost een substantieel aandeel hiervan inneemt (circa 25-35% van totaal). Het specifiek voor de brug benodigde aandeel energie is bestemd voor beweging, stand-by en conditionering. Alhoewel het verbuik sterk verschilt per soort en type brug, kan op basis van gemiddelde verbruiken een kengetal gegeven worden per vierkante meter brugoppervlak. Het elektraverbruik bedraagt 20 kWh/m 2 (voor beweging, conditionering en stand-by) Gemiddeld neemt het stand-by verbruik het grootste aandeel in met 9 kWh/m 2 , gevolgd door het elektraverbruik voor conditionering (7 kWh/m 2 ). Het daadwerkelijk voor de beweging benodigde hoeveelheid energie neemt met 4 kWh/m 2 gemiddeld slechts 20%



13


voor zijn rekening. Het verbruik voor beweging kan echter beter uitgedrukt worden in kWh/m 2 per brugopening: Het elektraverbruik voor beweging bedraagt 0,002 kWh/m 2 per brugopening. Bij niet uitgebalanceerde bruggen zal het elektraverbruik voor beweging aanzienlijk hoger zijn dan de hierboven genoemde kengetallen. Energiezuinig ontwerpen Bij het energiezuinig ontwerpen van bruggen dient, naast het beperken van het verbruik voor het bedieningsgebouw, vooral veel aandacht geschonken te worden aan het terugdringen van het verbruik voor stand-by en conditionering. Het stand-by verbruik is hoofdzakelijk afkomstig van relais en transformatoren, terwijl conditionering voornamelijk verwarming van schakelkasten, hoofdmotor en rem betreft. Het energieverbruik bij brugopening speelt in veel gevallen een marginale rol in het totale jaarlijkse energieverbuik voor bruggen. Alleen bij niet-uitgebalanceerde bruggen vormt het een substantieel aandeel in het verbruik bij een groot aantal brugopeningen. Er zijn geen genormaliseerde rekenprogramma's die het jaarlijkse elektriciteitsverbruik van een ontwerp berekenen. Wel kan gebruik gemaakt worden va2n de Rijkswaterstaat rekenmethodiek die beschreven is in bijlage 1. Bij deze methodiek wordt een inventarisatielijst gebruikt waarbij bij elk onderdeel de gebruikstijd ingeschat dient te worden. In hoofdstuk 4 staan opties beschreven die van belang zijn voor het energiezuinig ontwerpen van bruggen. De opties zijn gerangschikt naar functiegroep. De functiegroepen die voor bruggen aan de orde komen zijn: Verlichting Signalering en beveiliging Kracht Noodstroomvoorziening Energiebeheer Stand-by en conditionering In de verwijzingentabel zijn de specifiek van belang zijnde opties aangegeven.



14


zie

ook:

LI

.1

.2

••

.3

.4

.b

.6

.V

\m

•IH wmmm

•i

•i

••!••

\WÊ

•i

•i « • ! • • •i

••

T

.2 .3 .4 ~5 .6 .7

1

••

|

.9 .10 .11 .12 .13 .14 .15 .16 .17 .18

Referentiebrug De mogelijkheden van de besparingsopties zijn in deze paragraaf in een voorbeeld uitgewerkt. Hiervoor is een referentiebrug gedefinieerd. Dit is een fictieve brug die voldoet aan de huidige inzichten van ontwerpen. Het jaarlijkse energieverbruik is dus niet extreem laag. Voor deze referentiebrug zijn de effecten op energieverbruik van de besparingsopties berekend.

Het complex bestaat uit een brug met het erbij behorende terrein. Elektriciteit is de enige energiebron. Het oppervlak van het brugdek is 400 m2. Jaarlijks wordt de brug 2000 keer geopend met een gemiddelde openingsduur van 7,5 minuten, zijnde 250 uren per jaar. De brug is voorzien van een hydraulisch bewegingswerk met een vermogen van 25 kW. Het totale jaarlijkse elektriciteitsverbruik bedraagt 29.700 kWh. Het energieverbruik van de referentiebrug kan verminderd worden door met name aandacht te besteden aan de terreinverlichting, standby en conditioneringsverliezen. Het stand-by verbruik is in het energiezuinige alternatief verlaagd door gebruik te maken van energiezuinige relais én transformatoren. Daar waar mogelijk zijn transformatoren vermeden. Het verbruik voor conditionering is verlaagd door gebruik te maken van verbeterde isolatie in de technische ruimtes en door verwarming van apparatuur te vermijden. Voor het bijbehorende bedieningsgebouw wordt verwezen naar de besparingsmaatregelen zoals beschreven in paragraaf 3.3. Het berekende elektriciteitsverbruik van het energiezuinige alternatief bedraagd 11.000 kWh. In dit voorbeeld is 52% bespaard op het jaarlijkse energieverbruik. In afbeelding 6 is een overzicht gegeven van het energieverbruik verdeeld naar functiegroepen. Alle genoemde percentages zijn berekend ten opzichte van het jaarlijks energieverbruik van de referentiebrug (23.000 kWh/jr).



15


Overzicht van het energieverbruik van de referentiebrug en het energiezuinige alternatief Jaarlijks energieverbruik [kWh]

Jaarlijks energieverbruik met besparingsopties [kWh]

Verwijzing opties

Kracht

1.600

1.260

Hydrauliek pomp

1.250

1.000

Afsluitbomen

250

200

Besturingsrelais

100

10

Beseining

4.500

3.500

Landverkeerseinen

1.000

1.000

Scheepvaartseinen

3.500

2.500

Stand-by verbruik

3.850

200

Transformatoren

1.000

0

Relais

1.000

100

Lessenaar

350

20

4.2.6.7 Stand-by

TV-systeem

800

40

4.2.6.7 Stand-by

Geluidsinstallatie

700

40

4.2.6.7 Stand-by

2.600

0

Kastverwarming

800

0

4.2.6.5 Kastverwarming

Hydrauliek-olieverwarming slagbomen

800

0

4.2.6.6 Hydraulische- of smeerolie

1.000

0

4.2.1 Klimaatbeheersing

Terreinverlichting

10.650

6.000

TOTAAL Elektriciteit

23.000

11.000

Conditionering technische installatie

Verwarming technische ruimte


4.2.4.2 Hydraulische pompen 4.2.3.2 Beseining 4.2.6.3 Relais

4.2.3.3 Beseining

4.2.4.7 Transformatoren 4.2.6.3 Relais


16


Beweging 1.600 kWh (7%) Beselnlng 4.500 kWh (20 %) Standby 3850 kWh (17 %) Conditionering 2.600 kWh (11 %)

Terrelnverlichtlng 10.650 kWh (46 %)

Totaal jaarlijks energieverbruik referentiebrug: 23.000 kWh Totaal Jaarlijks energieverbruik na besparingsopties: H.OOOkWh

Afbeelding 6 Diagram van een brug met bedieningsgebouw en terreinverlichting en de effecten van energiebesparingsopties.

LITERATUUR [1]

Energieverbruik van beweegbare bruggen, Ecofys, Utrecht, november 1992

[2]

Energieverbruik van kunstwerken (klapbrug, hefbrug, zoetzoutscheidingen, voetgangerstunnel, bedienpost), Ecofys, Utrecht, november 1993



17


3.5

Sluizen Rijkswaterstaat is eigenaar van 200 sluizen waarvan het merendeel bestaat uit schutsluizen. De sluizen bevinden zich vaak in een complex met één of meerdere sluizen, beweegbare bruggen en bedieningsgebouwen. Bij kustwateren komt het voor dat er een zoetzoutscheiding is aangebracht in de vorm van een bellenscherm, of een doordringbare vloer met een gemalensysteem. De gebruikstijd van de diverse sluizen verschilt sterk per lokatie. Het varieert van 24 uur per dag voor de grote beroepsvaart-sluizen tot enkele uren per dag in het zomerseizoen voor sommige pleziervaart-sluizen. Kenmerken De grootte van een sluis wordt gekenmerkt door de kolklengte tussen de sluisdeuren (de effectieve schutlengte), de kolkbreedte en de -diepte. De grootste duwvaartsluizen in Nederland hebben een lengte van meer dan 250 meter en een kolkdoorsnede van meer dan 25 bij 7 meter. De kleinste sluizen hebben een kolklengte in de orde van grootte van circa tachtig meter, een breedte van 6 meter en een diepte van 3 meter. Het aantal schuttingen kan bij de grote sluizen hoog oplopen. Sommige beroepsvaart-sluizen die volcontinue in dienst zijn, voeren meer dan 7500 schut-cycli (bestaande uit twee schuttingen) per kolk per jaar uit. De meest voorkomende deurtypen zijn puntdeuren, draaideuren, roldeuren of hefdeuren. Het bewegingswerk, zowel voor de deuren als voor de nivelleerschuiven wordt hydraulisch of elektro-mechanisch aangedreven. Energieverbruik Het gemiddelde energieverbruik van een sluis bedraagt 150.000 kWh per jaar. Het betreft elektriciteitsverbruik voor beweging, verlichting, beseining, conditionering en stand-by. Gezien de grote verschillen in dimensies en gebruikstijden is de spreiding in verbruik ook groot, namelijk 2000 tot 600.000 kWh per sluis. Er is nog weinig bekend over kengetallen voor energieverbuik van sluizen. In deze leidraad wordt het kengetal gerelateerd aan de inhoud van de kolk. In de praktijk blijkt echter dat het werkelijk verbruik in sommige gevallen een factor 5 kan afwijken van dit kengetal. Het jaarlijks verbruik ligt in de orde van grootte van 7 kWh per m 3 kolkinhoud. Het verbruik voor beweging (het schutten en spuien) neemt van het totaal 40% voor zijn rekening, beseining 10%, stand-by 10% en conditionering en verlichting elk 20%. Het verbruik voor beweging is nauwkeuriger in te schatten door het te relateren aan het aantal



18


schutcycli, en het eenzijdige natte oppervlak van de sluisdeur (waterhoogte en breedte) Het energieverbruik voor beweging is 0,1 kWh/m2 per schutcyclus. Energiezuinig ontwerpen Bij het energiezuinig ontwerpen van sluizen dient het energieverbruik voor beweging, terreinen kolkverlichting, stand-by en conditionering aandacht te krijgen. Al deze onderdelen hebben een substantieel aandeel in het verbruik. Bij het ontwerpen van sluizen is geen standaard norm beschikbaar voor de berekening van het jaarlijkse elektriciteitsverbruik. Wel kan gebruik gemaakt worden van de RWS-methodiek die beschreven staat in bijlage 1. Bij deze methodiek wordt een inventarisatielijst gebruikt waarbij bij elk onderdeel de gebruikstijd ingeschat dient te worden. In hoofdstuk 4 staan opties beschreven die van belang zijn voor het energiezuinig ontwerpen van sluizen. De opties zijn gerangschikt naar functiegroep. De functiegroepen die voor sluizen aan de orde komen zijn: Verlichting Signalering en beveiliging Kracht Noodstroomvoorziening Stand-by en conditionering Energiebeheer In de verwijzingstabel zijn de specifiek van belang zijnde opties aangegeven. zie ook: 4.2 .1 1 .2

Referentiesluis .3 1 .4 1 .5 1 .6 1 .7 =f

«HHHHM

•»«««•• « «»«••» HM 11

••

ssf— ••1

§•1

•1

•ü

.2 .3 .4 .5 .6 .7 .8 .9 .10 .11 .12

.13 .14 .15 .16 .17 18


De referentiesluis bestaat uit een grote sluiskolk, met twee hefdeuren en schuiven voor nivelleren, beseining en terreinverlichting. Het bedieningsgebouw wordt hier niet beschouwd, maar is beschreven in paragraaf 3.3. De sluizen worden voornamelijk door de beroepsvaart gebruikt. In d r u k k e scheepvaartroutes is een dergelijk complex van twee sluiskolken voorzien. De kolk is 320 meter lang en 24 meter breed.


19


Het streefpeil is aan de ene zijde 2 m. NAP en aan de andere zijde 0 m. NAP. De sluisdrempel ligt op -3 m. NAP respektievelijk -6 m. NAP. De sluizen worden het hele jaar door 24 uur per dag bediend. Jaarlijks wordt 15.000 keer in één richting geschut. De gemiddelde duur een schutting in een richting bedraagt een half uur. De gebruiksduur van deuren en schuiven bedraagt circa 1000 uur per jaar. Vanwege de tijd die nodig is voor in- en uitvaren duurt een complete cyclus met een schutting in elke richting ruim 1 uur. Het heffen van een sluisdeur gebeurt bij nagenoeg vol vermogen van twee motoren per sluisdeur (100 kW elk). Het sluiten kost nagenoeg geen vermogen, of er wordt zelfs energie teruggeleverd. De terreinverlichting (SON-lampen) wordt 4100 uur per jaar gebruikt. De verlichting van de technische ruimten is 24 uur per week aan voor service en onderhoud. Het jaarlijkse energieverbruik van de sluis bedraagt 259.000 kWh. In de onderstaande tabel is een inventarisatie van de installatie en het bijbehorende verbruik gegeven. In de tabel staat per onderdeel van de installatie aangegeven wat de verwachte besparing is en met welke opties die bereikt kan worden.



20


Jaarverbruik [kWh] VERLICHTING Kolk Kelder

Inventarisatie Referentie Sluis Jaarverbruik met energiebesparingsopties [kWh]

41.000 1.800

28.700 540

AANDRIJVING DEUREN EN SCHUIVEN 100.000 Hoofdmotoren Rem 2.000 9.000 Transformatoren 1.500 Relais

97.000 2.000 7.200 750

Schuiven BESTURING PLC's PLC-relais Relais continu Relais KLIMAATBEHEERSING Kelder BEWAKING Geluidsinstallatie CCTV NOODSTROOMVOORZIENING Statische batterij en voeding Relais CONDITIONERING Kastverwarming Stilstandsverwarming Railverwarming BESEINING Afsluitbomen Landverkeerseinen Scheepvaartseinen Relais Transformatoren TOTAAL


4.2.2.4 Efficiënte werkplekverlichting, 4.2.2.2 optimaal gebruik van daglicht 4.2.4.4 Elektromotoren 4.2.4.7 4.2.6.2 4.2.6.3 4.2.4.2

Transformatoren Bewakingsrelais Relais Hydraulische pompen

2.500

2.250

10.000 500 1.500 1.000

10.000 250 750 500

15.000

0

300 10.000

30 6.000

4.2.3.6 Efficiënt video/audio 4.2.3.6 Efficiënt video/audio

1.500

750

4.2.5 Noodstroomvoorziening

200

100

4.2.6.2 Bewakingsrelais 4.2.6.3 Relais

15.000 15.000 7.500

3.000 3.000 7.500

100 3.500 17.500 400

100 1.750 8.750 200

700 259.000

560 181.680

4.2.6.3 Relais 4.2.6.2 Bewakingsrelais 4.2.6.3 Relais 4.2.1.Klimaatbeheersing 4.2.6 Conditionering

4.2.6.5 Apparaatkastverwarming 4.2.6.5 Apparaatkastverwarming

4.2.3.3 Beseining en 4.2.3.4 Transformatoren bij seinen 4.2.6.2 Bewakingsrelais 4.2.6.3 Relais 4.2.4.7 Transformatoren


21


Energiezuinig ontwerp Uit de inventarisatie blijkt dat toepassing van diverse besparingsopties uit hoofdstuk 4, het energieverbruik met 30% kan worden teruggebracht. Voor het overzicht is dit globaal in het onderstaande diagram uitgewerkt.

Braelnlng 22.000 kWh (8 %) Standby 33.000 kWh (13 %) Verlichting 43.000 kWh (17 %)

Conditionering 53.000 kWh (20«)

Beweging 108.000 kWh (42 %)

Totaal Jaarlijks energieverbruik referenUeslul»: 259.000 kWh Totaal jaarlijks «nergloverbrulk na bcsparlngsoptlss: 182.000 kWh

Afbeelding 7 Diagram van de referentiesluis en het effect van de energiebesparingsopties.

In afbeelding 7 is een overzicht gegeven van het energieverbruik verdeeld naar functiegroepen. Alle genoemde percentages zijn berekend ten opzichte van het jaarlijks energieverbruik van de referentiesluis (259.000 kWh/jr).

LITERATUUR [1]

Energieverbruik Sluizen, Ecofys, Utrecht, augustus 1993



22


3.5.1

Gemalen Gemalen worden Onder meer ingezet voor waterbeheersing of voor zout-zoetscheiding bij sluizen. Ter illustratie van energiebesparing wordt een groot gemaal met een debiet van circa 200 miljoen kubieke meter per jaar beschreven. Het gemaal bestaat uit een bedrijfshal met drie pompen elk met een vermogen van 500 duizend kW en een inlaatwerk. Doorgaans draait er één pomp. Het gemaal bevat verder nog apparatuur voor bewaking, besturing en conditionering. Zowel de hal als het terrein worden verlicht. De aandrijving van de pompen is goed voor 98% van het energieverbruik van het gemaal. Energiebesparing bij pompgemalen hangt sterk af van de plaatselijke mogelijkheden van onder meer buffering. Kostenbesparing kan mogelijk bereikt worden door gebruik te maken van nachtstroomtarieven. In de volgende inventarisatie is er van uitgegaan dat door een juiste keuze van motoren daar enigszins te besparen valt. Door de hoge vermogens en lange gebruiksduur hebben kleine efficiëntieverbeteringen een grote besparing tot gevolg.



23


Inventarisatie Referentiegemaal LAAGSPANNINGSLEVERING 3000

No-break

4.2.5.3 Minimale noodstroomvoorziening

POMPEN Pompmotoren Oliepompen Relais

4000000

3800000

20000

19000

3000

1500

4.2.4.4 Motoren 4.2.4.4 Motoren 4.2.6.3 Relais 4.2.6.4 Bewakingsrelais

INLAATWERK Vetsmering

1000

950

4.2.4.4 Motoren

Aandrijving

45000

42750

4.2.4.4 Motoren

Rem

1000

1000

Relais

3000

1500

Transformatoren

1000

800

4.2.4.7 Transformatoren

1000

800

4.2.4.7 Transformatoren

4.2.6.3 Relais 4.2.6.4 Bewakingsrelais

BESTURING EN BEWAKING Datacommunicatie Niveaumeting

1000 •

1000

Relais

2000

1000

4.2.6.3 Relais 4.2.6.4 Bewakingsrelais

CONDITIONERING Stilstandsverwarming

30000

15000

4.2.6.5 Verwarming

Ventilatie

40000

38000

4.2.4.4 Motoren

2000

0

Radiatoren

4.2.1.5 Comparimentering

VERLICHTING Binnenveriichting

1000

500

4.2.2.4 Werkplekverklichting

Buitenverlichting

1500

750

4.2.2.6 Terreinverlichting

4155500

3924550

TOTAAL

Energiezuinig ontwerp Met de genoemde opties is ruim 5% energiebesparing te realiseren, hetgeen overeenkomt met ruim 230 duizend kWh per jaar.



24


3.6

Tunnels Rijkswaterstaat is eigenaar van vele honderden tunnels, waarvan 11 lange tunnels (type 'A lang'). Slechts een klein deel daarvan bestaat uit grote complexen, waarbij naast de tunnelbuizen ook installatieruimtes en bedieningsruimtes aanwezig zijn. Kenmerken Er wordt een onderscheid gemaakt in drie typen tunnels: • Type A: tunnels in snelverkeerswegen met gescheiden rijbanen. De gemiddelde snelheid is groter dan 100 km/uur. In de Nederlandse situatie is de verkeersdichtheid doorgaans groter dan 50.000 voertuigen per dag. • Type B: tunnels in tweestrookswegen. De gemiddelde snelheid ligt tussen 50 en 100 km/uur. • Type C: fiets- en voetgangerstunnels. Energieverbruik Het energieverbruik van verkeerstunnels ligt tussen de 10.000 en 2.000.000 kWh per jaar. In het volgende zullen we ons beperken tot de verkeerstunnels van het type A lang, met een energieverbruik vanaf 500.000 kWh per jaar. Het elektriciteitsverbruik van deze tunnels bedraagt gemiddeld 870.000 kWh. Het verbruik wordt sterk bepaald door de uitvoering ervan. Tunnels met een min of meer gelijke funktie kunnen een energieverbruik hebben dat een faktor twee verschilt, ofwel circa één miljoen kWh per jaar. Deze verschillen worden in belangrijke mate veroorzaakt door: • de wijze van bouwen, waardoor later mogelijk grond- of kwelwater moet worden weggepompt, • aanwezigheid van permanente bewaking hetgeen een onderkomen voor het personeel vereist, • dimensionering, uitvoering en gebruik van de verlichting, • toepassing van een daglichtrooster, • dimensonering van de verwarming c.q. vorstbeveiliging, • dimensionering, uitvoering en conditionering van noodstroomvoorzieningen, • aanwezigheid van roltrappen, • actief energiebeheer.



25


In tunnelinstallaties leveren de volgende aspecten in de verschillende groepen een belangrijke bijdrage aan het energieverbruik. De indeling is conform de 'Standaardisatie van tunnelinstallaties' • Energievoorziening, Transport van elektriciteit over grote afstanden, Conditionering van noodstroomvoorzieningen, Conditionering van en verliezen in dynamische no-breakinstallaties (dieselmotor-vliegwiel/elektrische-generator). • Algemene installaties, Tunnelverlichting, Drainagepompinstallaties (conditonering en verbruik bij constante bronbemaling), Besturing- en bewakingsystemen (stand-by verbruik), Liften en roltrappen. • Communicatiemiddelen, Stand-by verbruik van diverse communicatiemiddelen, • Veiligheidsvoorzieningen, Brandblusinstallaties (conditionering: tracing en ruimteverwarming) Permanente verlichting van hulpposten, Hulpposten (conditionering), Permanente verlichting van vluchtroutes, Permanente ventilatie ter conditionering van vluchtgangen. • Verkeersgeleidingsysteem, CCTV-installatie (stand-by verbruik) Conditionering apparatuur • Voorzieningen tbv. tunnelgebouwen en dienstruimten Verwarming, ventilatie en koeling van gebouwen, Verlichting. Het energieverbruik van grote verkeerstunnels wordt gerelateerd aan de tunnellengte. Voor grote verkeerstunnels met twee buizen voor het wegverkeer kan als kengetal gehanteerd worden: Totaal jaarlijks energieverbruik grote verkeerstunnels bedraagt 2500 kWh/m. De tunnelverlichting is een zeer belangrijke post in het energieverbruik. Afhankelijk van de uitvoering van de tunnelinstallatie varieert



26


het aandeel van de verlichting, maar gemiddeld bedraagt het 40% van het totaal. De tunnelverlichting vraagt circa 900 kWh/m./jaar in een tunnel van het type 'A lang'. Daarnaast vormt het tunnelbedrijf, hetgeen in hoofdzaak pompen en noodstroomvoorzieningen betreft, een grote energiepost met 40%. De overige 20% wordt besteed aan verbruik voor conditionering en stand-by. Energiezuinig ontwerpen Uit de grote verschillen in het jaarverbruik van de diverse tunnels en de grote verschillen in uitvoering blijkt dat er veel speelruimte is voor het toepassen van energiebesparende maatregelen. De besparingen moeten gezocht worden in: • Vermijden van gebruik van SOX- en SON- lampen in de noodverlichting, aangezien deze hogere eisen stellen aan de no-breakinstallatie. • Kritische evaluatie van de noodzaak van conditionering van apparatuur. • Een laag verlichtingsniveau in de tunnel zo nodig gecombineerd met diverse maatregelen om voldoende tijd te creëren voor gewenning aan het lage lichtniveau in de tunnel (daglichtroosters, donkere entreezone voor de tunnel, tegenstraalverlichting, snelheidsbeperkende maatregelen) • Optimalisatie van drainage systemen door lage pompvermogens te combineren met buffers. • Warmteterugwinning uit de ventilatielucht van zowel werkruimtes als technische ruimtes en/of ventileren met warme afvallucht van gebouwen. • Peakshaving door voorkomen van gelijktijdig gebruik van grote verbruikers. Inzetten van noodstroomgeneratoren voor peakshaving heeft voor het milieu geen voordelen, aangezien elektriciteit in de grote centrales van de nutsbedrijven schoner wordt opgewekt. • Inzet van duurzame energie. In hoofdstuk 4 staan opties beschreven die van belang zijn voor het energiezuinig ontwerpen van tunnels. De opties zijn gerangschikt naar functiegroep. De functiegroepen die voor tunnels aan de orde komen zijn: • Verlichting • Signalering en beveiliging • Noodstroomvoorziening



27


• Stand-by en conditionering • Energiebeheer In de verwijzingentabel zijn de specifiek van belang zijnde opties aangegeven. Referentietunnel De mogelijkheden van energie4.2 .1 | .2 | .3 | .4 .5 | .6 .V ~T besparingsopties zijn in een Z~WÊ .2 voorbeeld uitgewerkt. Daarvoor mm .3 wordt een referentietunnel •• .4 '•1IBH gedefinieerd die globaal vol.5 1HH1 •• doet aan de bovengenoemde .6 ••!•• .7 kentallen. Het bedieningsge•• .8 bouw is daarin niet mee•1 .9 genomen, dit wordt uitgebreid .10 beschreven in paragraaf 3.3. .11 .12 •i De tunnel is van het type A.13 lang en heeft een lengte van .14 400 meter. De tunnel wordt .15 .16 continu bewaakt vanuit een .17 bedieningsen servicegebouw .18 bij de tunnel. Er zijn drie noodstroomgeneratoren van 400 kW en een dynamische no-break installatie. De tunnel wordt verlicht met HF TLD-verlichting. Alleen onder het daglichtrooster worden SON-lampen toegepast. Er is een normaal drainagesysteem aanwezig met tracing. De normale communicatie en veiligheidsvoorzieningen zijn aanwezig. Deze voorzieningen hebben conditionering en stand-by verbruik. In onderstaande tabel is een inventarisatie van de installatie gegeven. Tevens is aangegeven welke opties tot energiebesparing kunnen leiden. zie ook:



28


Inventarisatie Referentietunnel Jaarlijks EnergieverJaarlijks Energie-verbruik [kWh/jr] bruik met energiebesparingsopties [kWh/jr] NOODSTROOMVOORZIENING Koelwaterverwar44.000 0 4.2.5.4 koeling/verwarming aggregaat ming Ventilatie 11.000 10.000 4.2.4.4 Elektromotoren Besturing Levering Dynamische

5.000 50.000 80.000

2.500 50.000 8.000

no-break TUNNELVERLICHTING Verlichting verkeersbuizen Magneetschakelaars Middenkanaal POMPENKELDERS. Pompkelder radiatoren en tracing Overdrukventilator Besturing Pompen CO METING Apparatuur MCCS KOPPELING PLC's Matrix-borden SOS SYSTEEM Lussen/ meetkasten Voeding ontvanger

4.2.1.9 Ventilatieverliezen 4.2.6.3 Relais 4.2.5.2 Noodstroomvoorziening 4.2.5.3 Minimale Noodstroomvoorziening

300.000

300.000

18.000

9.000

4.2.6.3 Relais

65.000

3.250

4.2.2.7 Vluchtwegverlichting

25.000

0

3.500

3.000

4.2.4.4 .Elektromotoren

250 4.000

125 3.800

4.2.1.9 Ventilatieverliezen 4.2.6.3 Relais 4.2.4.4. Elektromotoren

3.500

3.500

13.000 2.300

13.000 1.150

13.000

13.000

5.000

2.500

4.2.1.5 Compartimentering

4.2.2.2 Beseining

4.2.3.6 Audio Video 4.2.4.7 Transformatoren

VERKEERSHOEVEELHEDEN TELLERS Tellers 7.000 BRANDBLUSINSTALLATIE Pompen 2.500 Relais


250

3.500

4.2.3.6 Audio Video

2.300

4.2.4.4 Elektromotoren

125

4.2.1.9 Ventilatieverliezen 4.2.6.3 Relais


29


t

Inventarisatie Referentietunnel Jaarlijks EnergieverJaarlijks Energie-verbruik [kWh/jr] bruik met energiebesparingsopties [kWh/jr] Tracing

9.000

0

4.2.1.6 Compartimentering 4.2.1.10 Warmteterugwinning

VERWARMING HULPPOST KASTEN Kastverwarming 10.000 5.000 BEWAKING EN COMMUNICATIE CCTV 19.000 13.000 Audio 2..700 100 HF-installatie 26.000 26.000 Telefoon 1.300 1.300 CENTRALE BEDIENINGSPANELEN EN BEELDSCHERMEN Monitoren 4.000 3.000 Apparatuur 4.500 4.000 NOODBEDIENING Sturing Nood1.300 650 verlichting CENTRALE DEURONTGRENDELING Elektro. grendels 2.100 0 VLUCHTWEGROUTE AANDUIDING SOS-borden 9.600 4.800 ALGEMEEN PLC's 90.000 45.000 Totaal 831.800 531.600

4.2.1.6 Compartimentering 4.2.3.6 Audio Video 4.2.3.6 Audio Video

4.2.3.6 Audio Video 4.2.7.3 Feedback

^

1

4.2.6.3 Relais

Vermijden 4.2.3.4 Signalering 4.2.4.7 Transformatoren

Energiezuinig ontwerp Uit de inventarisatie blijkt dat toepassing van diverse besparingsopties uit hoofdstuk 4, het energieverbruik met 36% kan worden teruggebracht. Voor het overzicht is dit globaal in het onderstaande diagram uitgewerkt.



30


Standby 70.000 kWh (8 •/.) Conditionering 100.000 kWh (12 %)

Tunnelverilehtlng 318.000 kWh (38 %)

Bedrijt 344.000 kWh (42 %)

Totaal jaarlijks energieverbruik referenttetunnel: 832.000 kWh Totaal jaarlijks energieverbruik na besparingsopties: 532.000 kWh

Afbeelding 8 Diagram van de referentietunnel en het effect van energiebesparingsopties

LITERATUUR [1]

Standarisatie van tunnelinstalaties, Rijkswaterstaat, Bouwdienst, Utrecht, augustus 1994

[2]

Methods for cost saving in tunnels, Bouwdienst Rijkswaterstaat, Utrecht, november 1993.

[3]

Aanbevelingen voor de verlichting van lange verkeerstunnels, N S W , Oktober 1992.

[4]

Energieverbruik van Tunnels, Utrecht, Ecofys, oktober 1994



31




32

o

I

(D

•3


4.

Energiezuinige ontwerpmogelijkheden

4.1

Inleiding 1 4.2 Energiebesparingsopties naar functiegroep 2 4.2.1 Klimaatbeheersing 5 4.2.1.1 Inleiding 5 4.2.1.2 Passieve zonne-energie 8 4.2.1.3 Zonwering in bedieningsgebouw 10 4.2.1.4 Compartimentering van bedieningsgebouw 14 4.2.1.5 Compartimentering technische ruimten . . 16 4.2.1.6 Extra accumulerend vermogen 18 4.2.1.7 Isolatie bedieningsgebouw 22 4.2.1.8 Isolerende beglazing 26 4.2.1.9 Ventilatieverliezen 30 4.2.1.10 Warmteterugwinning uit ventilatielucht . . 32 4.2.1.11 Ventilatoren 36 4.2.1.12 Toerentalregeling bij ventilatoren 38 4.2.1.13 Optimaliserende ruimtetemperatuurregeling 42 4.2.1.14 Thermostatische radiatorventielen 46 4.2.1.15 HR-ketel 48 4.2.1.16 Warmtepomp 50 4.2.1.17 Doorstroomverwarming tapwater 54 4.2.1.18 Energiezuinige koelkast 56 4.2.2 Verlichting 59 4.2.2.1 Inleiding 59 4.2.2.2 Optimaal gebruik van daglicht 64 4.2.2.3 Efficiënte werkplekverlichting door zoneringó8 4.2.2.4 Aanwezigheidsdetectoren 72 4.2.2.5 Elektronische regeling buitenverlichting . . 74 4.2.2.6 Terreinverlichting met daglicht/bewegingsdetectoren 78 4.2.2.7 Vluchtwegverlichting in tunnelbuizen . . . 80 4.2.2.8 Lichtgevoelige camera's 82 4.2.3 Signalering en beveiliging 85 4.2.3.1 Inleiding . 85 4.2.3.2 Beseining 86 4.2.3.3 Beseining met zonnecellen 90 4.2.3.4 Transformatoren bij seinen 94 4.2.3.5 Signalering 96 4.2.3.6 Video- en audio-installaties 100




4.2.4

4.2.5

4.2.6

4.2.7

Kracht 4.2.4.1 4.2.4.2 4.2.4.3 4.2.4.4

103 Inleiding 103 Hydraulische pompen 104 Elektromotoren 108 Toerentalregeling met frequentie-omvormers 112 4.2.4.5 Verbeterde arbeidsfactor 116 4.2.4.6 Energiezuinige transformatoren 120 4.2.4.7 Scheidingstransformatoren 122 Noodstroomvoorzieningen 125 4.2.5.1 Inleiding 125 4.2.5.2 Weglaten noodstroomaggregaten 128 4.2.5.3 Minimale noodstroomvoorziening 132 4.2.5.4 Verwarming noodstroomaggregaat . . . . 134 Stand-by en conditionering 137 4.2.6.1 Inleiding 137 4.2.6.2 Bewakingsrelais 140 4.2.6.3 Relais 142 4.2.6.4 Relais-, PLC- of PC-besturing 144 4.2.6.5 Apparaatkastverwarming 148 4.2.6.6 Hydraulische- of smeerolie 152 4.2.6.7 Installatie in de stand-by stand 154 4.2.6.8 2de stand-by transformator 156 4.2.6.9 Kathodische bescherming met zonnecellen 158 4.2.6.10 Drukopnemers en sonar metingen . . . . 162 Energiebeheer 165 4.2.7.1 Inleiding 165 4.2.7.2 Onderbemetering 168 4.2.7.3 Gedragsverandering door feedback . . . . 170 4.2.7.4 Energieaspecten van serviceplannen . . . 174




4.


4.1

Inleiding De Leidraad Energiezuinig Ontwerpen geeft opdrachtgevers en ontwerpers systematisch de weg aan die bewandeld kan worden om tot een energiezuinig ontwerp te komen, zonder daarbij andere specifieke financiële eisen of gebruikersfuncties uit het oog te verliezen. Bovendien geeft het inzicht in het energieverbruik van Rijkswaterstaat, de kunstwerksoorten en -typen, functiegroepen en specifieke componenten. Het primaire energieverbruik van Rijkswaterstaat bedroeg in 1990 1,5 miljoen GJ, zijnde 0,05% van het landelijk energieverbruik. Het grootste deel hiervan werd besteed in de vorm van elektriciteit (132 miljoen kWh per jaar) voor verlichting en apparatuur in kunstwerken. In dit hoofdstuk zal het energieverbruik van de diverse functiegroepen uitgewerkt worden. Als uitgangspunt van de Leidraad is het ontwerpproces genomen bestaande uit zes elkaar opvolgende fasen: Initiatieffase Oriëntatiefase Definitiefase Voorontwerpfase Ontwerpfase Bestekfase In dit hoofdstuk ligt de nadruk op de voorontwerpfase, de ontwerpfase en de bestekfase. Beslissingen in deze fasen worden in het algemeen genomen door de projectleider eventueel op advies van disciplinevertegenwoordigers en projectmedewerkers. Het hoofdstuk bevat informatie over concrete energiebesparende maatregelen.




4.2

Energiebesparingsopties naar functiegroep Beschrijving installaties Ondanks het feit dat de verschillende kunstwerksoorten en -typen voor een variëteit aan doelen en functies gemaakt worden, zijn ze schematisch gezien uit dezelfde bouwstenen opgebouwd. Deze bouwstenen zijn de functiegroepen die onderverdeeld kunnen worden in: Klimaatbeheersing Verlichting Signalering en beveiliging Kracht Noodstroomvoorziening Stand-by en conditionering Energiebeheer Het energieverbruik van een bepaald kunstwerk kan uitgesplitst worden naar de diverse functiegroepen. In hoofdstuk 3 zijn daar voor de kunstwerkgroepen en -typen kengetallen gegeven. De verdeling naar functiegroep verschilt sterk per kunstwerksoort of )type. Bijvoorbeeld bij tunnels is verlichting in het algemeen een grote energiepost en bij bedieningsgebouwen de klimaatbeheersing. Instrumenten voor energiezuinig ontwerpen Bij de ontwerpfasen vanaf de ontwerpvarianten tot aan het bestek zullen algemene beschrijvingen in de vorm van een Programma van Eisen steeds minder voorkomen. Veel meer dienen er produktomschrijvingen met specificaties opgenomen te worden. Informatie op produkt- of componentniveau wordt gegeven in de volgende paragrafen. Hieronder volgt nog een lijst met mogelijkheden die de ontwerper kan overwegen tot aan de fase van het definitief ontwerp. Het betreft vooral op te nemen specificaties bestemd voor de ontwikkeling van de bestekfase. De indeling van het Programma van Eisen wordt gevolgd. Niet alle elementen van het PVE staan hier genoemd, alleen de relevante voor energie-efficiëntie in het ontwerp. • Gebruikseisen Compartimenteer ruimtes met verschillende klimaatbehoeftes. Creëer bijvoorbeeld afgesloten ruimtes voor installaties die een bepaalde temperatuur en vochtigheidsgraad nodig hebben. Voorkom daarmee dat veel grotere ruimtes aan deze eisen moeten voldoen. • Functionaliteit Beschrijf en definieer maten en dimensies van gebouwen en installaties. Hiermee kunnen kentallen en energieverbruiken berekend worden op een uniforme manier. • Bouwfysische condities Bereken temperatuureisen van de verblijfs- en installatieruimtes. Bereken of definieer ruimtetemperaturen, warmtelast en koellast per gebruikersactiviteit, convectiewarmte, stralingswarmte, voetwarmte, temperatuur-




gradiënt, warmteweerstanden van bouwdelen, luchtcondities, luchtsnelheden etc. Gebruik deze gegevens voor energieverbruiksberekeningen en koppel resultaten terug. Zoek mogelijkheden het energieverbruik zo laag mogelijk te houden. Bepaal specificaties over zontoetredingsfactor van bouwdelen zoals zonwering

Interne voorwaarden Bereken het maximale energieverbruik per eenheid van gebouw of installatie (zoals gedefinieerd in het PVE). Controleer resultaten aan de eisen van het PVE. Zoek naar energiezuinige alternatieven, bijvoorbeeld door gebruik te maken van de lijst van 50 besparingsopties uit deze leidraad. Schrijf energieverbruiksmetingen voor, per gebruikersgroep.

LITERATUUR [1]

NEN 2916, Energieprestatie van utiliteitsgebouwen, bepalingsmethode, NNI, september 1994.

[2]

Beslissingscalculaties m.b.t. de thermische isolatie van gebouwen TK 14074-02, RGD, 1990

[3]

ISSO res.1, Onderzoek naar de minimum verse luchttoevoer, ISSO, 1981

[4]

ISSO rap.14.01, Voorstudie werkplekconditionering voor kantoren, ISSO, 1985

[5]

Methode voor de beoordeling van het thermisch binnenklimaat, TK 11117.01, RGD, 1991

[6]

Taschenbuch fur Heizung und Klimatechnik, 66, Recknagel en Sprenger, Oldenburg, Munchen 1992

[7]

ISSO publ.20, Energiegebruik in kantoorgebouwen; vereenvoudigde berekenings methode en richtwaarden, ISSO, 1987

[8]


[9]


[10]

Efficiënt gebruik van elektriciteit in de industrie, 80 energiebesparingsideeën, SVEN, VEEN, Novem, 1989




[11]

Zes praktijkexperimenten met energie-efficiënt bouwen, RGD 1992

[12]

Renovatie van kantoorgebouwen, Peutz, 1990

[13]

European directory of energy efficiënt building 1993, James & James, 1993

[14]

VA114, Gebouwsimulaties, VABI




4.2.1

Klimaatbeheersing

4.2.1.1 Inleiding Het grootste deel van het energieverbruik in een gebouw komt voor rekening van de klimaatbeheersing. De grootte van het energieverbruik voor klimaatbeheersing is afhankelijk van een aantal factoren. Waar nu nog apart eisen gesteld worden aan het isolatieniveau of het ventilatievoud van een gebouw komt binnenkort, in het kader van het bouwbesluit, de energieprestatienorm. Deze norm gaat eisen stellen aan het maximale verbruik van het gebouw. Isolatie. Een beter isolatieniveau van een gebouw beperkt het transmissieverlies. Het transmissieverlies is meestal de grootste negatieve factor op de warmtebalans. Het isolatieniveau van een gebouw komt tot uitdrukking in de It-waarde. Deze waarde geeft een indikatie van het isolatieniveau voor het hele gebouw. Ventilatie Naast het transmissieverlies is het warmteverlies ten gevolge van ventilatie een grote verliespost. De eisen aan de ventilatie kunnen van functie tot functie sterk verschillen. In het algemeen moet zo goed mogelijk duidelijk zijn hoe de ventilatiestromen in een gebouw verlopen. Het gebruik van een warmteterugwinningseenheid reduceert het warmteverlies ten gevolge van ventilatie aanzienlijk. Natuurlijke ventilatie in de wintersituatie is een optie voor ruimten die aan minder strenge eisen ten aanzien van de binnencondities moeten voldoen. Hierbij kan gedacht worden aan bijvoorbeeld machinekamers en magazijnen. Ten aanzien van energie-efficiëntie is het aan te bevelen in de zomersituatie natuurlijk te ventileren en gebruik te maken van nachtventilatie bij gebouwen met een grote massa. Compartimentering Energie gaat verloren als ruimten verwarmd of geventileerd worden, omdat ze aan ruimten grenzen waar andere temperatuur- of ventilatie-eisen gelden. Om het onnodig verwarmen of ventileren van ruimten te voorkomen moeten deze ruimten thermisch gescheiden worden van de rest van het gebouw. Energieverbruik kan ook beperkt worden door de ruimten met een hoge warmtebehoefte aan de zuidkant te situeren en ruimten met een lage warmtebehoefte aan de noordkant te situeren. Om oververhitting van ruimten in de zomer te voorkomen moeten maatregelen genomen worden bij ruimten met grote glasoppervlakken op het zuiden.


Klimaatbeheersing


Compactheid van het gebouw Het totale transmissieverlies is niet alleen afhankelijk van de kwaliteit van de schil, maar ook van de verhouding tussen de inhoud van het gebouw en de oppervlakte van de schil. Een compact gebouw, of het clusteren van meerdere gebouwen reduceert het transmissieverlies. Zoninstraling In de winter kan de zon zorgen voor extra warmte. Het opvangen van de zonnewarmte in het gebouw verlaagt het energieverbruik. In de zomer kan de zon zorgen voor oververhitting van de gebouwen, met als gevolg dat de gebouwen gekoeld moeten worden. Om dit te voorkomen kunnen overstekken en buitenzonweringsystemen toegepast worden. Het creëren van accumulerend vermogen in gevels en dak zorgt er voor dat een deel van de opvallende zonnestraling in het gebouw opgeslagen wordt, 's Nachts kan het gebouw de warmte dan weer af staan. De zon is dus een factor waar rekening mee gehouden moet worden in het ontwerp. Interne warmtebronnen Mensen en apparaten geven warmte af. Deze warmte heeft invloed op het binnenklimaat. In de zomer kan deze extra warmteproduktie er voor zorgen dat er oververhitting plaats vindt, een koeling kan dan noodzakelijk zijn, afhankelijk van de eisen aan de binnentemperatuur door mensen en/of apparaten. In de winter dragen de interne warmtebronnen bij aan de verwarming, waardoor er minder hard gestookt hoeft te worden. In het algemeen is het zo dat het gebruik van efficiënte apparatuur ook voor het binnenklimaat gunstig is. Installatie De installatie zet een brandstof of elektriciteit om in bruikbare warmte of koude. Een hoog rendement van deze omzetting is belangrijk. Daarnaast is het van belang dat het distributienet goed aangelegd is en nergens onnodig warmte of koude verliest. De afstemming van de afmetingen van de verwarmingslichamen en de temperatuur van het medium op het gevraagde vermogen is met name voor HR cv-installaties belangrijk.


Klimaatbeheersing


Tabel 1 Enkele grootheden klimaatbeheersing grootheid

eenheid

omschrijving Isolatie-index. Geeft de mate van isolatie van een gebouw weer, een isolatie-index van 15 staat voor een goed geïsoleerd gebouw. Zontoetredingsfactor. Geeft de verhouding weer tussen binnenkomende en opvallende zonnestraling

I,

ZTA

m2K/W

Warmteweerstand. Hoe hoger de R-waarde van een constructie, hoe minder warmte door die constructie verloren gaat.

LITERATUUR [1]

NEN 2689, Luchtdoorlatendheid van utiliteitsbouw. Eisen, NNI, 1990

[2]

NPR 2878, Uitwendige scheidingsconstructies van gebouwen; vereenvoudigde berekeningsmethode voor binnenoppervlaktetemperatuurfactor, NNI, 1991

[3]

Energiezuinig bouwen met betonelementen, Novem, 1988

[4]

Handboek installatietechniek, TWL, Isso, Novem, 1994

[5]


[6]



Klimaatbeheersing


4.2.1.2 Passieve zonne-energie Samenvatting In gebouwdelen waar geen oververhitting dreigt in de zomersituatie, leidt toepassing van extra raamoppervlak op het zuiden tot energiebesparing. De besparingen variëren van 10 tot 30 m 3 aardgas per m2 extra glasoppervlak. Inleiding Door aandacht te besteden aan zonering, compartimentering en extra raamoppervlak op het zuiden kan passieve zonne-energie een aandeel nemen in de ruimteverwarming. Een zorgvuldige analyse van het ontwerp is nodig ter voorkoming van temperatuuroverschrijdingen in de zomer. Gangbaar Bij het ontwerpen van een bedieningsgebouw zal in het algemeen geen rekening gehouden worden met het gebruik van passieve zonne-energie. De oriëntatie van het gebouw, de indeling en de hoeveelheid glasoppervlak zullen vooral bepaald worden door functionele eisen. Veelal leidt dit tot ruimtes met relatief veel glasoppervlak in de bedieningsruimte. Bij de overige ruimtes zal het percentage glasoppervlak variëren van 0 tot 40% van het buitengeveloppervlak, afhankelijk van de desbetreffende functie. Alternatief 1) Passieve zonne-energie kan een aandeel in de ruimteverwarming hebben door aandacht te besteden aan compartimentering, zonering en het toepassen van extra raamoppervlak op de zuidzijde van het gebouw. Door de speciale zichteisen in de bedieningsruimte en de daaruit volgende grote glasoppervlaktes, zal in deze ruimte nagenoeg geen extra gebruik van passieve zonne-energie gemaakt kunnen worden. Er moet gelet worden op het weren van zonne-instraling, ter voorkoming van oververhitting in de zomer de overige ruimtes in het gebouw komen eventueel wel in aanmerking voor extra glasoppervïak. 2) Zonering en compartimentering kan tot verminderde transmissie en ventilatieverliezen leiden. Door hiermee in het ontwerp rekening te houden wordt energie bespaard en kan bovendien passieve zonne-energie beter benut worden. Onder zonering wordt verstaan het bij elkaar plaatsen van ruimtes met dezelfde binnenklimaateisen. De warme ruimten dienen bij elkaar aan de zuidzijde van het gebouw geplaatst te worden, de koele ruimten aan de noordzijde. Indien het ontwerp het toelaat kan een groot raamoppervlak voor meer zonne-instraling


Klimaatbeheersing


zorgen. Voorkomen moet worden dat deze extra grote glasoppervlakken leiden tot warmte-overlast in de zomer. Naast energiebesparing kan zonering leiden tot een eenvoudiger verdeel- en regelsysteem voor de klimatiseringsinstallaties, doordat ruimten met vergelijkbare warmte-, en ventilatiebehoeften bij elkaar geplaatst zijn. Door compartimentering worden ruimtes van elkaar gescheiden. Compartimentering is met name van belang bij ruimtes met een verticale verbinding. Hierdoor wordt voorkomen dat door tocht extra energieverliezen optreden. Bijvoorbeeld kan men hier denken aan het plaatsen van een tochtsluis bij de ingang. Ook ruimtes met verschillende binnenklimaateisen dienen thermisch van elkaar gescheiden te worden, hierbij kan men denken aan het plaatsen van een thermisch geïsoleerde wand tussen bijvoorbeeld trappenhuis en de bedieningsruimte. De genoemde maatregelen komen echter alleen tot hun recht als de temperatuur per vertrek apart geregeld kan worden, bijvoorbeeld met behulp van thermostatische radiatorkranen. Energiebesparing Toepassen van grotere raamoppervlakken in ruimtes op de zuidzijde zal -afhankelijk van de gewenste binnentemperatuur en de gebruiksduur van een ruimte- kunnen leiden tot een jaarlijkse besparing van ca. 10 tot 30 m 3 aardgas per m 2 raamoppervlak. Het plaatsen van een thermisch geïsoleerde wand (50 mm isolatie) tussen twee ruimtes met 10 graden temperatuurverschil zal leiden tot een jaarlijkse besparing van ca. 5 m 3 per m 2 wandoppervlak. kosten meer Extra glasoppervlak, extra binnenwanden en deuren en isolatie t.b.v. binnenwanden minder Compact leidingstelsel t.b.v. klimaatinstallatie, eenvoudiger regeling van de installatie. Energiekosten

zie ook: il .1 :2

•1 •i

•• •1 •1

•i


Klimaatbeheersing

A

.6 .6

11 .i

.2 .3 .4 .5 .6 .7 .8 .9 .10 .11 .12 .13 .14 .15 .16 .17


4.2.1.3 Zonwering in bedieningsgebouw Samenvatting Door toepassing van een overstek op het zuiden in de zomersituatie kan koelbehoefte vermeden worden. De hoeveelheid vermeden koelbehoefte is afhankelijk van een aantal factoren. In het gegeven voorbeeld voor een overstek op het zuiden komt de vermeden koelbehoefte neer op ca 75 kWh per jaar per m2 raam. Deze besparing is afhankelijk van een aantal aspecten zoals beglazing, zonwering en aard van het gebouw. Door toepassing een buitenzonwering bij op het zuiden georiënteerde ramen wordt in de zomer ca 140 kWh/m2 raam koelbehoefte vermeden. Indien in de winter gebruik wordt gemaakt van binnenzonwering is er sprake van nuttige warmtewinst t.o.v. het gebruik van een buitenzonwering van 115 kWh/m2 raam. Inleiding De toepassing van zonwering is, vanwege de grote glasvlakken, vaak essentieel bij een bedieningsgebouw. In de zomer moet immers oververhitting van het bedieningsgebouw voorkomen worden en in de winter moet verblinding door een lage zonnestand voorkomen worden. Oververhitting kan ook gereduceerd worden door het verminderen van de door interne warmtebronnen geleverd vermogen. De zonwering kan echter ook zodanig gebruikt worden dat op een efficiënte wijze gebruik wordt gemaakt van de warmte van de zon in het stookseizoen en dat de warmte van de zon in het koelseizoen buiten gehouden wordt. Met voldoende aandacht voor passief koelen en de acceptatie van redelijke afwijkingen van de ontwerpbinnentemperatuur kan in de zomersituatie een koelsysteem overbodig zijn. De randvoorwaarden ten aanzien van het binnenklimaat moeten vastgelegd zijn in het Programma van Eisen. Er worden twee systemen beschreven ten behoeve van energiebesparing. 1 overstek 2 buitenzonwering/binnenzonwering Het effect van de zonwering is ook sterk afhankelijk van de oriëntattie van het bedieningsgebouw. Gangbaar component Ontwerp van zonwering vindt plaats vanuit funktionele eisen. Gebruik van zonne-energie is geen ontwerpkriterium. Energiezuinig alternatief 1 overstek Een goed ontworpen overstek zorgt er voor dat de laag staande winterzon wel het gebouw binnen kan en de hoog staande zomerzon niet. Bij ramen op het zuiden is een een horizontaal scherm


Klimaatbeheersing

10


boven de ramen het meest effectief, bij ramen op het westen en het oosten zijn verticale schermen langs de ramen het meest effectief. De reductie in koelbehoefte is sterk afhankelijk van de eigenschappen van het gebouw. Tabel 2 geeft een indruk van de zoninstraling in de diverse situaties, de vermindering van koelbehoefte ten gevolge van het overstek is 75 kWh per m 2 raam per jaar. De keuze voor een overstek is ook afhankelijk van architectonische eisen.

Afbeelding 1 De situatie met overstek in het doorgerekende voorbeeld.

2 buitenzonwering /binnenzonwering Vanuit energetisch oogpunt is het verstandig om bij ramen op het zuiden zowel een binnen- als buitenzonwering toe te passen. De binnenzonwering wordt gebruikt in de winter, de op de ramen vallende zonnestraling komt dan ten goede aan de ruimte. De waarden in tabel 2 geven een idee van het verschil in nuttig gebruikte warmte in het stookseizoen tussen een buitenzonweringssysteem en een binnenzonweringssysteem. De opbrengst hangt af van de ZTA-waarde van het raamsysteem met en zonder zonwering (richtwaarde voor de ZTA-waarde voor buitenzonwering=0,135 en voor binnenzonwering ZTA=0,45, raam zonder zonwering ZTA=0,65). In de zomer moet de buitenzonwering gebruikt worden, de warmte wordt dan buiten gehouden. De in de zomer vermeden koelbehoefte hangt af van de eigenschappen van het gebouw en de zonwering. In het doorgerekende voorbeeld, bij een op het zuiden georiënteerd raam is het verschil in benodigde koelbehoefte tussen de toepassing van een buitenzonwering en een binnenzonwering ca 100 kWh/m raam. De keuze voor de zonwering is ook afhankelijk van zichteisen en bijvoorbeeld windbelasting op de gevels.


Klimaatbeheersing

11


Tabel 1 Warmte instraling in verschillende situaties voor lm2 raam op het zuiden. ZOMER

WINTER

Zonder

200 kWh

230 kWh

Overstek

125 kWh

140 kWh

Binnenzonwering Buitenzonwe-

210 kWh

160 kWh

60 kWh

45 kWh

ring De warmte-instraling in de zomer kan gezien worden als warmte die weggekoeld moet worden, de warmte-instraling in de winter kan gezien worden als warmtewinst ten behoeve van de ruimteverwarming

Energiebesparing De in de zomer vermeden koelbehoefte bij een overstek op het zuiden is circa 75 kWh/m1(lengte van het overstek) er moet wel rekening gehouden worden met een toename van de warmtebehoefte. Uit tabel 1 is af te lezen dat het verschil in benodigde verwarmingsenergie tussen het gebruik van een buitenzonwering en een binnenzonwering in het stookseizoen 115 kWh is. Het verschil in benodigde koelbehoeft tussen het gebruik van een buitenzonwering en een binnenzonwering op het zuiden is ca. 150 kWh. N.B. De genoemde besparingen zijn bruto-waarden. De daadwerkelijke besparing hangt af van het rendement van de verwarmings- of koelinstallatie.


Klimaatbeheersing

12


kosten meer Extra kosten van zonwering en overstekken. Vaak zijn deze elementen al onderdeel van het programma van eisen.

zie ook: 4.2 .1 .2

•1 ••

minder Energiekosten


••

Klimaatbeheersing

.4 .5

.6

•V II .i

.2 .3 .4 .5 .6 .7 .8 .9 .10 .11 .12 .13 .14 .15 .16 .17

13


4.2.1.4 Compartimentering van bedieningsgebouw Samenvatting Thermische compartimentering van ruimten leidt tot energiebesparing. Uitwisseling van 1 nv buitenlucht per uur in een ruimte op kamertemperatuur kost op jaarbasis ca 3,5 m3 aardgas (uitgangspunt bedieningsgebouw). Inleiding Warmte moet daar gebruikt worden waar het nodig is. Indien een gebouw meerdere ruimten omvat waar verschillende eisen gesteld worden aan de temperatuur of de ventilatie, moet er voor gezorgd worden dat ruimten thermisch van elkaar gescheiden zijn. In een bedienpost zijn de typische ruimten waar verschillende eisen aan gesteld worden de bedienruimte, het trappenhuis, het magazijn en de technische ruimte. In het bedieningsgebouw kan de compartimentering zover doorgevoerd worden dat de lessenaars apart geconditioneerd worden. De beslissing in hoeverre compartimentering doorgevoerd moet worden hangt af van de temperatuurverschillen tussen de ruimten en daarmee samenhangend de vereiste investering en de verwachte opbrengst. Gangbaar component Energiezuinig alternatief - Thermisch isoleren van ruimten met andere eisen aan temperatuur en/of ventilatie. - Het voldoende scheiden van ruimten waar gerookt of gekookt wordt, of waar anderszins enige mate van verontreiniging plaats vindt. In deze ruimten moet dubbel zoveel geventileerd worden. - Het oriënteren van ruimten met een grote warmtevraag op het zuiden en het oriënteren van ruimten met een geringe warmtevraag op het noorden. Ruimten op het zuiden kunnen gebruik maken van de warmte die geleverd wordt door zoninstraling door de ramen. Door een raam op het zuiden komt in het stookseizoen circa 600 MJ ofwel 17 m3 a.eq. per m2 aan warmte binnen (uitgaande van het gebruik van binnenzonwering). - Nog in de experimentele fase is werkplekklimatisering. Door de lessenaars in bedienruimten apart te klimatiseren kan de ruimtetemperatuur lager gehouden worden, hinder door koudestraling van de ramen wordt door deze plaatselijke klimatisering grotendeels te niet gedaan. Deze wijze van klimatiseren is dermate experimenteel dat nog geen inschatting gemaakt kan worden van


Klimaatbeheersing

14


de vereiste investering en de eventuele besparingen. Energiebesparing Per 5 graden ontwerptemperatuur-verschil tussen twee ruimten (b.v. een magazijn en een werkgedeelte) levert een isolatie met 60 mm. minerale wol een besparing op van 2,5 m 3 a.eq. per m 2 scheidingswand per jaar. kosten meer Extra isolatie en binnenwanden. Door bij het ontwerp de keuze te maken voor andere materialen b.v. een skeletbouwwand met isolatie i.p.v een kalkzandsteen wand kunnen de kosten minimaal zijn. minder

zie ook: LI .1 1

•1

— •1

Energiekosten

•1


Klimaatbeheersing

:i

A

.b

.6

II .i

.2 .3 .4 .5 .6 .7 .8 .9 .10 .11 .12 .13 .14 .15 .16 .17

15


4.2.1.5 Compartimentering technische ruimten Samenvatting Zorg voor verwarming in grote technische ruimten alleen daar waar nodig is. Dit zijn de plekken waar regelmatig mensen werken. Scheidt deze plekken van de rest van de ruimte door middel van geïsoleerde wanden. Inleiding De technische ruimtes bij de kunstwerken zijn die ruimtes waar apparaten opgesteld staan. In deze ruimtes moet regelmatig gewerkt worden voor onderhoud en reparatie. Deze werkplekken moeten voldoende geklimatiseerd zijn. Gangbaar component Dergelijke plekken worden vaak verwarmd met stralingspanelen, deze zijn snel op temperatuur en kunnen lokaal gericht worden. De warmte wordt echter inefficiënt gebruikt omdat de hele ruimte verwarmd wordt. Energiezuinig alternatief Plekken in technische ruimten waarvan van te voren gezegd kan worden dat daar gewerkt gaat worden i.v.m. onderhoud of reparatie, moeten voldoende geklimatiseerd worden. Om energieverlies te voorkomen kunnen deze plekken thermisch gescheiden worden van de rest van de ruimte. Energiebesparing De uiteindelijke besparing is afhankelijk van de ruimtetempertuur van de technische ruimte en van de regelmaat waarmee een dergelijke ruimte gebruikt wordt.


Klimaatbeheersing

16


kosten meer Scheidingen tussen als compartimenten te beschouwen ruimten. minder

zie ook: LI .1 .1 :£ A

.6

11

I

.i

•1 WÊÊ

Energiekosten


.b

Klimaatbeheersing

.2 .3 .4 .5 .6 .7 .8 .9 .10 .11 .12 .13 .14 .15 .16 .17

17


4.2.1.6 Extra accumulerend vermogen Samenvatting Het toepassen van een hoge Specifiek werkzame massa (SWM) en het toegankelijk maken van de gebouwmassa voor ventilatielucht vermindert het energieverbruik voor koeling. Inleiding Het accumulerend vermogen van de gebouwmassa reguleert de binnentemperatuur. Een zwaar gebouw geeft de wisselingen van buitentemperatuur en zoninstraling vertraagd en gedempt door aan de binnenruimtes. Hierdoor onstaat een prettiger binnenklimaat dan in een licht gebouw, en is minder koelvermogen nodig. Bijkomstig voordeel van zware gevels is de goede geluidisolatie. Gangbaar component Momenteel worden bij bedieningsgebouwen diverse gebouwconstructies toegepast. Dit kan variëren van zware betonconstructies tot lichte skeletbouw. Energiezuinig alternatief De hoeveelheid warmte die in de gebouwmassa kan worden opgeslagen is één van de factoren die de warmtehuishouding van een bedieningsgebouw beïnvloedt. Het accumulerend vermogen wordt uitgedrukt in de thermisch werkzame massa (kg/m2 vloeroppervlak). Deze maat wordt niet alleen bepaald door het gewicht van de gebouwconstructie, maar ook door de toegankelijkheid van deze massa. Computervloeren en systeemplafonds reduceren de thermisch werkende massa. Het gemiddelde van de thermisch werkzame massa over alle vertrekken van een gebouw wordt de 'specifiek werkzame massa' (SWM) genoemd. Bij een zwaar gebouw zal de ruimtetemperatuur trager reageren op wisselende buitentemperatuur en zonne-instraling. Ook een hoge interne warmtelast zal bij een zwaar gebouw minder hoge ruimtetemperaruren tot gevolg hebben ten opzichte van een lichte constructie. 1) Het jaarlijkse elektriciteitsverbruik voor ventileren en koelen kan aanzienlijk verminderd worden door een hoge SWM te kiezen. Een hoge SWM kan bereikt worden door bijvoorbeeld: • bij een spouwmuur een binnenspouwblad van steen te kiezen in plaats van geïsoleerde sandwichpanelen, • bij een betonmuur buitengevelisolatie toe te passen i.p.v. binnenisolatie, • een thermisch 'open' verlaagd plafond toe te passen, of geen verlaagd plafond indien niet noodzakelijk, • geen computervloer toe te passen indien niet noodzakelijk. Gedurende warme dagen kan men over extra koelvermogen beschikken door gebruik te maken van nachtelijke ventilatie. Bij


Klimaatbeheersing

18


een hoge SWM kan koude opgeslagen worden in de gebouwmassa, zodat overdag minder koeling noodzakelijk is. Hiermee wordt bespaard op energie voor het koelen. 2) Ook kan men aan de buitenzijde van het gebouw maatregelen treffen. Hierbij is vooral de dakconstructie van belang, aangezien de bedieningsruimte vaak direct onder het dak gesitueerd is. In de zomer kan de oppervlaktetemperatuur van een dak behoorlijk oplopen. Deze hogere temperatuur wordt vertraagd en gedempt naar de binnenzijde doorgegeven. Bij een dak met veel massa wordt de temperatuurgolf zwaar gedempt en vertraagd zodat deze nauwelijks effect heeft op de koelbehoefte van het gebouw. Is er een lichte dakconstructie met weinig isolatie, dan zal de temperatuur aan de binnenzijde nog binnen bedrijfstijd aanzienlijk oplopen. Hierdoor zal er meer koelbehoefte nodig zijn. Een extra isolatiepakket en grotere massa van het dak vermindert de koellast. Ook het toepassen van een extra dak dat thermisch gescheiden is van het eerste dak zal de koelbehoefte sterk doen verminderen. Energiebesparing De mate van energiebesparing is niet in kentallen uit te drukken. Het zal per ontwerp uitgerekend moeten worden. kosten meer Extra bouwmaterialen, zwaardere fundering.

zie ook: 4.2 .1 .2

•1 •1

minder Kleinere koel en/of ventilatieinstallatie, geen of thermisch 'open' verlaagde plafonds. Energiekosten


•1 •i

Klimaatbeheersing

.'£ .4

.5

.6

.'/ •

l

.2 .3 .4 .5 .6 .7 .8 .9 .10 .11 .12 .13 .14 .15 .16 XI

19


warmte—aanbod

warmte opslag

Afbeelding 2 Zomersituatie: principe van warmte-opslag in de constructie.

max. instraling

zwaar dak 18

uur

18

uur

max. instraling

licht dak

temp., binnen

Afbeelding 3 Zomersituatie: temperatuurgolf aan de onderzijde van het plafond, afhankelijk van de massa van de constructie. LITERATUUR [1]

Onderzoek naar de bouwfysische eigenschappen van thermisch open plafonds in een mechanisch geventileerde ruimte, Peutz & associes b.v. rapport E 131-4, 1988


Klimaatbeheersing

20



Klimaatbeheersing

21


4.2.1.7 Isolatie bedieningsgebouw Samenvatting Verhoging van de isolatiegraad van de gebouwschil vermindert het transmissieverlies. Een verlaging van de U-waarde met 1 W/m 2 K bespaart circa 10 m 3 aardgas per m 2 buitenschil. Inleiding Een grote verliespost op de warmtebalans is transmissie van warmte door gevels en ramen. Door toepassing van isolatie wordt het verlies door gevels beperkt. De eisen op het gebied van gebouwisolatie zijn de laatste jaren sterk toegenomen. In het bouwbesluit van 1992 worden eisen gesteld aan de minimale warmteweerstand. Het volgende bouwbesluit dat verschijnt zal waarschijnlijk niet meer een minimale warmteweerstand eisen, maar een energieprestatiecoëfficiënt. Volgens afgesproken rekenmethodieken dient het verwachte energieverbruik voor het gebouw dan berekend te worden op grond van toegepaste materialen en technieken. Het resultaat dient aan een gestelde norm te voldoen. Het is nog de vraag in hoeverre bedieningsgebouwen aan de gestelde kantoornormen dienen te voldoen. Wellicht vallen ze door de afwijkende gebruikstijden en functie buiten deze categorie. Gangbaar De isolatiegraad van nieuwe of recent gerenoveerde bedieningsgebouwen varieert sterk. Voor de bedieningsruimte geldt volgens het bouwbesluit een eis van R=2,5 m 2 K/W voor de dichte geveldelen, het dak en de vloer. Energiezuinig alternatief Verhogen van de isolatiegraad van het gehele bedieningsgebouw. • De isolatiegraad van bedieningsruimten kan verhoogd worden van 2,5 naar maximaal circa 3,5 a 4 m 2 K/W. De maximaal gewenste isolatiewaarde wordt niet alleen gedimensioneerd op een minimaal warmteverlies. Er dient gelet te worden op de zoninstraling en de interne warmtebronnen die aanwezig zijn. Bij de aanwezigheid van veel warmtebronnen dient de buiten het stookseizoen aanwezige koellast tevens de dimensionering te bepalen. • Isolatie van de overige ruimtes, zoals trappenhuis of technische ruimtes, bespaart energie voor verwarming van die ruimtes (ook als de ontwerptemperatuur slechts 10-15°C is). Daarnaast wordt de energiebalans van de aangrenzende verwarmde ruimtes verbeterd. Bij goede isolatie van de schil dient extra gelet te worden op een goede detaillering van het ontwerp. Koudebruggen dienen voorkomen te worden. De effecten van deze relatief slecht geisoleerde


Klimaatbeheersing

22


delen van de constructie zijn: • een verhoogde kans op oppervlaktecondensatie, • een plaatselijk hoog warmteverlies, • verminderde levensduur van de constructie door een verhoogde temperatuurspanning. Energiebesparing In Afbeelding 4 is het effect van isolatieverbetering op het energieverbruik van de referentiebedienpost gegeven. Een verbetering van de isolatiewaarde van 2,5 naar 3 bespaart 2500 kWh verwarming (250 m 3 aardgas). Dit komt overeen met circa 2,5 m 3 aardgas per m buitenschil. In het algemeen kan gesteld worden dat een verlaging van de U-waarde met 1 W/m 2 K een besparing oplevert van 10 n r aardgas per m 2 schil. Dit geldt niet voor ruimtes met een lage temperatuur of een korte gebruikstijd.

kWh 20.000 19000 1B0OO 17.000 16.0O0 15.000 14.000 13.000 12.000 11.000 10.000 9.000 8.000 7B0O tOOO iOOO 4.000 3.0O0 2O00 - —

ref

alternatief

i

IJOOO

o —

verlichting ventilatie koeling verwarming

Afbeelding 4 Isolatiewaarde gevels, dak en vloer: 3 m2K/W.


Klimaatbeheersing

23


kosten meer Indien extra isolatie zonder verandering in het ontwerp plaats kan vinden zijn de extra kosten minimaal.

zie ook: 4.2 .1 1

••

•i


.4

b

.6

y =r


.3

Klimaatbeheersing

.2 .3 .4 .5 .6 .7 .8 .9 .10 .11 .12 .13 .14 .15 .16 .17

24



Klimaatbeheersing

25


4.2.1.8 Isolerende beglazing Samenvatting Toepassing van HR-glas in plaats van normaal dubbel glas leidt tot een energiebesparing van 8 tot 20 m3 aardgas per m2 glasoppervlak. Bij toepassing in bedieningsruimtes dient eventuele zichtbeperking door reflecties zorgvuldig onderzocht te worden. Inleiding Een grote verliespost op de warmtebalans is transmissie van warmte door gevels en ramen. Door toepassing van isolerende glassoorten wordt het verlies door ramen beperkt. Gangbaar De meest gangbare beglazing van de bedieningsruimte, technische ruimten en kantoorruimten is momenteel dubbel glas. Het voordeel ten opzichte van enkel glas is de verbeterde isolatiewaarde (Uwaarde = 3 W/m2K) waardoor het energieverbruik voor verwarming daalt en het binnenklimaat verbetert door verminderde 'koude'straling. De isolatie is echter nog veel slechter dan bijvoorbeeld die van een dichte, geïsoleerde buitenwand. Nadeel van dubbel glas bij bedieningsruimten ten opzichte van enkel glas, is de extra reflectie van binnenvlakken, verlichting etc. in de ramen. Indien hier niet voldoende aandacht aan geschonken wordt, kan het zicht ernstig belemmerd worden. Alternatief In aanmerking komen een aantal nieuwe glastypen die een betere thermische isolatiewaarde hebben (verlaagt de transmissieverliezen in de wintersituatie), en/of die de zonnewarmte beter buiten houden (verlaagt de koellast in de zomer). Hieronder worden voor- en nadelen genoemd. 1) Dubbel glas, gasgevuld Dubbel glas kan verkregen worden met een gasvulling in plaats van lucht. Deze gasvulling zorgt voor een lagere warmtegeleiding in de spouw, waardoor minder warmte door transmissie verloren gaat (U-waarde= 2,5 W/m2K). De reflectie-eigenschappen zijn identiek aan die van normaal dubbel glas. 2) HR-glas Low-Emissivity glas (ook wel HR-glas genoemd) is een nieuwe glassoort die de thermische isolatie aanzienlijk verbeterd. Ook hier wordt gebruik gemaakt van dubbele beglazing. Op één van de glasvlakken is een 'onzichtbare' metaalcoating aangebracht die de buitenwaarts gerichte warmtestraling tegenhoudt. De U-waarde van deze glassoort bedraagt 1,7-2,0 W/nrK. Indien de gasgevulde uitvoering gekozen wordt kan een U-waarde van ca. 1,3 W/m2K bereikt worden.


Klimaatbeheersing

26


De metaalcoating is weliswaar transparant voor zichtbaar licht, maar dat neemt niet weg dat een zeer geringe verhoging van de reflectiecoëfficient voor zichtbaar licht waarneembaar is. In die situaties waar reflecties een probleem kunnen vormen moet de toepassing van deze glassoort extra zorgvuldig overwogen worden. 3) Absorberend glas Dubbele beglazing waarvan het buitenste vlak gekleurd is, absorbeert een deel van het zonnespectrum. Het grootste deel van de geabsorbeerde warmte wordt weer naar buiten uitgestraald. Voordeel hiervan is dat er in de zomer minder energie nodig is om te koelen. In de wintersituatie zal er echter meer energie nodig zijn voor het verwannen van de ruimte aangezien er minder zonne-warmte binnenkomt. 4) Lichtreflecterend glas Reflecterend glas is geen alternatief voor een betere warmteisolatie. Het wordt bij deze optie genoemd, omdat in sommige gevallen reflecterend glas voor een besparing op elektrische energie voor de airconditioning in zomerse omstandigheden kan leiden. In bedieningsruimten zal deze glassoort echter nauwelijks toepassing vinden vanwege de zichtproblemen door reflecties.

Afbeelding 5 Principes van drie beglazingstypen. Energiebesparing Indien de genoemde glassoorten in de bedieningsruimte worden toegepast zal dit leiden tot een jaarlijkse brandstofbesparing per m


Klimaatbeheersing

27


glasoppervlak van ca. 4-6 m 3 aardgas voor gasgevuld dubbel glas, 8 15 m 3 voor normaal HR-glas en 14-20 m 3 voor gasgevuld HR-glas. zie ook: 4.2 .1 1

kosten meer Gebruik van duurdere glassoorten.

.3

.4

b

•1

minder Bij sommige glassoorten kan bespaard worden op kosten voor zonwering. Energiekosten

.6

.7 .i

.2 .3 .4 .5 .6 .7 .8 .9 .10 .11 .12 .13 .14 .15 .16 .17

LITERATUUR [1]

Bijzondere glassoorten, BOUW nr.4, februari 1993


Klimaatbeheersing

28



Klimaatbeheersing

29


4.2.1.9 Ventilatieverliezen Samenvatting Er zijn verscheidene opties om het ventilatiesysteem te optimaliseren. De besparing wordt gehaald door het verminderen van het ventilatievoud en/of door het gebruik van warmteterugwinning. Per m 3 buitenlucht die per uur minder geventileerd wordt, wordt op jaarbasis ca. 3,5 m 3 a.eq. bespaard (uitgangspunt bedieningsgebouw). Inleiding Een wezenlijk deel van het energieverbruik voor verwarmen komt voor rekening van het opwarmen van de ventilatielucht. Het is daarom belangrijk het ventileren zo efficiënt mogelijk te doen. Het meest efficiënte systeem is een gebalanceerd ventilatiesysteem met warmteterugwinning. Alle comforteisen in overweging nemende moet de ventilatie met buitenlucht minimaal zijn. Gangbaar component Veel verschillende systemen zoals natuurlijke ventiltie, ventilatie met gedeeltelijke recirculatie, gebalanceerde systemen, volledige luchtbehandeling, worden gebruikt afhankelijk van de situatie, het PVE en de randvoorwaarden. Energiezuinig alternatief Zomersituatie: • Te openen ramen verminderen de behoefte aan mechanische ventilatie. • Toepassen van nachtventilatie (dit is voornamelijk effectief als het gebouw een grote thermisch werkzame massa heeft), • Thermische buffering door vloerkanalen. Wintersituatie: • Kierdicht gebouw maken. • Toepassen van warmteterugwinning (zie optie "warmteterugwinning"). • Ventilatie daar waar het nodig is. (toiletten, keuken, copieerruimten). • Toepassen van tochtportalen. • Ventilatievoud minimaliseren. • Recirculatie van de binnenlucht. Ten aanzien van het minimaliseren van het ventilatievoud kunnen de volgende richtlijnen aangehouden worden. Kantoorvertrekken Restaurant/kantine


:35 m 3 / h per persoon :6-8 dm 3 /h per m 3 ruimtevolume

Klimaatbeheersing

30


Van belang is, dat in ruimten die tijdelijk gebruikt worden (b.v. vergaderruimten), de ventilatie regelbaar is. Als deze ruimten niet gebruikt worden, kan de ventilatie voor die ruimten uitgeschakeld worden. Dit kan met een schakelaar, maar ook met (dure) systemen met aanwezigheidsdetectie. energiebesparing Met het reduceren van ventilatieverliezen kan een wezenlijke besparing bereikt worden. Mogelijkheden zijn: warmteterugwinning, optimaliseren ventilatievoud en recirculatie van ventilatielucht. Per m 3 buitenlucht dat per uur minder geventileerd wordt, wordt op jaarbasis ca. 3,5 m 3 a.eq. bespaard (uitgangspunt bedieningsgebouw). kosten meer

zie ook: il .1 1

1 1


•i •i

^

.4

.i> .6

.7 -1 .2 .3 .4 .5 .6 .7 .8 .9 .10 .11 .12 .13 .14 .15 .16 .17

LITERATUUR [1]

ISSO publ. 17 deel I, Kwaliteitseisen voor metalen luchtbehandelingskanalen, thermische en akoestische isolatiesystemen deel II, Luchtkanalen, drukverlies-, thermische- en akoestische berekening, ISSO, Rotterdam 1993


Klimaatbeheersing

31


4.2.1.10

Warmteterugwinning uit ventilatielucht Samenvatting Er zijn verscheidene technieken om de warmte uit afvoer-ventilatielucht terug te winnen en te benutten voor het verwannen van de verse aanvoerlucht. Het rendement van een warmteterugwinsysteem varieert van 40 to 85%. Hiermee kan 15 tot 50% van de energie benodigd voor verwarming bespaard worden. In enkele gevallen kan ook bespaard worden op koelenergie in de zomersituatie. Inleiding Een wezenlijk deel van het energieverbruik voor verwarmen komt voor rekening van het opwarmen van de ventilatielucht. Het is daarom belangrijk het ventileren zo efficiënt mogelijk te doen. Het meest efficiënte systeem is een gebalanceerd ventilatiesysteem met warmteterugwinning. Gangbaar component Veel verschillende systemen worden gebruikt, afhankelijk van de situatie, het PvE en de randvoorwaarden. Energiezuinig alternatief Door toepassen van gebalanceerde ventilatie (geforceerde ventilatie over een warmtewisselaar) kan warmte uit ventilatielucht worden teruggewonnen. Diverse technieken kunnen toegepast worden: - Platenwarmtewisselaar. Deze lucht/ lucht-warm te wisselaar wordt vooral veel toegepast in kleine luchtbehandelingssystemen, zoals bijvoorbeeld die van woonhuizen. Het rendement varieert van 40 tot 70%. - Warmtewiel. Wordt in grote systemen toegepast. Het warmtewiel bestaat uit een langzaam roterend wiel, waarvan de delen afwisselend de aanvoer- en afvoer-luchtstromen passeren. Hierbij wordt warmte (en soms ook vocht) opgenomen uit de afvoerlucht en toegevoerd aan de verse aanvoerlucht. Het rendement varieert van 60 tot 80%. - Regenerator. Hierbij worden de aanen afvoer-luchtstromen wisselend over twee warmte-accumulerende pakketten gevoerd. Terwijl het ene pakket 'geladen' wordt door de afvoerlucht, ontlaadt de toevoerlucht het andere pakket. De luchtstromen worden middels kleppen geleid. Het rendement kan oplopen tot 85%. De keuze voor de toepassing van warmteterugwinning is afhankelijk va de hoeveelheid ventilatielucht, de temperatuur van de retourlucht, en het rendement en de brandstof van de installatie.


Klimaatbeheersing

32


Indien het luchtbehandelingssysteem ook voor koeling gebruikt wordt, kan het warmteterugwinsysteem ook 's zomers benut worden om warme buitenlucht voor te koelen. Doordat het verschil in aanen afvoertemperatuur veel kleiner is dan in de wintersituatie, is de besparingscapacitiet in de zomer kleiner.

<

retourlucht

aanvoer lucht

Afbeelding 6 Voorbeeld kruisstroomplatenwarmtewisselaar.

Energiebesparing De besparing varieert van 40 tot 85% op de warmtebehoefte voor ventilatieverliezen. Afhankelijk van de ventilatiebehoefte en de isolatiegraad van een gebouw kan met warmteterugwinning 15 tot 50% van het energieverbruik voor verwarming bespaard worden. Let op. Indien de leidingen van het ventilatiesysteem niet goed gedimensioneerd zijn kan dit een verhoging van het elektriciteitsverbruik veroorzaken. In het voorbeeld van een referentie-bedieningsgebouw wordt 630 m 3 aardgas per jaar besteed aan ventilatie. Daarvan kan 440 m 3 aardgas per jaar bespaard worden door toepassing van een warmteterugwinunit (woning-systeem). Daarnaast wordt extra elektra gebruikt voor de ventilatoren.


Klimaatbeheersing

33


kosten meer Warmteterugwinunit afhankelijk van type en uitvoering ca. ƒ 1500,-.

zie ( wk: 4.2 | .1

.1

^^

minder

•• ••


Klimaatbeheersi ng

.3

.4

.b

.6

.7 T .2 .3 .4 .5 .6 .7 .8 .9 .10 .11 .12 .13 .14 .15 .16 .17

34



Klimaatbeheersing

35


4.2.1.11

Ventilatoren Samenvatting Als ventilatoren gesmoord moeten worden om het gewenste toerental te halen, gaat het rendement achteruit. Beter is het de keuze voor een ventilator goed af te stemmen op het gevraagde debiet. Eventueel kan een efficiënte toerentalregeling gebruikt worden. Onder het rendement wordt hier verstaan de hoeveelheid lucht per uur die per Watt geïnstalleerd vermogen verplaatst wordt. Het rendement van ventilatoren loopt enorm uiteen. Per m3/h-W rendementsverhoging wordt bij continue bedrijf van de ventilator 8,7 kWh per jaar bespaard. Naast het rendement is bij de ventilator van belang aan welke geluidseisen de ventilator moet voldoen en wat de verwachte levensduur van de ventilator is. Inleiding Ventilatoren worden gebruikt voor klimaatregeling maar ook voor andere doeleinden zoals de afzuiging van verbrandingsgassen. Ventilatoren worden vaak overgedimensioneerd om diverse redenen. Om dan toch nog het gevraagde debiet te verkrijgen moet het toerental geregeld worden (zie optie "toerentalregeling bij ventilatoren"). Beter is het de ventilator te kiezen op basis van het gevraagde debiet. Gangbaar component Ventilatoren worden vaak overgedimensioneerd, het debiet wordt dan geregeld door middel van smoren of door middel van een toerentalregeling. Energiezuinig alternatief Een op het gevraagde debiet afgestemde ventilator met een hoog rendement. Het door de ventilator te leveren vermogen wordt bepaald door een aantal zaken: • het gevraagde debiet, • drukverliezen in leidingen door wrijving, • drukverliezen in leidingen door plaatselijke weerstanden. Voor het gevraagde debiet kan in een kantoorsituatie uitgegaan worden van een verversing van 35 m3 verse buitenlucht per uur per persoon. Om drukverliezen van leidingen te reduceren moet er voor gezorgd worden dat de luchtstroming in de kanalen niet turbulent wordt, de diameter van de kanalen moet dus goed afgestemd worden op het debiet. Drukverlies door plaatselijke weerstanden ontstaat door in de leidingen opgenomen apparatuur en door de speciale hulpstukken zoals aftakkingen en doorsnedeveranderingen. Vaak worden speciaal dempers in de kanalen opgenomen om overschrijding van de


Klimaatbeheersing

36


geluidsnorm te vermijden, overwogen moet worden door dimensionering van de kanalen de geluidsproduktie in de hand te houden. Er ontstaat ook drukverlies door de uitblaasroosters. De door hulpstukken ontstane drukverliezen zijn te halen uit de documentatie van de fabrikant. Aan de hand van de bepaling van de veldgrootte van het leidingnetwerk en de totale drukverliezen, kan het benodigde vermogen voor de ventilatoren bepaald worden. Energiebesparing Het rendement van ventilatoren schommelt tussen de 5 m 3 /h-W en 20 m 3 /h-W. Bij een debiet van ca. 300 m 3 /uur gedurende een heel jaar kan de keuze voor een efficiëntere ventilator in het meest extreme geval dus 390 kWh per jaar aan besparing op leveren. kosten meer

zie ook: .1 .1 •F

:

si

Een efficiëntere ventilator hoeft niet duurder te zijn. minder

•

.4

7

.6 • : - • •

•

=f .2 .3 .4 .5 .6 .7 .8 .9 .10 .11 .12 .13 .14 .15 .16 .17

LITERATUUR [1]

ISSO publ. 17 deel I, Kwaliteitseisen voor metalen luchtbehandelingskanalen, thermische en akoestische isolatiesystemen deel II, Luchtkanalen, drukverlies-, thermische- en akoestische berekening, ISSO, Rotterdam 1993


Klimaatbeheersing

37


4.2.1.12

Toerentalregeling bij ventilatoren Samenvatting Elektrische toerenregeling maakt bij ventilatoren vaak een energiebesparing van 30% mogelijk. De hogere investeringskosten worden bij ventilatoren die permanent draaien gemiddeld binnen 1,5 a 2 jaar terugverdiend. Inleiding Ventilatoren worden in het algemeen overgedimensioneerd. Hiervoor bestaan meerdere redenen: - het is onmogelijk om bij het ontwerp van een beluchtingsinstallatie het benodigde ventilatorvermogen van te voren nauwkeurig te bepalen. Bij het ontwerp wordt een marge aangehouden om met de ventilator aan de veilige kant te zitten, - ventilatoren zijn standaardprodukten die met een diskrete stappengrootte geleverd worden. Er wordt altijd voor het eerstvolgende grotere model gekozen, - bij het ontwerp van beluchtingsinstallaties wordt rekening gehouden met een latere verhoging van het benodigde vermogen (verhoging van de weerstand door vervuiling, uitbreiding van het net). Als gevolg van deze overdimensionering is het in de praktijk noodzakelijk om het debiet te verminderen. Gangbaar component Het debiet van ventilatoren wordt vaak geregeld door perskleppen. Hierdoor verhoogd men de weerstand van het luchtkanaal. In feite wordt het rendement van de totale installatie verminderd. Het opgenomen mechanisch vermogen blijft hoog (zie Afbeelding 7). Minder gebruikelijke opties voor debietreductie zijn het geven van rotatie aan de volumestroom aan de inlaat (inlet-vane regeling) en verstelling van de ventilatorschoepen. Deze regelopties zijn efficiënter dan perskleppen maar betekenen een gecompliceerde mechanische constructie met als gevolg meer onderhoud. Alternatief Uit energetisch oogpunt is de elektrische regeling van het toerental van de aandrijvende motor de meest aantrekkelijke methode om het debiet van ventilatoren aan de situatie aan te passen (zie Afbeelding 8). Het rendement van de motor-ventilatorcombinatie blijft bij elektrische toerentalregeling nagenoeg constant. Het opgenomen vermogen van een ventilator vermindert met de derde macht van het toerental. Reductie van het toerental met 10% betekent meer dan 25% vermogensreductie.


Klimaatbeheersing

38


Voor toerentalregeling komen frequentieomvormers maar ook thyristor-spanningsregelaars in aanmerking.

drukverschil [Pa] ventilatorkromme

lastkromme /

vermogen: 1-FItfl klep open 2. I H H met persklep

debiet [m/s]

Afbeelding kleppen

7

Debietregeling

met

pers-

drukverschil '

' * ventilatorkromme lastkromme

vermogen:

1 • IW:'A nominaal toerental 2 . 5 J g verminderd toerental debiet [rr?/s]

Afbeelding 8 Debietregeling met toerentalreductie

Energiebesparing Het opgenomen vermogen bij elektrische toerenregeling met frequentieomzetters daalt t.o.v. andere regelmethoden het sterkst (zie Afbeelding 9). De energiebesparing is uiteraard afhankelijk van de draaitijd en het lastverloop van de ventilator. De grootste besparingen worden bereikt als er sprake is van lange draaitijden met een groot aandeel deellasturen met elektrische toerenregeling.


Klimaatbeheersing

39


•enogen in

t

100 —

InM-vraiagaUng Mtpixnfgggllng

10

20

30

40

50

CO

70

80

90 100 debiet In

%

Afbeelding 9 Opgenomen vermogen als functie van het debiet voor enkele systemen kosten meer

zie cjok:

4.2 .1 1

.3 .4

.i?

.6

7 .i

Frequentieomzetter

.2 .3 .4 .5 .6 .7 .8 .9 .10 .11 .12 .13 .14 .15 .16 .17

minder Minder onderhoud door geringere slijtage.

Voorbeeld Een ventilator voor de beluchting van een bedieningsgebouw draait het hele jaar (8760 uur per jaar). De ventilator wordt aangedreven door een motor van 0.5 kW. Het vermogen werd bij het ontwerp bepaald op basis van 115% van het nominale debiet. Reductie van het toerental met een frequentieomzetter levert een energiebesparing van ruim 30% (1400 kWh per jaar) op. De terugverdientijd van een kleine frequentieomvormer van ƒ 1000,- is bij een kWh-prijs van ƒ 0.25 minder dan 3 jaar. Opmerking Voor pompen gelden vergelijkbare uitspraken.


Klimaatbeheersing

40



Klimaatbeheersing

41


4.2.1.13

Optimaliserende ruimtetemperatuurregeling Samenvatting Met een optimaliserende ruimtetemperatuurregeling wordt naar een economisch energieverbruik gestreefd bij een comfortabele ruimtetemperatuur gedurende bedrijfstijden. De besparing is in de orde van grootte van 10% t.o.v. een eenvoudige regelaar. Inleiding Een ruimtetemperatuurregelaar verzorgt de aansturing van de ketel op basis van externe variabelen. Bij eenvoudige regelaars wordt alleen de binnentemperatuur gebruikt als stuursignaal. Uitgebreide regelaars kunnen meerdere groepen aansturen op grond van vele variabelen zoals bijvoorbeeld de buitentemperatuur of de retourwatertemperatuur. Gangbaar Indien er in de verwarmingsinstallatie gebruik gemaakt wordt van een gas- of oliegestookte CV-ketel wordt deze meestal gestuurd door een ruimtethermostaat die zich in de bedieningsruimte bevindt. Deze thermostaat zorgt voor een constante ruimtetemperatuur. Vaak zal ook een nachtverlaging ingesteld kunnen worden. Alternatief Er kan gebruik gemaakt worden van een regeling die meer functies heeft dan alleen het regelen van de binnentemperatuur. De installatie zal minder energie gebruiken als deze tevens weersafhankelijk geregeld kan worden. Ook het toepassen van een 'adaptieve' zelflerende regeling kan het energieverbruik verminderen. 1) Een weersafhankelijke regeling maakt de aanvoertemperatuur afhankelijk van de buitentemperatuur. Bij een hoge buitentemperatuur kan de aanvoertemperatuur laag zijn terwijl de radiatoren toch voldoende vermogen leveren. De afhankelijkheid tussen de twee temperaturen wordt bepaald door een in te stellen stooklijn. De regeling werkt met name besparend indien tevens gebruik gemaakt wordt van een HR-ketel. Deze ketel heeft een hoog rendement indien de retourtemperatuur van het CV-water een groot deel van de bedrijfstijd lager dan 55°C is. 2) Onder een 'adaptieve' regeling wordt verstaan een regeling die zelflerend is. Vaak kan zowel de stooklijn als de duur van aanwarm- en afkoelbedrijf adaptief ingesteld worden. Bij een adaptieve stooklijn registreert de regeling zelf of de gewenste ruimtetemperatuur gehaald worden bij een bepaalde combinatie van buitentemperatuur en aanvoertemperatuur. Door een zelflerend terugkoppelmechanisme wordt de stooklijn zo gunstig mogelijk ingesteld. Dit proces vindt continue plaats.


Klimaatbeheersing

42


Ook kan de regeling zelf uitrekenen wat de duur moet zijn van het aanwarm- en afkoelbedrijf. Dit wordt gedaan aan de hand van de gemeten ruimte- en buitentemperatuur en de traagheid van het gebouw. Deze traagheid registreert de regeling zelf door historisch de respons te meten van de ruimtetemperatuur op de buitentemperatuur en het aangeboden vermogen. Zodoende is de regeling in staat om nauwkeurig uit te rekenen wanneer gestart moet worden met opwarmen om bij het begin van de bedrijfstijd de gewenste ruimtetemperatuur te bereiken. Opmerking: Indien het bedieningsgebouw continue in bedrijf is, zal er geen gebruik gemaakt worden van nachtverlaging en aanwarmtijden. Een adaptieve regeling is in dit geval niet nodig. Energiebesparing De meeste energiebesparing wordt bereikt met een weersafhankelijke adaptieve regeling. Deze komt met name tot zijn recht als tevens gebruik gemaakt wordt van thermostatische radiatorventielen. De hoogte van de besparing zal in de orde liggen van 10% van het energieverbruik voor verwarming. binnen temp. 2114

6

bedrijfs tijd verwarming

Uit

uit

i é 1<

8

aan aan

uit uit

Afbeelding 10 Temperatuurverloop in en buiten bedrijfstijd.


Klimaatbeheersing

43


kosten meer Meerkosten regeling

zie ook: 4.2

.1

.2

•1


•• ••


Klimaatbeheersing

:i

A

.b

.6 ,i

.2 .3 .4 .5 .6 .7 .8 .9 .10 .11 .12 .13 .14 .15 .16 .17

44



Klimaatbeheersing

45


4.2.1.14

Thermostatische radiatorventielen Samenvatting In ruimtes zonder ruimtetemperatuurregeling besparen thermostatisch geregelde afsluiters energie. Met name is dit het geval indien de gewenste temperatuur lager is dan in andere vertrekken van het gebouw die gebruik maken van dezelfde ketel. Inleiding Radiatorventielen worden gebruikt voor de regeling van een radiator in een ruimte. Het type ventiel dient afgestemd te zijn op de ruimtetemperatuurregeling. Gangbaar Radiatorventielen komen voor in handbediende uitvoering en thermostatisch afsluitbare uitvoering. In vertrekken waar handbediende radiatorventielen aanwezig zijn, maar geen ruimtethermostaat is aangesloten, wordt de warmtelevering uitsluitend bepaald door instelling van de afsluiter en de warmtelevering door de ketel. In de praktijk staan deze radiatoren vaak warmte te leveren terwijl dit niet altijd nodig is. Bijvoorbeeld is dit het geval in een ruimte waarin tevens andere warmtebronnen aanwezig zijn die niet continue aan staan. Alternatief Thermostatische radiatorventielen regelen de temperatuur in een ruimte waarin geen ruimtethermostaat aanwezig is. Naast meer comfort voor de gebruikers hebben deze ventielen als voordeel dat de ruimtetemperatuur niet hoger wordt dan gewenst. Met name in vertrekken waar een minimumtemperatuur gehandhaafd moet worden, zoals trappenhuis, toilet of installatieruimtes, werken thermostatische radiatorkranen besparend. Deze kranen kunnen uitstekend gecombineerd worden met een ruimtethermostaat in de bedieningsruimte (zie ook optie optimaliserende regeling). Ook zijn er thermostatische radiatorventielen verkrijgbaar die tevens zijn uitgerust met een tijdschakelaar, zodat nachtverlaging toegepast kan worden. Energiebesparing De besparing van thermostatische regeling hangt sterk af van de toepassing. In vertrekken zonder ruimtethermostaat en- waarin een lage temperatuur gewenst is, is de investering rendabel.


Klimaatbeheersing

46


kosten meer Extra kosten thermostatisch geregeld radiatorventiel.

zie ook: 4.2 .1 .1 :i

•i


WÊÊ


Klimaatbeheersing

.4

.b

.6

u

=T .2 .3 .4 .5 .6 .7 .8 .9 .10 .11 .12 .13 .14 .15 .16 17

47


4.2.1.15

HR-ketel Samenvatting Bij gasgestookte installaties wordt met een HR-ketel 5% tot 10% op het aardgasverbruik voor ruimteverwarming bespaard ten opzichte van een VR-ketel. Inleiding De ruirnteverwarmingsinstallatie zet elektriciteit of brandstof om in warmte. Elektriciteit als energiebron moet zoveel mogelijk voorkomen worden aangezien het een zeer inefficiënte methode is om warmte te maken. In het algemeen is de energieomzetting van brandstof in een ketel gunstiger. Veel voorkomende brandstoffen zijn huisbrandolie of aardgas. Gangbaar component Er zijn diverse soorten verwarmingsketels. De keuze wordt voornamelijk bepaald door het gevraagde vermogen en de aanwezige brandstof. Indien aardgas aanwezig is, is dit de meest goedkope brandstof. Veel voorkomende grote ketels (tot 1250 kW) zijn van het type VR (verbeterd rendement) en hebben gietijzeren leden en een atmosferische brander. Het waterzijdig rendement is circa 82%. Kleinere ketels komen vaak voor in gaswanduitvoering (tot circa 45 kW). Energiezuinig alternatief Indien aardgas als brandstof gebruikt wordt, is een Hoog-Rendement (HR) ketel te gebruiken. Bij een HR-ketel wordt de latente warmte uit de waterdamp in rookgassen benut voor de voorverwarming van het retourwater uit de radiatoren. Daartoe is een extra warmtewisselaar in het rookgaskanaal van de HR-ketel geplaatst. Een HR-ketel kan een gebruiksrendement van meer dan 90% halen. Het hoge waterzijdige rendement van een HR-ketel wordt alleen gehaald indien er inderdaad condensatie plaatsvindt van waterdamp op de warmtewisselaar. Dit stelt eisen aan de retourtemperatuur van de verwarmingsinstallatie. Deze moet kleiner zijn dan circa 55°C. Een verwarmingsinstallatie waarbij gebruik gemaakt wordt van een HR-ketel dient hierop afgestemd te zijn. Bijvoorbeeld een weersafhankelijke regeling met een zo laag mogelijk ingestelde stooklijn is een goede aansturing van een HR-ketel. Ook bij een verwarmingsysteem dat geschikt is voor lage temperaturen (vloerverwarming, stralingspanelen) kan met een HR-ketel een energiezuinige resultaat bereikt worden.


Klimaatbeheersing

48


Energiebesparing Met een HR-ketel kan tot 10% van het aardgasverbruik voor ruimteverwarming bespaard worden ten opzichte van een VR-ketel.

verbrandingsgassen

CV—aanvoer

X 3

brander

CV-retour

\

Afbeelding 11 Principe-werking HR-ketel

kosten meer

zie ook: 4:1 .1 .2

:i

A

.b

.6

.V T

Meerkosten /15,=/kW (1000 kWsysteem) tot /60,= per kW (100 kW-systeem). Onderhoud bij HR-ketel is intensiever.

.6

minder

.8

Energiekosten

.10

.2 .3 .4 .5 .7 .9 .11 .12

••

.13 .14 .15 16 17


Klimaatbeheersing

49


4.2.1.16

Warmtepomp Samenvatting Bij gebouwen met een elektrisch verwarmingssysteem bespaart een warmtepomp circa 40% op de elektriciteitskosten. Voorwaarde is dat de warmtepomp veel bedrijfsuren moet maken en niet te groot wordt gedimensioneerd. Inleiding Ingeval geen aardgas of huisbrandolie aanwezig is, zal het verwarmen van een gebouw of ruimte vaak plaats vinden met een elektrische voeding. Dit is een kostbare wijze van verwarmen die bovendien relatief veel energie verbuikt. Doordat in de elektriciteitscentrale brandstof eerst omgezet moet worden in elektriciteit en vervolgens getransporteerd moet worden is het uiteindelijk rendement van de verwarming circa 35%. Gangbaar component De elektrische verwarmingsapparaten zijn onder te verdelen in: - Stralingsverwarming Hoge-temperatuurstralers met diverse stralingselementen worden vaak toegepast in hoge ruimtes. Lage temperatuurstralers met bijvoorbeeld water of olie als overdrachtsmedium komen voor in de vorm van radiatoren of stralingspanelen aan het plafond. - Luchtverwarming Bij luchtverwarmingssystemen zijn de elektrische elementen in een luchtstroom geplaatst. De lucht kan ook verwarmd worden via een medium b.v. bij een electrische boiler. De luchtstroom zorgt voor de verplaatsing van de warmte naar de gewenste plek. Alternatief Een warmtepomp brengt warmte van een laag temperatuurniveau naar een hoger niveau. Er zijn diverse typen warmtepompen, maar de meest voorkomende zijn de compressoren de absorptie-warmtepomp. In die gevallen waar alleen elektrische voeding aanwezig is moet gebruik gemaakt worden van een compressor-warmtepomp.


Klimaatbeheersing

50


1

warmte afgifte

condensor

smoor— ventiel druk verdamper

T

warmte opname

Afbeelding 12 Compressor-warmtepomp.

De warmtepomp is opgebouwd uit een compressor, een condensor, een verdamper en een smoorventiel. Bij de verdamper wordt de warmte uit het laag-temperatuurreservoir opgenomen en bij de condensor op een hoog temperatuurniveau afgestaan. De ruimteverwarming staat in verbinding met de condensor. Mogelijke bronnen van warmtelevering zijn: - buitenlucht, - afvoerventilatielucht - oppervlaktewater, - grondwater, - bodem, - restwarmte van een ander proces. De dimensionering van het systeem hangt van allerlei factoren af, zoals de jaarbelastingkromme, de temperatuurniveau's, het aantal bedrijfsuren, de warmteleverende bron, mogelijke bijverwarming, mogelijkheid tot warmtebuffering etc. Warmtepompen zijn goed te combineren met lage-temperatuur stralingspanelen als verwarmingslichaam. Indien er in de zomer een koelvraag is kan dezelfde warmtepomp als koelmachine fungeren (bivalente warmtepomp). Warmtepompen zijn in diverse maten verkrijgbaar. De systemen variëren van kleine units met een vermogen van circa 10 kW tot grote van meer dan 500 kW. Energiebesparing Het rendement van een warmtepomp wordt uitgedrukt in de COP, de Coëfficiënt Of Performance. Dit getal geeft de verhouding tussen de benodige elektrische energie en de geleverde warmte. Veel


Klimaatbeheersing

51


voorkomende waarden van de COP zijn 2 tot 4. Hiermee is een warmtepomp dus circa 200 tot 400% efficiënter dan een elektrische ruimteverwarming. De energiebesparing bedraagt 50 tot 75%. Kosten Een zorgvuldige afweging van de systeemopzet is noodzakelijk om tot een rendabele investering te komen. De rentabiliteit wordt in hoofdzaak bepaald door het aantal bedrijfsuren dat deze maakt. Als vuistregel dient een minimum van 3000 uren aangehouden te worden. Indien de warmtepomp in de zomer gebruikt kan worden voor koeling, wordt de rentabiliteit van de investering gunstiger. Voorbeeld In het voorbeeld van de referentie-bedienpost wordt 12.000 kWh voor verwarming gebruikt indien deze elektrisch verwarmd zou worden. Een kleine warmtepomp-unit van 20 kW met een dekkingspercentage van 60% en een COP van 3 bespaart circa 5000 kWh per jaar.


Klimaatbeheersing

52


kosten meer In het algemeen kan gesteld worden dat warmtepompsystemen die gebruikt worden ter vervanging van elektrische verwarming en niet te groot worden gedimensioneerd rendabel zijn.

zie ook: il .1 1

•1


A

.S

.6

'J TT .2 .3 .4 .5 .6 .7 .8 .9 .10 .11 .12 .13 .14 .15 .16 .17

LITERATUUR [1]

J. Oldegarm, Rekenstudie over de toepassing van warmtepompen en warmte/kracht koppeling in utiliteitsgebouwen. TPD, 1984.

[2]

H.J.M. Knipscheer, Optimale regeling voor warmtepompsystemen, Klimaatbeheersing 13-9 (1984).

[3]

H.J.M. Knipscheer, Ervaringen, ontwerpregels, hydraulische inpassing en ontwikkelingstendensen van warmtepompen, Klimaatbeheersing 19-11 (1990).

[4]

H.J.M. Knipscheer, Evaluatieprojecten Warmtepomp Nederland B.V. (1990)


Klimaatbeheersing

53


4.2.1.17

Doorstroomverwarming tapwater Samenvatting Tapwaterapparaten in bedrijfskeukentjes en pantry's zijn geen grote energieverbruikers. Gebruik van doorstroomapparatuur in plaats van bijvoorbeeld de veel voorkomende elektrische close-in boilertjes levert een besparing op de stilstandsverliezen van circa 200 kWh per jaar. Inleiding In pantry's en kleine keukens is warmtapwater nodig voor huishoudelijke toepassing. Warmwater kan direct in een doorstroomtoestel gemaakt worden op het moment dat dit nodig is. Bekende doorstroomtoestellen zijn gasgeisers en combi-tap-ketels. Doorstroomtoestellen zijn uitgevoerd met een hoog vermogen (circa 20 kW) om een waterstroom van 6 liter op 60°C per minuut te kunnen leveren. Daarnaast is het ook mogelijk met een lager vermogen water te verwarmen in een voorraadtoestel. Veel voorkomende toestellen zijn gas- of elektrische boilers in diverse maten. Gangbaar In kleine keukentjes is het gangbaar om gebruik te maken van elektrische close-in boilers. Deze kunnen circa 10 liter op voorraad houden en een krachtige waterstroom leveren. Alternatief Meestal is het niet nodig om een krachtige waterstroom te leveren. In dat geval kan een doorstroomtoestel gebruikt worden. Gunstig is het gebruik van een gastoestel met een elektronische ontsteking. Indien geen gas (of andere vloeibare brandstof) aanwezig is kan er ook gebruik gemaakt worden van een elektrisch doorstroomtoestel. Bij een vermogen van meer dan 10 kW is dan wel een krachtstroomaansluiting noodzakelijk. Energiebesparing In het algemeen hebben voorraadtoestellen een hoger energieverbruik dan doorstroomtoestellen aangezien de stilstandsverliezen groter zijn. De besparing door gebruik van een doorstroomtoestel ligt in de orde van grootte van 200 kWh per jaar.


Klimaatbeheersing

54


kosten meer De kosten van een doorstroomtoestel liggen in de zelfde orde van grootte als van een voorraadtoestel. Er moet rekening gehouden worden met meerkosten van de krachtstroomaansluiting.

zte ook: 4.2 .1 .1

•

.4

.i> .6

y 1

.2


Ml


:i

Klimaatbeheersing

.3 .4 .5 .6 .7 .8 .9 .10 .11 .12 .13 .14 .15 .16 .17

55


4.2.1.18

Energiezuinige koelkast Samenvatting Koelkasten in bedrijfsgebouwen zijn weliswaar geen grote energieverbruikers, maar kunnen zonder meerkosten in energiezuinige uitvoering worden aangeschaft. De besparing bedraagt 250 kWh per jaar. Inleiding In bedrijfsgebouwen worden koelkasten gebruikt voor huishoudelijke toepassingen, zoals het koelen van etenswaren. Gangbaar Koelkasten worden meestal geplaatst zonder vooraf te bekijken aan welke eisen deze zou moeten voldoen. Veel gebruikte systemen zijn het tafelmodel met vriesvakje of de koel-vriescombinatie. Alternatief Een koelkast zonder vriesmogelijkheid gebruikt aanzienlijk minder elektriciteit dan een combinatiesysteem. In die gevallen waarin de koelkast gebruikt wordt voor het koelen van etenswaren is vaak een vriesvak overbodig. Naast de gangbare koelkasten zijn er ook koelkasten in de handel die een extra laag energieverbuik hebben, bijvoorbeeld door een extra dikke isolatiemantel of een vergroot condensor-oppervlak. Steeds meer fabriekanten leveren dit type koelkast. Overigens zijn deze koelkasten vaak ook CFK-vrij uitgevoerd. Dat wil zeggen dat er geen CFK's in de isolatiemantel zijn opgenomen en dat het koelmiddel geen CFK's bevat (echter nog wel HCFK's). De meest energiezuinige en milieuvriendelijke koelkasten zijn degene zonder vriesvak, met extra CFK-vrije isolatie en methaan als koelmiddel. Energiebesparing Gangbaar is een energieverbruik van circa 350 kWh per jaar voor een tafelmodel koelkast met vriesvakje. Er zijn een aantal merken die energiezuinige typen verkopen met een verbruik van circa 0,3 kWh per dag, 100 kWh per jaar. Binnenkort komen er typen op de markt die nog zuiniger zijn. Opmerking Bij de plaatsing en inbouw van koelkasten moet uit oogpunt van energieverbruik, gelet worden op goede ventilatiemogelijkheden.


Klimaatbeheersing

56


kosten meer De kosten van een energiezuinige koelkast hoeven niet hoger te zijn dan die van de gangbare systemen.

zie ook: 4.2 .1 .2

•

.5

.6

•V II .i

.2 .3 .4 .5 .6 .7 .8 .9 .10 .11 .12 .13 .14 .15 .16 .17



.4

Klimaatbeheersing

57



Klimaatbeheersing

58


4.2.2

Verlichting

4.2.2.1 Inleiding Daglicht Daglicht is in principe gratis en het is nagenoeg de hele dag voor handen. Gebruik dit daglicht door toepassing van bijvoorbeeld daklichten en dimregelingen op de verlichtingsinstallatie. Zorg er voor dat in een ontwerp het daglicht de werkplek goed bereikt. Verlichtingssterkte Elke functie kent zijn eigen optimale verlichtingssterkte. Ten behoeve van een efficiënte verlichting moet de verlichtingssterkte zo goed mogelijk op de gestelde eisen afgestemd worden. Binnen één ruimte kunnen de eisen aan de verlichtingssterkte verschillen. Aan deze eisen kan op een efficiënte manier voldaan worden door zonering van de verlichting. Hoe verder een lichtbron zich van de te verlichten plek bevindt, hoe meer het licht verstrooid wordt en hoe kleiner dus de efficiëntie van die lichtbron is. De specifieke verlichtingssterkte is de verhouding van de gemiddelde verlichtingssterkte op het werkvlak en het voor de verlichting geïnstalleerde vermogen per vierkante meter. Als globale richtlijn voor kantoorsituaties kan gelden dat een installatie met een specifieke verlichtingssterkte kleiner dan hieronder is aangegeven als niet efficiënt beschouwd kan worden: • 30 lux per W/m 2 in kleine ruimten (tot ca 25 m2^ • 40 lux per W/m 2 in middelgrote ruimten (ca 25 m2 tot 50 m2) • 50 lux per W/m 2 in grote ruimten (groter dan 50 m2^ Lampsysteemrendement Het rendement van het lampsysteem wordt bepaald door een drietal factoren. Het lamprendement wordt uitgedrukt in lumen per Watt en zegt iets over de lichtopbrengst van de lamp. De meest efficiënte lamp is niet altijd geschikt voor alle doeleinden. Per type lamp kan namelijk het kleurenspectrum en de ontsteektijd van de lamp variëren. De lichtopbrengst varieert per type armatuur. Niet alleen het geinstalleerd vermogen, maar ook het armatuurrendement speelt een rol. Het armatuurrendement is de lichtstroom van het armatuur gedeeld door de lichtstroom van de lamp. Hoe beter de reflectie van de armaturen, des te hoger het armatuurrendement en des te hoger de lichtopbrengst. Daarnaast moet bij de keuze voor een armatuur altijd ook de luminantie worden betrokken i.v.m. mogelijke verblindingshinder. Het derde aspect dat het rendement van het lampsysteem bepaalt is het voorschakelapparaat bij gasontladingslampen. Een conventioneel voorschakelapparaat heeft een hoger verbruik dan een


Verlichting

59


elektronisch voorschakelapparaat. Naast de aspecten ten aanzien van het lampsysteem is de uiteindelijke functionaliteit van de verlichting ook afhankelijk van de plek van de verlichting en de aard van de ruimte waarin de verlichting geplaatst is. Dit wordt ook wel het ruimterendement genoemd. Gebruikstijd De verlichting moet alleen aan zijn als dat functioneel is. Verspilling kan voorkomen worden door bijvoorbeeld toepassing van bewegingsof aanwezigheidsdetectoren. Daarnaast zijn voorlichting en bedieningsgemak factoren die de reële gebruikstijd kunnen verkorten Naast deze aspecten van energiezuinige verlichting moet altijd gelet worden op mogelijke verblinding en weergave van het juiste kleurenspectrum. Voor meer informatie wordt verwezen naar NEN 1890 'Binnenverlichting, functionele eisen'. De waarde voor E in tabel 3 is de resulterende verlichtsterkte per Watt geïnstaleerd vermogen voor specifieke condities. Voor normale kantoorvertrekken geeft dit getal een goede indicatie. Voor afwijkende situaties moet deze waarde opnieuw berekend worden. Uit deze tabel kan globaal een besparing door het verlagen van de lichtsterkte bepaald worden door de verlaging van de verlichtingssterkte te delen door de gerealiseerde verlichtingssterkte per Watt voor die betreffende lamp. In het geval van de SOX-lamp is uitgegaan van buitentoepassing. Tabel 2 Enkele grootheden licht grootheid

eenheid

omschrijving

«D

Lichtstroom (lumen, lm) Verlichtingssterkte (lux, lx) Lichtrendement (lumen/Watt, lm/W)

Maat voor de totale hoeveelheid licht die een lichtbron per seconde uitstraalt. Maat voor de hoeveelheid licht die op een vlak valt. Maat voor de hoeveelheid licht die een lamp per Watt opgenomen elektrisch vermogen produceert. (ook specifieke lichtstroom). Maat voor de hoeveelheid licht die een lampsysteem (met armatuur, en voorschakelapparaat) per Watt opgenomen elektrisch vermogen produceert. Maat voor de helderheid van een oppervlak. De kleurweergave-kwaliteit Ra 91 100 zeer goed Ra 81 - 90 goed Ra 51 - 80 Matig Ra < 51 Slecht De kleurtemperatuur bepaalt in hoge mate het kleurklimaat van de verlichte ruimte. Licht met een lage kleurtemperatuur maakt een warmere indruk dan licht met een hoge kleurtemperatuur.

E ^lamp

^sys

L Ra

T

Lampsysteemrendement (lumen/watt, lm/W) Luminantie (cd/m2) De kleurweergaveindex

Kleurtemperatuur

(K)


Verlichting

60


Tabel 3 Eigenschappen diverse lamptypen Ra

E

lxAV

'Jiamp T < K ) (ImAV)

Gloeilampen

100 3,5-11

6-19

Halogeenlampen

100

8-14

12-25

72-98 25-53

45-95

Fluorescentielampen

Lagedruk natriumlampen SOX Hogedruk natriumlampen SON

nvt

18-45 72-193

26-80 31-71 56-128

Hogedruk kwik-lam- 39-60 20-35 pen HPL Metaalhalogeenlampen 70-90 27-47


37-57 50-86

Dimbaar

2600- De lichtstroom kan met standaard 3000 elektronische lichtregelaars geregeld worden. 2800- Hoogvolt halogeenlampen zijn 3200 dimbaar met standaard elektronische lichtregelaars (met dien verstande dat de dimmer slechts tot 75% belast mag worden, omdat de halogeencylus dan verstoord wordt). Het dimmen van laagvolt halogeenlampen is alleen mogelijk als de transformator dit toelaat. 2700- Dimbaar d.m.v. fase-aansnijding. 6500 "TL"D HF lampen zijn ook met standaard elektronische lichtregelaars te dimmen. 1800 Dimbaar tot ca 40% d.m.v. faseaansnijding. 2000- Dimbaar tot ca 40% d.m.v. fase2500 aansnijding. Ook schakelbaar met behulp van een "spaarschakeling". Deze schakelt de lamp naar aanleiding van een extern signaal op 50% van de verlichtingssterkte. Het verbruik daalt hierdoor met 40%. 3300- Dimbaar tot ca 40% d.m.v. fase4500 aansnijding. 4000- Dimbaar tot ca 40% d.m.v. fase5600 aansnijding.

Verlichting

61


LITERATUUR [1]

NEN 1890, Binnenverlichting; functionele eisen, NNI, 1991

[2]

NEN 2057, Daglichtopeningen in gebouwen, verkorte bepalingsmethode voor de equivalente daglichtoppervlakte van daglichtopeningen, NNI, 1991

[3]

ISSO res.7, Berekening daglichtbijdrage bij uurlijkse energiegebruiksberekeningen in een gebouw, ISSO, 1990

[4]

Brochurereeks 'Dat licht zo', Novem, 1994


Verlichting

62



Verlichting

63


4.2.2.2 Optimaal gebruik van daglicht Samenvatting Maak zo efficiënt mogelijk gebruik van daglicht. Besparingen zijn afhankelijk van de daglichtfactor, de vereiste verlichtingssterkte en de binnencondities. In normale gebruikssituaties geeft afbeelding 14 een indicatie van de bereikte besparing. Inleiding In het zenith is de luminantie circa drie maal zo hoog als vlak boven de horizon. Vandaar dat hoge, smalle ramen meer licht binnen laten dan brede, lage ramen. Een indicatie voor de hoeveelheid daglicht die op een bepaalde plek in een gebouw aanwezig is, geeft de daglichtfactor. Deze factor geeft de verhouding weer tussen de verlichtingssterkte in het open veld en de verlichtingssterkte op een bepaalde plek in het gebouw. Vanwege het wisselvallige karakter van het daglicht is er geen handberekeningsmethode voor concrete waarden van de verlichtingssterkte ten gevolge van daglicht in een gebouw. Gangbaar component Efficiënt gebruik van daglicht is geen ontwerpkriterium. Energiezuinig alternatief 1 Scheiden en apart beoordelen van de doorkijkfunctie van ramen en de lichtdoorlaatfunctie van ramen. Delen die alleen een lichtdoorlaatfunctie hebben kunnen beter geïsoleerd worden, bijvoorbeeld met translucente isolatiematerialen. Jaglichtlactot (%) 10-

o64 •

2-

° 0

r IL

1 2

1

punt 1 ggvBlzon» 80 % 85% 75*

3

4

5 maters

2_ punt 2 gangzonc 85 % min. 200 lux aan daglicht 1 0 % min 500 lux aan daglicht 0% min. 800 lux aan daglicht

Afbeelding 13 Zonering op basis van daglichttoetreding.


Verlichting

64


Toepassingen zijn: • hoge ramen, waarvan het bovenlicht dichtgezet kan worden met translucente isolatiematerialen. • Daklichten (ook bij kelders). Denk ook aan de mogelijkheid van de toepassing van glazen bouwstenen als een beloopbaar, lichdoorlatend dak. Dit is vooral toepasbaar bij ruimten waar weinig eisen gesteld worden aan de klimatisering vanwege de lager Rwaarde van dergelijke daglichtopeningen. In situaties waar daglicht een belangrijke bijdrage levert aan de verlichtingssterkte in het gebouw, moet de gebruiker ten alle tijden makkelijk in staat zijn het licht zelf te regelen (tenzij er gebruik wordt gemaakt van een automatische diminstallatie). Dit heeft consequenties voor het gekozen verlichtingssysteem en voor de plaatsing van schakelaars (direct en gemakkelijk door de gebruiker te bedienen). 2 Zonering van de ruimte op basis van daglichttoetreding. De daglichtfactor heeft een bepaald verloop in de ruimte op basis van de daglichtopeningen in die ruimte. De functionele indeling van een ruimte kan zodanig gekozen worden dat functies die veel licht nodig hebben op de plekken komen met een hoge daglichtfactor. Hierbij moet wel gelet worden op bijvoorbeeld de opstelling van monitoren i.v.m. reflectie. Zie afbeelding 14. De reflectiefactoren van wanden, plafond en vloer spelen een belangrijke rol bij het tot stand komen van de verlichtingssterkt in het gebouw. Hoe hoger de reflectiefactoren, hoe hoger de verlichtingssterkte in het gebouw zal zijn. Er móet echter altijd voldaan worden aan de comforteisen ten aanzien van luminantieverhoudingen. Er zijn ook allerlei (experimentele) methoden om het daglicht naar donkere plekken toe te brengen, bijvoorbeeld met behulp van reflectoren en spiegels. De mogelijkheden om dergelijke methoden toe te passen bij tunnels worden onderzocht. Energiebesparing In afbeelding 14 is het percentage overschrijding van verlichtingssterkte af te lezen als functie van de daglichtfactor. Als bijvoorbeeld op een bureau een daglichtfactor van 8 aanwezig is en de gewenste verlichtingssterkte op dit bureau 500 lux is, dan wordt deze verlichtingssterkte circa 82% van de (kantoor)tijd overschreden ten gevolge van het daglicht. Omdat er geen referentiesituatie is, kan er geen kengetal gegeven worden over de mogelijke besparing.


Verlichting

65


% 100 di glichi facto

eo

\

2

V \ \ --. \ \ \ \ \ \ \ \ \s \ \ 0

-

^

*

\

^

"--^

3 2

100 ZOO S00 400 600 600 700 BOO 900 1000 lichtsterkte door daglicht (lux)

Afbeelding 14 Ontwerphulpmiddel voor het bepalen van het percentage van de kantoortijd waarin geen kunstlicht nodig is, afhankelijk van het gewenste verlichtingsnivo en de hoogte van de daglichtfactor in het gekozen referentiepunt.

kosten meer Het gebruik van translucente isolatie materialen is nog experimenteel en kostbaar. Extra kosten door glazen bouwstenen of door extra voorzieningen aan de verlichtingsinstallatie.

zie ook: il .1 1

.6

U ~r .2 .3 .4 .5 .6 .7 .8 .9 .10 .11 .12 .13 .14 .15 .16 .17



.'i .4

Verlichting

66



Verlichting

67


4.2.2.3 Efficiënte werkplekverlichting door zonering Samenvatting Zorg voor een voldoende hoge verlichtingssterkte op werkplekken door zonering van de verlichting. De besparing is afhankelijk van de typen lampen en armaturen, de regeling van de verlichting, de reflectiefactoren van wanden, plafond en vloeren en de hoogte van de beschouwde ruimte. De besparing is globaal af te leiden uit de tabel in de inleiding. Inleiding Aan verschillende functies worden verschillende eisen ten aanzien van de verlichtingssterkte gesteld. In onderstaande tabel is aangegeven welke verlichtingssterkte bij welke taken horen. In één ruimte moet vaak voldaan worden aan zowel de eis voor loop- en oriëntaeieverlichting (50 lux) als aan de eis voor werkplekverlichting (200 a 800 lux) Tabel 4 De standaardverlichtingssterkte voor diverse toepassingen typering van de klasse aard van de verlich- subklasse taak ting

I

II

Oriëntatieverlichting (geen of slechts incidenteel gebruik van de ruimte als werkruimte).

Werkverlichting (permanent gebruik van de ruimte als werkruimte).

a

b

a

b

c

Waarnemen van grote objecten en beweging van personen. Waarnemen van zeer grove details en herkenning van personen. Waarnemen van grove details.

standaard verlichtingssterkte (lx) 50

Lezen en schrijven en vergelijkbare details en contrasten. Waarnemen van kleinere details en zwakkere contrasten dan bij II b.

voorbeelden van taken en/of ruimten

Opslagruimte Parkeergarage

100

Gang Trappenhuis

200

Grof constructiewerk Smederij (werk)magazijn Kantoor Leslokaal

400

800

Tekenkamer Fijn montagewerk

Uit NEN 1890 Binnenverlichting, functionele eisen


Verlichting

68


Gangbaar component In de gangbare situatie wordt een ruimte gelijkmatig verlicht. Dit resulteert in een onnodig hoge verlichtingssterkte ten aanzien van ruimteverlichting. Energiezuinig alternatief Pas de verlichting zoveel mogelijk aan aan het ontwerp, de functie en de indeling van een ruimte. Maak daarbij onderscheid tussen werkplekverlichting en ruimteverlichting. Hierbij moeten wel steeds de optimale luminantieverhouding (oogtaak-ondergrond-achtergrond) beschouwd worden. Door de verlichting te zoneren of in te delen in apart te schakelen groepen kan op elke plek in een ruimte de op die plek gewenste verlichtingssterkte bereikt worden. De plaatsen van de schakelaars voor de verschillende groepen kunnen beter niet direct bij elkaar liggen omdat in dat geval vaak alle groepen gelijk aangeschakeld worden. Voorbeeld 1 Een klein deel van een ruimte dient als werkplek. De verlichting kan verdeeld worden in twee groepen: Werkplekverlichting en de ruimteverlichting. Voorbeeld 2 In een lange gang (b.v. leidingtunnel) moet af en toe hier en daar gewerkt worden. Optie 1. Schakelen van de verlichting in twee groepen: een groep voor oriëntatieverlichting en een groep, of eventueel verscheidene groepen, voor de aanvullende werkplekverlichting. Optie 2. Alleen een algemene oriëntatieverlichting aanleggen, met voldoende wandcontacdozen voor plaatselijke werkplekverlichting. Voorbeeld 3 In een technische ruimte wordt alleen gewerkt aan de apparaatkasten. De algemene verlichtingssterkte van de ruimte kan oriëntatieverlichting zijn. De apparaatkasten kunnen uitgerust worden met een eigen verlichting (geschakeld met het openen van de apparaatkast). Energiebesparing In tabel 3 uit de inleiding wordt een idee verkregen van de besparingen per lux lichtniveaudaling voor de diverse lampen. Bij een daling van de verlichtingssterkte van 250 lux naar 50 lux wordt een energiebesparing bereikt van 70%. Voor een verlichting met energiezuinige HF-TL lampen komt dit neer op een daling van het geïnstalleerd vermogen van ca. 6 W/m 2 naar ca. 2 W/m . De besparing is afhankelijk van de frequentie waarmee de betreffende


Verlichting

69


ruimten gebruikt wordt. Met een gemiddeld gebruik van de ruimte van één uur per week is de besparing ca. 0,25 kWh/m2 per jaar. Bij het reduceren van elektriciteitsverbruik t.g.v. de verlichting moet altijd gekeken worden naar de volgende aspecten: 1 gebruik daglicht, 2 pas de verlichtingssterkte aan aan de functie, 3 gebruik efficiënte verlichting, 4 alle branduren moeten functioneel zijn. kosten meer Afhankelijk van het ontwerp meer bekabeling, meer schakelpunten en meer contactdozen.

zie i•)ok: 4.2 | .1 .1

.5

.6 .7 — —=

.i

.2 .3 .4 .5 .6 .7 .8 .9 .10 .11 .12 .13 .14 .15 .16 .17



.4

Verlichting

70



Verlichting

71


4.2.2.4 Aanwezigheidsdetectoren Samenvatting In ruimtes die niet vaak gebruikt worden bestaat het risico dat de verlichting lange tijd blijft branden, indien deze vergeten wordt uit te schakelen. Door toepassing van bewegingsdetectie met een lange overbruggingstijd schakelt de verlichting uit indien enige tijd geen beweging waargenomen wordt. Inleiding Kunstwerken kenmerken zich vaak door veel technische ruimtes waar apparaatkasten of apparatuur opgesteld staan. In deze ruimten wordt slechts sporadisch gewerkt. Het gevaar is dat in dergelijke ruimtes de verlichting lange tijd aan blijft staan als vergeten wordt de verlichting uit te schakelen bij het verlaten van de ruimte. Gangbaar component Normaal verlichtingssysteem. Energiezuinig alternatief Door het toepassen van bewegingsdetectoren kan voorkomen worden dat de verlichting aan blijft staan. Belangrijk is dat het werkingsgebied van de detectoren de hele ruimte beslaat. kosten meer

zie ook: 4.2 .1 1

Extra kosten bewegingsmelder: ƒ 275,- per stuk. minder

•WÊÊ •

Energiekosten


Verlichting

.3

A

.b

.6

•V||

.i .2 .3 .4 .5 .6 .7 .8 .9 .11) .11 .12 .13 .14 .15 .16 .17

72



Verlichting

73


4.2.2.5 Elektronische regeling buitenverlichting Samenvatting Elektronische regelaars passen het verlichtingsniveau continu en optimaal aan de buitencondities aan. Hierdoor wordt een energiebesparing van 20 tot 40% ten opzichte van conventionele, geschakelde verlichting bereikt. De terugverdientijd van de regelaars is meestal korter dan drie jaar. Inleiding Buitenverlichting is noodzakelijk voor de veiligheid van en rond installaties. In het algemeen wordt de verlichting daglichtafhankelijk geschakeld door lichtsensoren. In open lucht is het benodigde verlichtingsniveau hoger naarmate de omgeving donkerder wordt. Bij tunnels ligt het in verband met de plotselinge overgang van de lichte buitenlucht naar de donkere tunnelbuis omgekeerd: het benodigde verlichtingsniveau in de tunnel stijgt evenredig met de helderheid buiten. Gangbaar component Het verlichtingsniveau in tunnels en voor buitenverlichting wordt in stappen geschakeld. De verhoging naar een hoger niveau vindt altijd plaats als een drempelwaarde over- of onderschreden wordt. Als gevolg hiervan ontstaat na bijschakeling een veel hoger verlichtingsniveau dan noodzakelijk. Omdat vaak schakelen voor de levensduur van de gebruikelijke lampen schadelijk is blijft een hoog verlichtingsniveau ook gehandhaaft als door veranderde buitencondities (bewolking) tijdelijk een lager verlichtingsniveau mogelijk zou zijn. De lichtopbrengst van lampen daalt in het verloop van hun levensduur. Om voor dit lichtverlies te compenseren wordt bij het ontwerp een hoger vermogen geplaatst dan voor het bereiken van het verlichtingsniveau nodig is. Veroudering is een langzaam proces. Verlichtingsinstallaties leveren daarom de eerste maanden of zelfs jaren een onnodig hoge lichtstroom. Deze verhoogde opbrengst betekent extra energieverbruik. Alternatief Elektronische regelaars maken het mogelijk het verlichtingsniveau continu en optimaal aan de omgevingscondities aan te passen. Er worden elektronische regelaars aangeboden die universeel toepasbaar, d.w.z. voor elk type lamp geschikt zijn. Het rendement van de regelaar zelf is zeer hoog. De door de regelaar geproduceerde netverontreiniging wordt door speciale sturingstechnieken geminimaliseerd. Overgedimensioneerde verlichtingsinstallaties kunnen vanaf de dag van in bedrijfstelling optimaal aangestuurd worden. Door de lampen in het begin met enkele procenten te dimmen wordt een marge


Verlichting

74


aangehouden waarmee op een later moment voor veroudering gecompenseerd kan worden. Het energieverbruik van een nieuwe installatie met regelaars zal hierdoor aanzienlijk lager zijn dan bij een conventionele d.w.z. geschakelde verlichtingsinstallatie. Een bijkomend voordeel van de regelaars is dat in het algemeen de levensduur van de lampen toeneemt. Fabrikanten noemen een levensduurverlenging van 50 tot 400%, afhankelijk van het type lamp. Hierdoor worden de kosten voor onderhoud drastisch gereduceerd. Energiebesparing In het buitenland zijn al tientallen projecten met lichtregelaars uitgevoerd. De energiebesparing bij buitenverlichting ligt in de meeste gevallen tussen 20 en 40%. De terugverdientijd is door deze aanzienlijke besparingen vaak minder dan 3 jaar. kosten meer

zie ook: il .1 1

•i

Aanschaf regelaar ƒ 380 tot 650 per kVA geregeld vermogen. minder

•• ••

25 tot 75% minder lampen i.v.m. langere levensduur Energiekosten


Verlichting

:A A

.b .6

7

I

.i

.2 .3 .4 .5 .6 .7 .8 .9 .10 .11 .12 .13 .14 .15 .16 .17

75


Voorbeeld Tabel 5 : Verlichtingsinstallatie onder de Noord vermogen [kW] 88.2 79.8 71.5 36.0 28.0 16.0

niveau 300% 200% 100% 50% 33% 16%

Tunnel

bedrijfstijd <0.1% 0.7% 23.3% 19.1%

8.7% 48.3%

bron: 'Energieverbruik van tunnels', Bouwdienst RWS / ECOFYS, 1994

De verlichtingsinstallatie voor de verkeersbuizen van de Tunnel onder de Noord omvat zes verlichtingsniveau's die met behulp van lichtsensoren gestuurd worden. De gemiddelde bedrijfstijd en het bijhorende vermogen van de verschillende niveau's toont tabel 5. Het jaarverbruik van de verlichtingsinstallatie bedraagt ca. 300.000 kWh. Een elektronische regelaar staat een geleidelijke aanpassing van het verlichtingsniveau aan de omgevingscondities toe. De hierdoor bereikbare besparing komt overeen met het oppervlak tussen de twee lijnen. Het besparingspotentieel bedraagt jaarlijks 45.000 kWh oftewel 16% van het jaarverbruik. Opmerking De elektronische regelaars zijn uiteraard ook geschikt voor de regeling van het verlichtingsniveau in gebouwen. De bereikbare energiebesparing ligt ook hier in de orde van grootte van 20% a 40%.

—conmnUonM met ragellnfl

«:00

12:00

15:00

18:00

21:00

0:00

Afbeelding 15: gemiddeld patroon energieverbruik Tunnel onder de Noord


Verlichting

76



Verlichting

77


4.2.2.6 Terreinverlichting met daglicht/bewegingsdetectoren Samenvatting De terreinverlichting wordt normaal geschakeld met behulp van schemerschakelaars. Indien de terreinverlichting ook geschakeld wordt op beweging kan er een besparing worden bereikt van ca. 2,0 kWh/m terreinoppervlak per jaar. Inleiding Buitenverlichting kan diverse functies hebben: Oriëntatie, herkenning, werken, parkeren, sociale veiligheid, beveiliging en decoratieve verlichting. Vaak wordt buitenverlichting geschakeld met behulp van een schemerschakelaar. In sommige gevallen kan de verlichting ook op beweging geschakeld worden. Er kan dan onderscheid gemaakt worden tussen die gevallen dat de verlichting voor korte tijd aangeschakeld is (b.v. afschrikfunctie) en die gevallen dat de verlichting voor langere tijd ingeschakeld moet zijn. De acceptabele verlichtingssterkte voor terreinen is afhankelijk van de functie van de terreinverlichting. In veel gevallen voldoet een verlichtingssterkte van 5 lux. gangbaar component Inschakelen van de terreinverlichting met behulp van schemerschakelaars. In donkere perioden is het gehele terrein continue verlicht. De verlichting vindt meestal plaats met SOXlampen. Alternatief Inschakelen van de terreinverlichting met behulp van daglicht/bewegingsdetectoren. Het nadeel hierbij is dat de lampen sneller moeten reageren. Dit maakt de gangbare SOX-lampen minder geschikt voor toepassing met daglicht/bewegingsdetectie. Deze lampen hebben een opstarttijd van circa 7 minuten. De toe te passen lamp is afhankelijk van de verwachte brandtijd van de terreinverlichting. Voor zeer korte brandtijden is de gloeilamp een uitstekende optie. Voor langere brandtijden kunnen gasontladingslampen gebruikt worden. Naast het schakelen tussen aan en uit, kan er ook geschakeld worden tussen twee verlichtingssterktes. De drempelwaarden en de mogelijkheid om de schemerschakelaar in te stellen zijn bepalend voor de uiteindelijk te bereiken energiebesparing.


Verlichting

78


Energiebesparing De besparing wordt bereikt door het terugdringen van het aantal branduren. Normaal brandt de terreinverlichting ca. 4000 uur per jaar. Het gaat dan om een elektriciteitsverbruik van ca. 6 kWh/m2 per jaar. De besparing die bereikt kan worden met behulp van een licht/bewegingsdetector is afhankelijk van het gebruik van het terrein, maar wordt geschat op min. 2,0 kWh/m2. kosten meer

zie ook: 4.2 .1 .2

•1

kosten bewegingsdetectoren: ƒ 275,kosten lichtmeetcellen: ƒ 150,minder

••

Energiekosten


.3 .4

.b .6

.V -J .2 .3 .4 .5 .6 .7 .8 .9 .10 .11 .12 .13 .14 .15 .16 .17

Verlichting

79


4.2.2.7 Vluchtwegverlichting in tunnelbuizen Door de vluchtwegverlichting bij vluchtroutes in tunnels te schakelen op aanwezigheidsdetectie en het openen van de toegangsdeuren kan een jaarlijkse besparing bereikt worden van ca. 3 kWh/m 2 vluchtroute per jaar. Inleiding In de vluchtroutes in sommige tunnels (type A, lang) wordt de verlichtingssterkte in vluchtroutes continu op het niveau van de noodverlichting gehouden. Volgens NEN 1890 is dit niveau 1 lux. De achtergrondgedachte hierbij is dat in noodgevallen direct de benodigde verlichtingssterkte aanwezig is. De vluchtroute wordt ook gebruikt als leiding-tunnel. In die hoedanigheid worden aan de verlichtingssterkte de normale eisen gesteld ten aanzien van oriëntieverlichting en werkplekverlichting. De verlichting die nodig is bij werkzaamheden kan normaal (eventueel gezoneerd) geschakeld worden. Gangbaar component Continu brandend noodverlichtingssysteem aangevuld met apart te schakelen oriëntatie-verlichting. Alternatief Het schakelen van de vluchtwegverlichting op het openen van de toegangsdeuren samen met aanwezigheidsdetectie. De verlichting hoeft dus niet continu te branden. Dit verlichtingssysteem kan aangevuld worden met normale orientatieverlichting en werkplekverlichting, hierbij de optie "Efficiënte werkplekverlichting door zonering" in acht nemende. Energiebesparing Circa 3kWh/m2<jaar.


Verlichting

80


kosten meer

zie ook: A.'l .1 2

•

Kosten: Bewegingsdetectie ƒ 275,per bewegingsmelder, verder extra kosten door complexere installatie.

h

.6

y •

L

.2

•• ••



.4

Verlichting

.3 .4 .5 .6 .7 .8 .9 .10 .11 .12 .13 .14 .15 .16 .17

81


4.2.2.8 Lichtgevoelige camera's Samenvatting Door het gebruik van extra lichtgevoelige camera's, in het bijzonder gecombineerd met regeling van buitenverlichting (zie optie regeling buitenverlichting) kan het verbruik van terreinverlichting ten behoeve van deze camera's met ca. 40% dalen. Per m2 terrein komt dit neer op een besparing van 1 kWh per m 2 terrein per jaar. Inleiding De op het terrein benodigde verlichtingssterkte bij toepassing van camera's wordt bepaald door de volgende factoren: • Afmetingen van objecten die waargenomen moeten worden. • De snelheid van objecten. • Het contrast van objecten ten opzicht van zijn omgeving. • Keuze tussen direct waarnemen (licht object tegen een donkere achtergrond) of indirect waanemen (donker object tegen een lichte achtergrond). • De soort lichtbron (een camera is gevoeliger voor het infra-rode stralingsgebied dan het menselijk oog). • De reflectiefactor van het hele beeld. • De lichtgevoeligheid van de camera. • De gevoeligheid van het gebruikte objectief. De laatste twee aspecten hebben te maken met de keuze voor de camera. De kwaliteit en de instelling van de monitor zijn ook van invloed op het uiteindelijke resultaat. Tevens dient men rekening te houden met het niveau van de verlichting in de ruimte waar de monitor geplaatst is. Een installatie met regelbare verlichtingssterkte is ideaal. Verder is het van belang spiegelingen in de monitor te vermijden door gebruik te maken van armaturen met een voldoende lage luminantie. Gangbaar component Camera's met een lichtgevoeligheid van 0,25 lux. Dit houdt in dat op het terrein een minimale verlichtingssterkte aanwezig moet zijn van 4 lux. De ontwerp-verlichtingssterkte is doorgaans echter hoger bijvoorbeeld vanwege veroudering van armaturen. De ontwerpverlichtingssterkte ligt op maximaal 10 lux. Energiezuinig alternatief Camera met lichtgevoeligheid van 0,12 lux, een lens met een lichtgevoeligheid F = 1:1,3 en een gemiddelde reflectie van het terrein van 40%. Met deze gegevens is op het terrein een berekend verlichtingsniveau van 2 lux voldoende voor camera-observatie. Voor de berekening van energiebesparing wordt uitgegaan van een verlichtingssterkte van 4 lux (of ca 0,3 cd/m 2 ). Het continu aanpassen van het verlichtingsniveau kan gerealiseerd worden met


Verlichting

82


een regeling van de buitenverlichting op basis van fase-aansnijding, (zie hiervoor optie 'regeling buitenverlichting'). Naast de lichtgevoeligheid van de camera is de lichtgevoeligheid van het objectief van belang. Globaal kan gesteld worden dat voor elke diafragma-stap twee keer zoveel licht nodig is. Het loont dus een goed objectief te nemen als ook het verlichtingsniveau daar aan aangepast wordt. Energiebesparing Bij gebruik van een zeer lichtgevoelige camera is slechts een laag verlichtingsnivo nodig. Het afstemmen van de verlichting op dit verlichtingsnivo kan leiden tot een energiebesparing van ca 40%. Concreet is dat ongeveer 1 kWh per m 2 per jaar. kosten meer

zie ook: LI .1 .2 | .3 =JL-T

Camera met hoge lichtgevoeligheid totaal ca. ƒ3000,-.

.S

.6

.7 =f .2

minder

••

•1


.4 — —-

Verlichting

.3 .4 .5 .6 .7 .8 .9 .10 .11 .12 .13 .14 .15 .16 .17

83



Verlichting

84


4.2.3

Signalering en beveiliging

4.2.3.1 Inleiding Functiegroepen voor signalering, beseining en/of beveiliging voorzien gebruikers en bedieningspersoneel van informatie en moeten hen ondersteunen in het nemen van beslissingen. Op die manier dragen deze functiegroepen bij aan de algemene veiligheid, maar ze zijn ook een voorwaarde voor efficiënt gebruik van een installatie, onder andere in energetische zin. Dimensionering De dimensionering van dergelijke functiegroepen gebeurt vanuit de informatiebehoefte die gebruikers en bedieningspersoneel hebben. Aard en omvang van de informatiebehoefte zijn afhankelijk van de taak van de personen maar ook van de status van de installatie. Een uitgangspunt voor de dimensionering van signalerings- en beveiligingsinstallaties is: doe het nodige, maar niet het mogelijke. Een beperking van het informatieaanbod is met name in storingssituaties van essentieel belang. Vermogen Vergeleken met andere componenten binnen een installatie zoals motoren en pompen hebben voorzieningen voor signalering en beveiliging een laag aansluitvermogen. Hierdoor wordt het energieverbruik van dergelijke voorzieningen vaak van ondergeschikt belang geacht. Gebruiksduur Voor signalering en beveiliging wordt echter uitgegaan van een beschikbaarheid van 100%. Dat wil zeggen dat de groepen 8760 uren per jaar elektriciteit consumeren. Hierdoor leiden ook kleine vermogens tot een aanzienlijk elektriciteitsverbruik. Of andersom: ook een kleine vermogensreductie bij het ontwerp vindt zijn weerslag in een wezenlijke vermindering van het energieverbruik van de functiegroep. Ontwerprichtlijnen Let bij het ontwerp van functiegroepen voor signalering en beveiliging op het aansluitvermogen. Kijk of er onder bepaalde omstandigheden alternatieve concepten bij de realisering van de functiegroep toegepast kunnen worden die zich onderscheiden door een laag energieverbruik.



85


4.2.3.2 Beseining Samenvatting Het vermogen van een sein ligt rond 65 W. Door keuze van lichtbronnen met hoog rendement kan het verbruik met 20% a 95% terug gebracht worden. Per sein levert dat een jaarlijkse besparing van 70 tot 660 kWh op. Inleiding Het benodigde vermogen van seinen wordt bepaald op basis van de benodigde lichtstroom. Lichtbronnen met hoger rendement maken een lager elektrisch aansluitvermogen mogelijk. Gangbaar component Voor seinen worden gloei- en halogeenlampen gebruikt. Voor het vermogen van een dergelijke lamp is 30 a 80 W gebruikelijk. Per sein staat in het algemeen één lamp aan. Het jaarverbruik per sein komt daarmee op 350 a 700 kWh. De gekleurde glazen absorberen 50 a 70% van de energie van de lampen. Alternatief 1 In plaats van lampen kunnen LED's worden toegepast. De meest heldere typen bereiken nu een lichtsterkte van 10 a 14 cd (bij een openingshoek van 6°). Een array van 22 bij 22 LED's (20 W) bereikt hiermee een lichtsterkte vergelijkbaar met een 20 W halogeenlamp zonder filterglas. De specifieke lichtstroom ligt tussen 6 en 20 lm/W en daarmee in de zelfde orde van grootte als die van halogeenlampen. Deze lichtstroom heeft al één kleur (monochroom) en wordt dus niet nog door filterglazen verminderd. Beschikbare kleuren zijn rood, amber en (met iets mindere prestaties) groen. Alternatief 2 Voor seinen die per definitie onder goede zichtcondities, op korte afstand of bij lage snelheid te lezen zijn (bijvoorbeeld binnen tunnels of in de kolk van een sluis), kunnen magnetisch schakelbare, bistabile matrix-displays toegepast worden. Dergelijke displays zijn bekend van informatieborden bijvoorbeeld in het openbaar vervoer. Zij maken gebruik van daglicht en verbruiken alleen energie als zij van toestand veranderen. In het donker is een indirekte verlichting nodig om de displays te kunnen zien. Voor signalen komen hiervoor energiezuinige lichtbronnen (TL's, MicroPowerLights (MPL1), etc.) in aanmerking.

1

MPL's zijn door Philips ontwikkeld en komen in 1995 beschikbaar. Tot die tijd is in verband met lopende octrooi-aanvragen geen gedetailleerde produktinformatie beschikbaar.



86


Het energieverbruik van een ronde matrix met 100 elementen is ca. 320 Ws per schakeling. De displays zijn inzetbaar tussen -40°C en +80°C. Energiebesparing Een conventioneel sein met een vermogen van 50 W verbruikt 440 kWh per jaar. Voor dezelfde lichtopbrengst is een LED display van 20 a 40 W (afhankelijk van de kleur) voldoende. Op jaarbasis kan worden uitgegaan van een besparing van 110 kWh (25%). Voor een magneetdisplay met drie kleuren resulteert een frequentie van 100 schakelingen per dag in een jaarverbruik van 0.02 kWh voor de beweging van de rasterelementen. Daarbij komt een verbruik van 4000 uur * 10 W = 40 kWh voor verlichting met behulp van een TL, halogeenlamp of MPL. Vergeleken met een jaarverbruik van 440 kWh levert dat een besparing van 90% op. kosten meer LED's ca. ƒ 100,- per armatuur. Display ƒ 400,- per armatuur. +MPL ƒ 1000,- per armatuur. TL verlichting ƒ 100,- per armatuur

zie ook: 4.2 .1 1

.•J

•1 WÊk •• •1

minder Minder onderhoud Energiekosten

.4

.5

.6

7 .1 .2 .3 .4 .5 .6 .7 .8 .9 .10 .11 .12 .13 .14 .15 .16 .17

Voorbeeld Bij een kunstwerk met 16 armaturen a 50 W zou het verbruik van 7000 kWh/jaar teruggebracht kunnen worden naar 5000 kWh/jaar (LED) tot 700 kWh/jaar (matrixdisplay met MPL-verlichting). De terugverdientijd wordt voor LED's ongeveer 5 jaar. Bij matrixdisplays wordt de terugverdientijd sterk bepaald door de lichtbron. Met TL-verlichting is de terugverdientijd in de orde van grootte van 6 jaar. Met MPL's wordt ze langer dan 17 jaar. Opmerkingen Een bijkomend voordeel van MPL's en LED's is dat ze een aanzienlijk langere nominale levensduur hebben dan gloei- en halogeenlampen (minimaal 6 jaar i.p.v. 2000 uur). Hierdoor zal de betrouwbaarheid groter worden, zelfs bij gereduceerd onderhoud.



87


1. Heldere LED's geven een sterk gerichte lichtstroom. Hierdoor zijn ze slechts binnen een beperkte hoek om de optische as goed zichtbaar. Bij de plaatsing van signalen moet men hiermee rekening houden. 2. De toepasbaarheid van matrix-displays wordt beperkt door een slechte zichtbaarheid bij mist en regen. Bij de in aanmerking komende installaties (sluizencomplex, tunnel) is dat echter geen beperking i.v.m. de permanente bezetting met personeel.



88




89


4.2.3.3 Beseining met zonnecellen Samenvatting Op afgelegen locaties waar een aansluiting op het openbare net niet beschikbaar is, is het economisch aantrekkelijk om voor waarschuwingsseinen de mogelijkheden voor energiebesparing te onderzoeken, en dan in het resterende energieverbruik te voorzien met zonnecellen (PV). Door energiebesparing kan circa 50 kWh/jaar per sein bespaard worden. Met zonnecellen nog eens 15 kWh/jaar per sein. De investeringskosten voor stroomvoorziening spelen in deze optie een belangrijke rol. Inleiding Op het water wordt PV voor beseining al enige tijd met succes toegepast op boeien en voor invaarlichten. Het voordeel ligt in dat geval in het vermijden van hoge investeringskosten voor het aanleg van de installatie. Met name (de aanleg van) de elektricteitskabel is duur. Ook op land kan op afgelegen locaties de energievoorziening van seinen met PV voordelig zijn als in de direkte omgeving geen aansluiting op het openbare net beschikbaar is. Gangbaar component Waarschuwingslichten worden normaal uit het openbare net, meestal via de bijhorende installatie van energie voorzien. Als seinen op afstand van een installatie neergezet moeten worden, kan de netkoppeling hoge initiële kosten veroorzaken (ca. /100,-/m). De kabelverliezen zijn verhoudingsgewijs hoog. Alternatief Seinen kunnen door middel van autonome PV-systemen van energie worden voorzien. Radiografisch kan een dergelijk sein op afstand bestuurd worden zonder dat er kabels gelegd moeten worden. Geschikte toepassingen zijn installaties die slechts een beperkte tijd aan staan bijvoorbeeld waarschuwingsseinen voor beweegbare bruggen en dergelijke. Voor seinen die permanent branden is het benodigde PV-oppervlak in het algemeen te groot. Bij PV-voeding zijn energiezuinige componenten van cruciaal belang. Als lichtbronnen komen dan ook bij voorkeur LED displays in aanmerking. Energiebesparing De jaarlijkse elektriciteitsbesparing is afhankelijk van de gemiddelde brandduur van het sein. Voor een zinvolle toepassing van zonnecellen moet eerst de gangbare 60 Watt lamp vervangen worden door een energiezuinige lamp (15 Watt). Bij dagelijks 6 uur gebruik (waarvan de lamp de helft van de tijd uit is i.v.m. knipperend licht) bedraagt de jaarlijkse besparing daarvan 50 kWh per sein. Met PVvoorziening is dan de besparing ten opzichte van voeding vanuit het



90


openbare net per armatuur (15 W) ruim 16 kWh. Het extra verbruik van het benodigde zendertje (circa 0,2 Watt) is in vergelijking hiermee verwaarloosbaar, mits stand-by van het zendertje vermeden wordt. Opmerking In het algemeen zal het mogelijk zijn een vergunning voor de zender te verkrijgen als de zender en ontvanger minder dan één kilometer uit elkaar liggen. Er zijn goede ervaringen met schakelen door middel van een personen-zoek-installatie.

Afbeelding 16 Beseining met zonnecellen.

Als de afschrijvingsduur in beide gevallen gesteld wordt op 25 jaar dan kost beseining met zonnecellen ca. f 500 per jaar. In het geval van conventionele energievoorziening zijn de jaarlijkse kosten hoger als meer dan 160 m. kabel gelegd moet worden. In dat geval verdient PV-voeding uit economische overwegingen de voorkeur.

PV-paneel

regelaar

besturing

A 1

sein

tl T

L_

accu's

Afbeelding 17 PV-systeem voor beseining (principe)



91


Voorbeeld Een enkel knipperend waarschuwingssein dat 900 m voor een brug geplaatst moet worden kost ca. / 90 000 voor kabelaarüeg. Het zelfde sein van 15 W (LED's) vraagt bij een dagelijkse brandduur van gemiddeld 6 uur 45 Wh. Daar bovenop komt nog het verbruik van de radio-ontvanger en de besturingselektronica met 0,2 W * 24 uur = 5 Wh. Het sein vraagt dus in totaal ca. 50 Wh per dag. Het benodigde PV-oppervlak kan worden geschat op basis van de formule: • verbr

met

Qverbr.

:jaarlijks energieverbruik van het sein in kWh;

C

:blootstellingsfactor (0..1); voor open lucht 1;

T|p V

-.rendement van de fotovoltaïsche kristallijn silicium 16%;

cellen:

poly-

:rendement van de batterij: loodaccu's ca.80%; .jaarlijkse instraling per vierkante meter in Wh/(m2*jaar): in het vrije veld gemiddeld 1100 Wh/(m2*jaar). gemiddelde instraling in Nederland 6000

jan feb mrt apr mei juni juli aug sep okt nov dec

Afbeelding 18 Gemiddelde instraling per m2 en dag in Nederland.

Het PV-oppervlak komt voor één sein op maximaal 0,2 m 2 (zie opmerking). De accu moet het sein in perioden met onvoldoende instraling van energie kunnen voorzien. Gaat men uit van 8 dagen autonoom bedrijf en een maximale ontladingsdiepte van 50% dan moet de accu een capaciteit van 1520 Wh (130 Ah, 12V) hebben. De aanschafkosten van het systeem liggen in de orde van grootte van ƒ 5.000. PV is hiermee in aanschaf en gebruik duidelijk goedkoper dan conventionele energievoorziening.




PV wordt onder meer toegepast in boeien. Opmerking Bij toepassingen op land moet goed gelet worden op de uitvoering van de integratie van de zonnecellen in de beseining. Door de zonnecellen 'onzichtbaar' te integreren in de paal wordt vandalisme voorkomen. Bij groter verbruik kan een combinatie met een kleine windgenerator aantrekkelijk zijn. De windgenerator levert ook in het winterseizoen, waardoor de componenten (PV-module, accu's) kleiner gehouden kunnen worden en per saldo minder investeringen nodig zijn. kosten meer De aanschafkosten van het systeem (zie voorbeeld) liggen in de orde van grootte van ƒ 5.000. Onderhoud aan accu's

zie ook: 4.2 | .1

2

.3 | .4 j_.5 \J> .7 T

•i ^

•

minder Energiekosten Aansluiting op electriciteitsnet


••


.2 .3 .4 .5 .6 .7 .8 .9 .10 .11 .12 .13 .14 .15 .16 .17

93


4.2.3.4 Transformatoren bij seinen Samenvatting De helderheid van scheepvaartseinen kan gevarieerd worden door lampen met dubbele gloeidraad toe te passen in plaats van het spanningsniveau te schakelen met transformatoren. Dit voorkomt nullastverliezen in transformatoren, en bespaart circa 100 kWh per sein per jaar. Inleiding De helderheid van scheepvaartseinen wordt gevarieerd afhankelijk van de daglichtsterkte en het zicht. Doorgaans wordt de helderheid gevarieerd door de spanning op de gloeilampen van het sein te variëren (bijvoorbeeld 220V, 170V, 110V voor scheepvaartseinen en slagboomverlichting). Gangbaar component De variabele spanning wordt doorgaans gemaakt door een transformator toe te passen en de spanning aan de secundaire zijde te kiezen. De primaire zijde van de transformator staat permanent onder spanning. Dit veroorzaakt stand-by verliezen. Deze bedragen circa 2,5% van het maximale vermogen. Alternatief Voor seinen worden lampen geleverd met een dubbele gloeidraad, waardoor het vermogen van de lampen geschakeld kan worden zonder de spanning te veranderen. De scheidingstransformatoren kunnen in deze configuratie vermeden worden. In Afbeelding 19 is de optie in een schema uitgewerkt.

Afbeelding 19 Schema dubbele gloeidraad


voor

lamp


met

94


circa 400 Watt per sein. De besparing door het vermijden van de stand-by verliezen bedraagt dus circa 100 kWh per sein per jaar. kosten meer Lamp met dubbele gloeidraad is ca ƒ 30,- duurder dan lamp met enkele gloeidraad. Kosten voor fitting en bekabeling.

zie ook: il .1 .2

.!i

•1 •• ••

minder Kosten voor transformator worden vermeden. Energiekosten

1

.4

.i» .6

.7 T

.2 .3 .4 .5 .6 .7 .8 .9 .10 .11 .12 .13 .14 .15 .16 .17

Voorbeeld In de installaties van bruggen komen transformatoren voor met een vermogen per installatie van ongeveer 10 kW. Het nullastverlies is maximaal 250 Watt. Dat komt overeen met 2000 kWh per jaar.



95


4.2.3.5 Signalering Samenvatting Bij het ontwerp van de signalering kan men rekening houden met het verkeersaanbod rond een kunstwerk (stand-by bij afwezigheid van klanten), of andere componenten gebruiken (LED's of matrixpanelen in plaats van gloeilampen). Hierdoor wordt een besparing tot 80% mogelijk. Inleiding Signalering voorziet het bedieningspersoneel van informatie over de toestand van een kunstwerk. Bij het ontwerp van signaleringsinstallaties wordt bij de keuze en uitvoering van componenten niet altijd rekening gehouden met de concrete verkeerssituatie of de aanwezigheid van het bedienende personeel. Als gevolg hiervan branden signaallampen permanent, ook al bestaat er geen informatiebehoefte. Dit is vooral het geval bij vaarwegen die minder frequent gebruikt worden (bijvoorbeeld routen voor de pleziervaart in de wintermaanden). Daarnaast heeft de keuze voor een techniek voor signalering consequenties voor de energievraag. Gangbaar component Voor signalering wordt bij Rijkswaterstaat in het algemeen uitgegaan van een beschikbaarheid van 100%. Hierbij worden actieve signaleringssystemen (vaak gloeilampen) gebruikt. De gebruikte lampen hebben een vermogen van ca. 1.5 W. Het aantal brandende lampen is sterk afhankelijk van de complexiteit van het desbetreffende kunstwerk en van de actuele situatie. Voor een kleine installatie kan men uitgaan van 10 lampen (15 W). Voor grote installaties is het vermogen voor signalering zeker een factor tien, en inclusief technische ruimtes soms wel een factor 100 hoger. Bij een permanent bezette installatie (verkeerstunnel) ligt het jaarverbruik hiermee tussen 130 en 13.000 kWh voor signalering. Het verbruik is onafhankelijk van de frequentie waarmee gebruik gemaakt wordt van de desbetreffende vaarweg. In toenemende mate worden monitoren gebruikt voor signalering. Een kleurenmonitor heeft een vermogen van 90 W en verbruikt in een permanent bezette installatie jaarlijks 800 kWh. Alternatief 1 Voor minder drukke vaarwegen kan overwogen worden de signalering te koppelen aan het verkeersaanbod en de aanwezigheid van het bedieningspersoneel bijvoorbeeld met behulp van videosystemen of bewegingsdetectoren. Bij afwezigheid van klanten en personeel wordt de signaalinstallatie in stand-by gezet en worden alle lampen uitgeschakeld. De mogelijke energiebesparing verloopt nagenoeg evenredig aan de verkorting van de bedrijfstijd.



96


Alternatief 2 Bij toepassing van LED's in plaats van gloeilampen kan het vermogen in principe verminderd worden tot 0.05 W per signaal. In de praktijk is 0.25 W per signaallamp haalbaar wat overeenkomt met een besparing van ruim 80%. Let wel op: toepassing van LED's betekent niet automatisch energiezuinig ontwerp: als de voedingsspanning niet laag gekozen wordt (bijv. 3 V), wordt alsnog een groot vermogen in de benodigde serieweerstand gedissipeerd. Alternatief 3 Ook voor signalering zijn elektromagnetische matrixdisplays geschikt. De benodigde energie voor de schakelimpulsen bedraagt slechts enkele Ws. Hiervoor is alleen het benodigde vermogen voor de (indirecte) verlichting relevant (bijvoorbeeld spaarlamp 8 W per desk). Alternatief 4 In plaats van monitoren met kathodenstraalbuis kunnen LCDschermen ingezet worden. Er zijn zowel zwart-wit als ook kleuren schermen beschikbaar. Energiebesparing 1. Een 40% verkorting van de bedrijfsduur van de signalering leidt tot een 40% besparing op energie. 2. Toepassing van LED's maakt een vermogensreductie van 80%, en dus ook 80% elektriciteitsbesparing voor signalering mogelijk. 3. Bij 4000 branduren voor de indirecte verlichting (alleen 's nachts) is ook met matrix-panelen een besparing van 80% mogelijk. 4. Het vermogen van een LCD-scherm is maximaal 10 W. De besparing ten opzichte van een buis is bijna 90%. kosten meer l.Bijv. tijd-schakelaar en besturingslogica: ± ƒ 100,2.Niet noemens-waardig. 3./ 10,- per indicatie. 4./ 500,- meer-prijs LCD scherm.

zie ook: 4.2 rij

1 •*.2 .a

.6

=f

•• •• •

minder


.4


.2 .3 .4 .5 .6 .7 .8 .9 .10 .11 .12 .13 .14 15 16 17

97


Voorbeeld In de bedienpost van een kleine sluis branden permanent 10 van de 20 lampen met een totaal vermogen van 15 W. Het jaarlijkse energieverbruik voor signalering komt hiermee op 130 kWh. Een verkorting van de bedrijfsduur met 40% betekent een besparing van 50 kWh per jaar. De terugverdientijd is ongeveer 10 jaar. Worden de lampen vervangen door LED's dan daalt het energieverbruik voor signalering met 80% tot 26 kWh per jaar. Omdat de levensduur van LED's veel langer is dan die van gloeilampen (ca. factor 10) is minder onderhoud nodig. De terugverdientijd is vooral hierdoor zeer kort. Bij een bedienpost in Hansweert zijn LED's met succes toegepast. De besparing bij toepassing van matrixdisplays ligt in dezelfde orde van grootte. De terugverdientijd is in dat geval 15 jaar. Opmerking De eerste optie (signalering in stand-by) is zonder meer te combineren met de twee overige waardoor de mogelijke besparing wordt verhoogd. LED's zijn in nagenoeg alle willekeurige kleuren beschikbaar. Sommige kleuren hebben echter hoge prijzen en lagere rendementen (bijv. blauw). Als gevolg van de beperkte openingshoek van LED's zijn deze voor de verlichting van pictogrammen en teksten voorlopig minder geschikt. Elektromagnetische matrixdisplays geven een hoorbaar geluid bij het omschakelen. Dat kan in complexe installaties overlast veroorzaken. De voorgestelde signaleringsopties werken met een lage bedrijfsspanning en lage stromen. Vervuiling van mechanische contacten kan hierdoor eerder tot problemen leiden. De lage stromen en spanningen maken echter een direkte aansturing met halfgeleiders (bijv. vanuit een PLC) aantrekkelijk zodat dat probleem makkelijk omzeild kan worden.



98


Afbeelding 20 Signalering met LED's.



99


4.2.3.6 Video- en audio-installaties Samenvatting De video- en audio-installatie, of onderdelen daarvan worden slechts gedurende een korte tijd van het jaar gebruikt. Door niet actieve componenten in stand-by te zetten of af te schakelen en efficiënte technieken toe te passen kan bij een permanent bezette installatie op de audio-installatie 400 tot 1000 kWh per jaar worden bespaard. Bij de video-installatie is het besparingspotentieel ca. 20% van het nominale verbruik. Inleiding Installaties zijn op meerdere plekken voorzien van communicatiemiddelen (videocamera's, monitoren, luidsprekers, intercoms). Van luidsprekers en intercoms wordt in totaal hooguit enkele uren per jaar gebruik gemaakt. Ook wordt onder normale omstandigheden in het bedieningsgebouw slechts een selectie uit de opgenomen videobeelden op de monitoren getoond. Alleen in uitzonderlijke situaties (noodsituaties, etc.) kan het noodzakelijk zijn om het hele systeem actief te maken. Gangbaar component Camera's, video- en audioversterkers en monitoren staan permanent aan, onafhankelijk van het gebruik. Zij vormen zo een post op het stand-by verbruik van een installatie. Het stand-by verbruik van audioversterkers wordt voornamelijk bepaald door het nominale vermogen van de eindtrap omdat de voeding hierop is berekend. De eindtrap is lineair uitgevoerd. In bedrijf is het rendement kleiner dan 50%. Alternatief 1 Moderne videocamera's werken op basis van CCD-sensoren. Ze zijn onmiddellijk na het inschakelen beschikbaar. Als zij niet gebruikt worden kunnen zij dus volledig uitgeschakeld worden. Alternatief 2 Ook monitoren kunnen in stand-by worden gezet. Dat is zinvol als een deel van de geïnstalleerde schermen slechts incidenteel gebruikt wordt. Als men de kathode permanent verwarmt loopt het opgenomen vermogen terug van 50 tot 100 W naar hooguit 20 W (zwart-wit monitor) en toch is het beeld binnen hooguit twee seconden beschikbaar. Alternatief 3 De werkelijke bedrijfstijd van versterkers is slechts enkele uren per jaar. Versterkers met halfgeleiders als actieve componenten zijn na het inschakelen onmiddellijk beschikbaar. Zij kunnen dus in het algemeen volledig uitgeschakeld worden. Inschakelen kan handmatig geschieden of d.m.v. een calamiteitenschakeling.



100


Alternatief 4 Moderne vermogenshalfgeleiders (Power-MOSFETs) maken het mogelijk de eindtrap van versterkers geschakeld uit te voeren (PWM), met name als geen geluid in HiFi kwaliteit vereist is. Hierdoor worden rendementen boven de 80% mogelijk. Als gevolg kunnen minder zware voedingen voor de versterker worden gekozen waardoor het totaalverbruik verder terugloopt. Energiebesparing Alternatief 1 Videocamera's met CCD sensoren nemen een vermogen van 5 a 10 W op. Door ze uit te schakelen als zij niet gebruikt worden wordt de bedrijfstijd, en evenredig hiermee het energieverbruik verminderd. Alternatief 2 Een vermogensreductie van 80% zoals boven geschetst levert voor elk scherm dat in de stand-by stand wordt gezet een besparing van nagenoeg 80% op als deze slechts incidenteel wordt gebruikt. Monitoren staan in het algemeen aan zolang een installatie bezet is. Gebruikelijke waarden liggen rond 5000 uur per jaar. Maar ook 8760 uur per jaar komt voor. Als de installatie 5000 uur per jaar bezet is, is de besparing 200 kWh per monitor. Alternatief 3 Het stand-by verbruik van audioinstallaties ligt tussen 50 en 150 W. Bij bedrijfstijden van 5000 tot 8760 uur per jaar resulteert dat in een jaarverbruik van gemiddeld 250 a 1000 kWh. Door vermijden van stand-by van de audioinstallatie wordt deze hoeveelheid nagenoeg volledig uitgespaard. Alternatief 4 PWM-versterkers zijn nog geen commerciële produkten 2 . Kengetallen voor de mogelijke besparing zijn dan ook niet beschikbaar. Een reductie van het stand-by vermogen met 50% lijkt reëel. Voortbouwend op de boven genoemde veronderstellingen geeft dat een mogelijke besparing van 125 tot 500 kWh per jaar als alternatief 3 niet wordt toegepast. In combinatie met alternatief 3 is de besparing nihil. Voorbeeld De video-audio installatie van een sluizencomplex omvat - 10 videocamera's, - 6 monitoren a 75 W en - een geluidsinstallatie. Voor de bedrijfstijd van de componenten bij conventionele opzet wordt 5000 uur verondersteld. Het jaarlijkse verbruik is dan - 500 kWh voor de videocamera's, - 2250 kWh voor de monitoren en

Beschrijving PMW-versterker in Electuur september 1994.



101


- 250 kWh voor de audioinstallatie. Het totale energieverbruik voor video en audio komt dus op 3 MWh per jaar. Als de bedrijfstijd verminderd wordt door niet benodigde componenten af of in stand-by te schakelen ontstaat het volgende beeld: - Bij een reductie van de bedrijfstijd van de videocamera's met 25% daalt het energieverbruik met 25% naar 375 kWh. - Door 3 monitoren voor 50% van de bedrijfstijd in stand-by te zetten daalt het energieverbruik met 18% naar 1840 kWh per jaar. - De werkelijke bedrijfstijd van de audioinstallatie is slechts enkele uuren per jaar. Het verbruik wordt door afschakelen nagenoeg volledig uitgespaard. Bij een totale besparing van 26% komt het energieverbruik op 2.200 kWh per jaar. kosten meer per optie 1. Bijv. tijd-schakelaar en besturingslogica: ± ƒ 100,-. 2,3 Elk ƒ 250,- voor installatie netschakelaar op afstandsbediening. 4. Geen, kosten ongeveer vergelijkbaar met gangbare versterker.

zie ook: 4.2 .1 .1

.4

WM •• —




.b .6

.V T

.2 .3 .4 .5 .6 .7 .8 .9 .10 .11 .12 .13 .14 .15 .16 .17

102


4.2.4

Kracht

4.2.4.1 Inleiding Functie Mechanische componenten vormen vaak het hart van een kunstwerk. Zij moeten constructiedelen bewegen, vloeistoffen en gassen verplaatsen of bijvoorbeeld de druk in hydraulische systemen opbouwen. Een groot deel van het geïnstalleerde vermogen ten behoeve van kracht komt ten goede aan motoren en hun randapparatuur. Dimensionering en vermogen Uitgangspunt voor de dimensionering is het door de toepassing gevraagde vermogen. Besparingen zijn mogelijk door bijvoorbeeld de keuze van grote diameters van transportleidingen in hydraulische systemen of efficiënte overbrengingen in aandrijvingen. De producenten van elektrotechnische apparatuur hebben de laatste jaren veel aandacht besteed aan de ontwikkeling van energiezuinige componenten. Bij het ontwerp van een installatie kan inmiddels gekozen worden uit een breed aanbod van componenten, ook als men zich beperkt tot modellen met een hoog rendement. Gebruikstijd De bedrijfstijden van motoren zijn afhankelijk van de toepassing maar ook van de uitvoering van de installatie (bijvoorbeeld drukverliezen in hydraulische systemen of warmteverliezen in koelsystemen). De bedrijfstijden variëren van enkele uren per jaar tot tot een nagenoeg permanent bedrijf. Transformatoren staan over het algemeen permanent aan. Bij een indeling in groepen die compleet uitgeschakeld kunnen worden kan een verkorting van de bedrijfsduur bereikt worden. Ontwerprichtlijnen Probeer bij het ontwerp het gevraagde vermogen zo klein mogelijk te houden. Zoek bij het ontwerp van een functiegroep contact met de producent van de elektrotechnische apparatuur. Maak gebruik van de ervaring die leveranciers bij de realisering van vergelijkbare projecten hebben opgedaan. Benadruk in het contact het belang van energie-efficiëntie. Energie-efficiënte installaties zijn in aanschaf vaak duurder dan gemiddeld. Toch kunnen juist bij aandrijvingen korte terugverdientijden gerealiseerd worden. Maak voor de keuze van een produkt een afweging tussen de investeringskosten en de verwachte exploitatiekosten (waaronder energiekosten).


Kracht

103


4.2.4.2 Hydraulische pompen Samenvatting Het gebruik van hydraulische pompen, onbelast of in deellast moet zo veel mogelijk vermeden worden. De besparingen zijn sterk afhankelijk van de situatie. Door energiebewust ontwerp van de besturing van grote hydraulische installaties kan een verlies tot 30 duizend kWh per jaar voorkomen worden. Inleiding Een hydraulisch systeem bestaat in de basisuitvoering uit een elektromotor, een pomp en een cilinder of hydromotor. De installatie kan worden bestuurd met besturingselektronica en hydraulische kleppen. Bij sterk wisselende belasting wordt drukafhankelijke vermogensregeling voor de pompen toegepast. Drukstoten in het hydraulisch systeem worden op twee manieren voorkomen: - de pomp loopt gedurende een korte periode (5 tot 10 seconden) onbelast aan. - toepassing van accumulatoren. Accumulatoren worden ook gebruikt voor buffering van de oliedruk, wanneer perioden van tientallen minuten of langer overbrugd moeten worden, bijvoorbeeld in installatie van sluizen tbv. schuiven en sluisdeuren. Een enkele keer worden nog open hydraulische systemen toegepast die ten opzichte van gesloten systemen meer olie nodig hebben en niet geschikt zijn voor het terugwinnen van bewegingsenergie (bijvoorbeeld bij bruggen). Ongewenste situatie Soms wordt het hydraulische bewegingswerk te lang aktief gehouden, bijvoorbeeld: • russen twee perioden van beweging van een brug. De druk in de installatie wordt dan gehandhaafd door de pomp te laten lopen en de olie af te voeren via een overstortventiel, • de installatie van de wandschuiven (in een sluis) voor het nivelleren en de zoet-zoutscheiding worden te laat afgeschakeld, namelijk pas nadat de vaarweg wordt vrijgegeven voor uitvaren en lang nadat het niveleren is beëindigd. Alternatief Deze situaties kunnen voorkomen worden door energiebewust te ontwerpen. De hydraulische installatie, met name de pomp, moet bij voorkeur alleen in vollast gebruikt worden. Deze periode wordt doorgaans voorafgegaan en afgesloten door een korte periode (5 tot 10 seconden) van onbelast gebruik om drukstoten te voorkomen. Korte periodes (een tiental minuten) kunnen doorgaans met een klein en acceptabel drukverlies overbrugd worden zonder bijzondere


Kracht

104


voorzieningen. De pomp kan in deze periode uitgezet worden. Moet de druk over langere periodes gehandhaafd worden, (bijvoorbeeld bij sluizen) dan kunnen accumulatoren, ter vervanging van houdpompen toegepast worden. Het drukverlies door het gebruik van de bewegingswerken wordt slechts af en toe gecompenseerd door de hydropomp, die dan in vollast en dus met een hoog rendement draait. Bewegingsenergie kan worden teruggewonnen in gesloten hydraulische systemen. Indien de installatie regelmatig in deellast gebruikt wordt dan is het ook te overwegen om een aantal pompen met een kleiner vermogen in cascade-schakeling toe te passen, zodat elke pomp zoveel mogelijk in vollastbedrijf kan werken. In aanvulling op de 'Richtlijn voor hydraulische bewegingswerken (NBD 06000)' kunnen in het bestek eisen worden opgenomen ter beperking van het energieverbruik respectievelijk de gebruiksduur. Momenteel ontbreken deze eisen in de richtlijn. De juiste uitvoering moet bij de oplevering van de installatie een punt van aandacht zijn. Energiebesparing In onbelaste toestand heeft de hydraulische installatie circa 5% van het opgestelde vermogen. De energiebesparing is evenredig met de vermeden gebruiksduur. Voorbeeld Een goed voorbeeld van energiezuinige besturing is de hydraulische klapbrug in Den Helder. Als de brug in rust is, geopend of gesloten, wordt het bewegingswerk geblokkeerd en verbruikt de hydraulische installatie niets. Met het gesloten hydraulische systeem wordt middels de aandrijfrnotor bij het sluiten van de brug elektriciteit teruggeleverd. Een voorbeeld van verspilling is te vinden in de Kreekraksluizen waar door te lange activering van de wandschuiven van het zoetzoutscheidingssysteem circa 30 duizend kWh per jaar wordt verspild.


Kracht

105


kosten meer Beperking van de inschakelduur heeft geen kostenconsequenties, aangezien het hier gaat om kleine aanpassingen in het ontwerp, dan wel in de programmering van de besturing. Accumulatoren kosten van ƒ 200/liter voor grotere types (50 liter) tot ƒ 3000/liter voor de kleine accumulatoren (0,1 liter). Daarbij is rekening gehouden met het werkelijk bruikbare volume. Het type, membraam- of balgaccumulator, is bij de prijsstelling een belangrijke faktor.

zie ook: .1 1

.'£ .4

.5

.6

•i •• — —

minder

7

I

.i

.2 .3 .4 .5 .6 .7 .8 .9 .10 .11 .12 .13 .14 .15 .16 .17

Energiekosten


Kracht

106



Kracht

107


4.2.4.3 Elektromotoren Samenvatting Conventionele elektromotoren kunnen worden vervangen door motoren met hoger rendement. Omdat het gestandaardiseerde componenten betreft kan een dergelijke vervanging ook in bestaande installaties plaats vinden. Het besparingspotentieel is afhankelijk van het vermogen en de gemiddelde draaitijd van de motor. Inleiding Elektromotoren zijn essentiële onderdelen van bijna alle kunstwerken. Ongeveer 5% van het energieverbruik van kunstwerken van RWS komt voor rekening van beweging. Gangbaar component Het gemiddelde rendement van gebruikelijke elektromotoren ligt ongeveer tussen 82 en 92% afhankelijk van het vermogen en de belasting. Kleinere motoren hebben in het algemeen een lager rendement. Typische bedrijfstijden bij RWS liggen tussen enkele uren per jaar (beweging van sluisdeuren en bruggen) tot nagenoeg continu gebruik (gemalen, pompen, ventilatoren). Alternatief Zuinige elektromotoren hebben vergeleken met overeenkomstige types een twee tot vijf procentpunten hoger rendement. Met name in deellast verbruiken zij aanzienlijk minder energie dan conventionele ontwerpen. Het besparingspotentieel is groter naarmate de bedrijfstijden langer en/of de vermogens groter worden. De aanschafkosten van motoren met hoog rendement liggen voorlopig 20 tot 50% hoger. Dit zal bij hogere omzet afnemen. De terugverdientijd ligt in het algemeen tussen 4000 en 25000 vollasturen. Bij motoren met korte bedrijfstijden levert het hogere rendement economisch gezien vaak geen winst op. Er bestaat (nog) geen certificering voor zuinige of hoog-rendements elektromotoren. De ontwerper moet dus voor selectie zelf de op de markt aangeboden componenten onderling vergelijken. Energiebesparing De besparing is afhankelijk van het vermogen en de draaitijd van de motor. De mogelijke besparing bij een rendementsverbetering van An (bijvoorbeeld 0.03) t.o.v. een gebruikelijke motor kan geraamd worden met behulp van de formule: W

besp= &n * Pmo«,r*


Kracht

'dn*

108


met: W b e s p ATJ Pmotor *draai

: jaarlijkse besparing in k W h ; : rendementsverbetering; : motorvermogen in k W ; •" gemiddelde draaitijd in u r e n p e r jaar.

kosten

zie ook: 4.2 .1 .2

meer

.3

.4

•1

Aanschaf (prijs 20% tot 50% hoger). minder Energiekosten

.5

.6 .i

.2 .3 .4 .5 .6 .7 .8 .9 .10 .11 .12 .13 .14 .15 .16 .17

Voorbeeld %

motor 1500 omw / min (4-polig) met normaal blik

100 _ „ hoog rendement

96

• normaal rendement 92 88 84 .

80

vermogen [kW]

2.5 5 10 20 40 bron: ingenieursklant, oktober 1993

80

160

Afbeelding 21 Rendementen elektromotoren

Aan een sluizencomplex met zoet-/zoutscheiding kan een gemaal gekoppeld zijn. Dat gemaal zorgt voor het terugpompen van het (zoute of brakke) schutwater uit de opslagbekkens. De gemalen worden aangedreven met drie motoren van 500 kW en hebben een energieverbruik van 4000 MWh/jaar. Een verbetering van 92% naar 94% levert een besparing van ongeveer 90 MWh/jaar (ofwel 15 MWh/jaar per motor). Opmerking Bij de afweging of het wel of niet economisch aantrekkelijk is om een motor met hoger rendement te kiezen kan men uitgaan van de volgende vuistregel:


Kracht

109


Tabel 6 Vuistregels voor keuze van motoren met hoog rendement

gemiddelde bedrijfstijd in uur per jaar

hoog rendement

minder dan 1100 (dagelijks ca. 3 uur)

niet zinvol

1100 tot 3500 (dagelijks ca. 3 a 10 uur)

te overwegen

meer dan 3500 (dagelijks ca. 15 uur)

zinvol

Bij motoren met hoger vermogen (groter 50 a 100 kW) is het altijd de moeite waard om naar de effecten van een mogelijke rendementsverhoging te kijken.


Kracht

110



Kracht

111


4.2.4.4 Toerentalregeling met frequentie-omvormers Samenvatting Toerental- en vermogensregeling van elektromotoren kan voordelig met frequentieomvormers geschieden, met name als lange draaitijden met sterke lastfluctuaties optreden. Het energiebesparingspotentieel is afhankelijk van de toepassing. Inleiding Veel motortoepassingen vereisen een variabel koppel, toerental of vermogen. Voorbeelden zijn pompen voor hydraulische circuits, ventilatoren, verwarmingsinstallaties, kranen en hefbruggen. Door de motor zelf te sturen, worden achterliggende schakels (bijv. smoorkleppen) die tot een laag totaalrendement leiden, vermeden. Gangbaar component Het meest gebruikte motortype is de asynchrone motor met kortsluitanker. De conventionele sturingsmogelijkheden zijn bij dit type motor zeer beperkt: • koppel Ster-driehoek-omschakeling wordt toegepast om de stroomsterkte bij de start te beperken. In de sterschakeling is ook het moment verminderd. Daarnaast kan bij de constructie van een motor de momentenkromme worden beïnvloed door de uitvoering van de kortsluitstaven in de anker. Op die manier worden motoren aangepast aan speciale toepassingen. • toerental Het toerental van de asynchrone motor is over het hele stabiele werkgebied nagenoeg constant. Sturing in 2 a 3 stappen is mogelijk door middel van poolomschakeling. Poolomschakelbare motoren hebben echter een lager rendement en een lagere arbeidsfactor dan enkeltoerige motoren. Indien meer snelheden nodig zijn, worden versnellingsbakken toegepast. Deze zijn kostbaar en onderhoudsgevoelig. • vermogen Het vermogen is het produkt van koppel en toerental en kan dus door middel van de twee eerstgenoemde grootheden gestuurd worden. In de praktijk wordt meestal echter niet het door de motor geleverde vermogen gestuurd maar het aandeel nuttig gebruikte energie, bijvoorbeeld door toepassing van smoorkleppen en bypass-leidingen. In deellast onder 50% zakt het rendement van de asynchrone motor snel. Alternatief Frequentieomvormers staan een traploze regeling van toerental, moment en vermogen van elektromotoren toe. Er bestaan verschillende stuurprincipes. Moderne frequentieomzetters werken


Kracht

112


met puls-breedte modulatie (PWM). Halfgeleiders (IGBT's en transistoren) maken hoge schakelfrequenties mogelijk. De omvormers hebben typisch een rendement van 95 a 98%. Voordelen van frequentieomvormers bij adequaat ontwerp zijn: • energiebesparing bij pompen en ventilatoren, • mogelijkheid voor stroombegrenzing (bijv. aanloop) met verminderde installatiekosten als gevolg (bijv. dunnere kabels); • minder mechanische slijtage, • minder geluid, • verhoging van de arbeidsfactor voor 50 Hz (cos <j) > 0.96), • makkelijke integratie met procesregeling, • vier-kwadrantenbedrijf in beginsel mogelijk. Netverontreiniging door hogere harmonischen kan met smoorspoelen worden onderdrukt. Aan de motor bieden moderne PWM omzetters een praktisch sinusvormige spanning aan. Als gevolg hiervan is de vroeger in verband met frequentieomvormers gebruikelijke overdimensionering niet meer nodig. Als nadeel moeten de aanschafkosten voor de omvormer worden beschouwd. Daarnaast moet men rekening houden met een vermindering van het koelvermogen van motoren bij lage toerentallen. Hierdoor wordt het beschikbare mechanische vermogen in het onderste deel van het werkgebied beperkt. Voor veel voorkomende toepassingen als aandrijvingen van centrifugaalpompen en ventilatoren is deze beperking echter niet relevant. De sterke daling van de belasting bij lagere toerentallen compenseert ruimschoots het verminderde koelvermogen. Voor andere soorten motoren bestaat een ruimere keuze van sturingsmogelijkheden dan bij asynchrone motoren met kortsluitanker. De voordelen van elektronische concepten zijn ook bij de andere motoren vergelijkbaar. Energiebesparing Frequentieomvormers maken energiebesparing mogelijk bij pompen en ventilatoren vooral in verband met lange draaitijden en bij sterke fluctuaties van het benodigde debiet. Voor de kwantitatieve bepaling van het besparingspotentieel is een analyse van de concrete situatie noodzakelijk. Algemene kengetallen zijn dan ook niet beschikbaar. Ook bij compressoren met smoorkleppen voor de regeling van het debiet kan een energiebesparing worden bereikt als een frequentieomvormer voor de regeling wordt ingezet. In specifieke toepassingen kan recuperatief remmen een additionele energiebesparing teweeg brengen. De kosten kunnen bij het ontwerp beperkt worden door systemen te kiezen die het gebruik van een gemeenschappelijk gelijkspanningsrail voor meerdere onafhankelijke motoren toestaan. In dat geval wordt de remenergie niet terug


Kracht

113


geleverd aan het net maar aan de andere motoren waardoor een reminverter overbodig wordt. Kosten De aanschafkosten van een frequentieomvormer worden vaak gecompenseerd door de verminderde energiekosten. Bij frequentieomvormers voor pompen en ventilatoren zijn terugverdientijden van 1.5 a 2 jaar gebruikelijk. Bij compressoren is de gemiddelde terugverdientijd 2 tot 3.5 jaar. kosten

zie ( ook:

4.2 .1

meer Aanschaf frequentieomvormer ƒ 4000..8000. Voor 11 kW, ƒ 25 000..40 000. Voor 110 kW incl. randapparatuur en software

2 .1 p

.4

•I

minder Vermijden van: -Evt. ster/driehoek schakelaar, -mechanische installatie (versnellingsbak, smoorkleppen, etc.) -onderhoud. Kleinere kabels Energiekosten

••

.5

.6 .7 T

.2 .3 .4 .5 .6 .7 .8 .9 .10 .11 .12 .13 .14 .15 .16 .17

Opmerking Ten aanzien van de economische aantrekkelijkheid van frequentieomvormers gelden in principe dezelfde uitspraken als bij motoren met hoger rendement. Daarnaast bestaan er andere voordelen die toepassing van frequentieomvormers bevorderen en die in het algemeen veel zwaarder wegen dan de mogelijke energiebesparing (procesintegratie, verbetering regeldynamiek motor, etc). Hierdoor is toepassing van frequentieomvormers vaak ver beneden de in Tabel 6 aangegeven grenzen aantrekkelijk.


Kracht

114


40

30

60

70

80

90

100

Afbeelding 22 Economische voordelige toepassing van frequentieomvormers op basis van bespaarde energie bij rendementsverbetering van 10%.


Kracht

115


4.2.4.5 Verbeterde arbeidsfactor Samenvatting Door optimale blindstroomcompensatie kunnen de transmissieverliezen in het (voedende) net worden teruggedrongen met als gevolg een besparing van 1.5 tot 2.5%. Inleiding De arbeidsfactor (cos <}) is de verhouding van werkelijk opgenomen en schijnbaar vermogen. In een elektrotechnische installatie wordt deze bepaald door: • soort en samenstelling van de aangesloten apparaten, • het momentaan opgenomen vermogen van de apparaten. Een optimale arbeidsfactor wordt in het algemeen slechts in een deel van het werkgebied van een installatie bereikt. Een lage arbeidsfactor betekent verhoudingsgewijs hoge stromen en leidt tot onnodige transmissieverliezen. Daarnaast moeten kabels, transformatoren, schakelaars en dergelijke voor de hoge stromen worden (over-)gedimensioneerd. Gangbaar component Spoelen (motoren, transformatoren) of capaciteiten kunnen de arbeidsfactor aanzienlijk kleiner dan 1 laten worden. Ook schakelende componenten (voedingen, gelijkrichters enzovoorts) verslechteren de arbeidsfactor als geen geschikte filters worden toegepast. Een goed ontwerp van elektrotechnische installaties houdt in dat de componenten in hun werkpunt een optimale arbeidsfactor (circa 1) vertonen. Om dit te bereiken worden bij motoren bijvoorbeeld condensatoren geplaatst om voor de inductieve belasting te compenseren. Loopt een motor echter veel in deellast (pompen of ventilatoren) dan werkt de compensatie suboptimaal en de arbeidsfactor verslechtert. Alternatief Een voorwaarde voor de bepaling van de juiste compensatie is een analyse van het werkelijke patroon van de belasting. Alleen bij bekendheid van de cos <]) van de componenten in een installatie is een bepaling van de optimale compensatie mogelijk. Voor grote verbruikers of verbruikergroepen zijn elektronische compensatie-eenheden beschikbaar. Deze compenseren het blindvermogen in real-time afhankelijk van de momentane vraag. Hierdoor wordt altijd een arbeidsfactor van circa 1 bereikt.


Kracht

116


Energiebesparing Tabel 7 Reductie van stromen en ohmse verliezen door installatie van statische condensatoren bij motoren (indicatie).

cos(4>) met compensatie reductie van stroom en schijnbaar vermogen reductie van ohmse verliezen bron:

0.6

0.5

cos((|>) zonder compensatie

0.7

0.8

0.8

0.9

0.8

0.9

0.8

0.9

0.9

38%

44%

25%

33%

13%

22%

11%

61%

69%

44%

56%

23%

40%

21%

"Low-voltage power capacitors and capacitor banks', product catalogue, ABB Kondensatoren GmbH

De mogelijke energiebesparing is afhankelijk van de arbeidsfactor die zonder compensatie in het net bereikt wordt. Als indicatie kan voor gebruikelijke situaties een mogelijke besparing van 1.5 tot 2.5% van het verbruik dienen (zie Tabel 7 ). Het is wel zo dat de besparing op bedrijfsniveau nauwelijks te meten valt, omdat ze over het hele traject van energietransmissie verspreid is. Blindstroomcompensatie kan bij het ontwerp zorgen voor lager investeringen in componenten. Het zal slechts in beperkte mate bijdragen aan besparingen op de exploitatiekosten. In bedrijfseconomische zin levert blindstroomcompensatie dan ook geen directe winst op. Het kWh-tarief dat door de energiebedrijven in rekening wordt gebracht is soms ook afhankelijk van de arbeidsfactor bij de meter. Hierdoor kan optimalisering van de arbeidsfactor ook economisch aantrekkelijk zijn.


Kracht

117


kosten

zie
4.2

meer

A

1

.3 •4

Aanschaf compensatie-eenheid.

••

minder lichtere componenten (bekabeling, schakelaars, etc.) in installatie mogelijk. Energiekosten

•i

.6

1T .2 .3 .4 .5 .6 .7 .8 .9 .10 .11 .12 .13 .14 .15 .16 .17

Afbeelding 23 Relatie van schijnbare en werkelijke stromen en vermogens als functie van cos()

Voorbeeld Bij een werkelijk met nominale arbeidsfactor van bedrijfsuren leidt MWh per jaar.

opgenomen vermogen van 10 kW (pompenmotor) transmissieverliezen van 4% resulteert een 0.6 in een extra verlies van 270 W. Bij 4000 optimale compensatie tot een besparing van ca. 1

Opmerking Doordat de stromen in het net gereduceerd worden, kunnen in principe lichtere componenten (bekabeling, schakelaars, etc.) gekozen worden. Een besparing op investeringen kan het gevolg zijn.


Kracht

118



Kracht

119


4.2.4.6 Energiezuinige transformatoren Samenvatting Het rendement van transformatoren varieert per vermogensklasse met 1% tot 5%. Als men bij het ontwerp een transformator met een hoog rendement kiest, is de energiebesparing circa 1% tot 5% van het verbruik van de gevoede groep. Inleiding Transformatoren worden gebruikt om: • de stap naar een ander spanningsniveau te realiseren, • potentiaalscheiding t.b.v. veiligheid te bewerkstelligen. Binnen Rijkswaterstaat worden transformatoren in een vermogensbereik (enkele Watts tot Megawatts) toegepast.

groot

Gangbaar component Transformatoren hebben - afhankelijk van vermogen en kwaliteit onder nominale condities een typisch rendement tussen 80 en 98%. In de praktijk is het rendement daarnaast afhankelijk van de werkelijke belasting. In deellast is het rendement lager omdat de ijzerverliezen nagenoeg onafhankelijk zijn van de vermogensoverdracht. Alternatief Net als bij elektromotoren bestaan aanzienlijke verschillen in rendement van transformatoren. De spreiding binnen grootteklasse bedraagt 1% tot 5%. Bij het ontwerp is nauwkeurige vergelijking van verschillende produktspecificaties te bevelen.

het een een aan

Energiebesparing Een transformator met een hoog rendement levert ten opzichte van een minder hoogwaardige transformator een besparing van 1 tot 5% op. In de praktijk spelen de bedrijfstijd en het belastingspatroon een cruciale rol voor de uiteindelijke besparing. Voor een schatting van de mogelijke besparing kan men gebruik maken van de formule:

met: Wb Ar| Ptrafo *draai

" "

jaarlijkse besparing in kWh; rendementsverbetering t.o.v. gebruikelijke transformator werkelijk vermogen in kW; gemiddelde draaitijd in uren per jaar.


Kracht

120


kosten

zie ook: il .1 .2

meer

.4 .b

•i

Prijsverschil t.o.v. goedkope transformator ±10%.

•1

minder

•i

Energiekosten

.6

.7 T

.2 .3 .4 .5 .6 .7 .8 .9 .10 .11 .12 .13 .14 .15 .16 .17

Voorbeeld Bij een tunnelwordt een step-up-step-down transformatorcombinatie toegepast.Door het hoger spanningsaniveau op de verbindingskabel worden de transmissie verminderd en kunnen dunnere kabels worden gekozen. Als de belasting van de linker groepen 30 kW bedraagt, resulteert een 3% rendementsverbetering van de transformatoren (97% i.p.v 94%) jaarlijks in een energiebesparing van ruim 15000 kWh.

voeding \

\ tunnelbuis groepen rechte

groepen links

Afbeelding 24 Step-up step-down transformator combinatie (principe).


Kracht

121


4.2.4.7 Scheidingstransformatoren Samenvatting Bij dubbele isolatie kunnen scheidingstransformatoren achterwege blijven. Dat levert een energiebesparing op van 3% tot 15% van het nominale verbruik van de te voeden componenten. Inleiding Scheidingstransformatoren worden toegepast om de aanraakveiligheid van een apparaat of installatie te waarborgen. Vaak wordt tegelijkertijd een ander spanningsniveau gerealiseerd. Gangbaar component Het rendement van scheidingstransformatoren ligt tussen 85% en 97% afhankelijk van de kwaliteit en het vermogen. Het rendement van laagspanningsvoedingen ligt tussen 30 en 85%. Bepalend is hier vooral het werkprincipe van de voeding (schakelend of lineair). Alternatief Het is vaak mogelijk alle aanraakbare delen van een apparaat of installatie zo te isoleren dat aan de veiligheidseisen kan worden voldaan (dubbele isolatie, klasse II). In dat geval is een scheidingstransformator overbodig. Hierbij moet men wel letten op potentiaalvrije aansluiting van eventuele communicatielijnen (relais, opto-couplers). Energiebesparing De besparing die mogelijk is door vermijden van scheidingstransformatoren ligt tussen 3% en 15% van het verbruik van de gevoede functiegroep. Voorbeeld Er wordt jaarlijks ca. 440 kWh bespaard als een scheidingstransformator van 1000 VA met een rendement van 95% bij permanent bedrijf wordt vermeden.


Kracht

122


kosten

zie ook: 4.2 .1 .1 :è .4

meer Meer isolatie


.6

'J

•1

T

••

.6 .7

minder Minder gebruik van transformatoren Energiekosten

.b

.2 .3 .4 .5

.8 .9 .10 .11 .12 .13 .14 .15 .16 .17

Kracht

123



Kracht

124


4.2.5

Noodstroomvoorzieningen

4.2.5.1 Inleiding Functie Noodstroomvoorzieningen worden in installaties geïntegreerd om twee redenen: • zij moeten gevarensituaties voor bedieningspersoneel of gebruikers van een installatie in het geval van netuitval voorkomen, • zij moeten de economische schade van netuitval beperken. Of een noodstroomvoorziening noodzakelijk is en hoe ze gedimensioneerd moet worden is afhankelijk van het al of niet aanwezig zijn van deze twee redenen en van het risico van netuitval. Dit risico is niet overal hetzelfde. Op afgelegen locaties zoals de waddeneilanden komen nog regelmatig onderbrekingen van de elektriciteitsaanvoer voor (meestal slechts fracties van een seconde). Indien een tunnel daarentegen aan beide kanten door verschillende distributiebedrijven gevoed wordt, is het risico van netuitval veel lager. Hieruit blijkt ook dat de aard van de te bestrijden storing invloed heeft op de keuze voor een noodstroomvoorziening: voor tunnelverlichting is een incidentele netonderbreking van een tiende sekonde misschien acceptabel, voor de computers in het besturingssysteem van de tunnel is dat onaanvaardbaar. Dimensionering Als een noodstroomvoorziening noodzakelijk wordt geacht, moeten de kritische verbruikers geïnventariseerd worden. Kritische verbruikers zijn die componenten van een installatie waar netonderbreking vermeden moet worden. Door een strenge selectie kan het gevraagde noodstroomvermogen minimaal worden gehouden. Vermogen Het vermogen dat de noodstroomvoorziening vraagt is afhankelijk van de eisen aan de kwaliteit van de elektriciteitsvoorziening. Als bijvoorbeeld ook kortstondige onderbrekingen onacceptabel zijn, is een energieopslag nodig, meestal gerealiseerd met accu's. Hoe meer componenten een noodstroomsysteem omvat hoe hoger het gevraagde vermogen. Gebruiksduur Noodstroomvoorzieningen vragen vaak permanent energie ten behoeve van conditionering en stand-by-verbruik. Hiervan ziet men in het algemeen niets terug. De bedoeling is immers dat een noodstroomvoorziening slechts in uitzonderingsgevallen in werking treedt. Sommige noodstroomaggregaten hebben geen of een laag



125


stand-by verbruik. Waar toepasbaar verdienen zij uit energetisch oogpunt de voorkeur. Ontwerprichtlijnen Kwantificeer het risico van netuitval per project met behulp van kansberekeningen. Analyseer de mogelijke gevolgen en kijk of ze acceptabel zijn. Als een noodstroomvoorziening noodzakelijk blijkt, laat bij de selectie van technieken en concrete componenten het rendement van de energieopslag en eventueel voorkomend stand-by verbruik meewegen.



126




127


4.2.5.2 Weglaten noodstroomaggregaten Samenvatting Noodstroomvoorzieningen zijn soms te omzeilen als bij het ontwerp rekening wordt gehouden met inherent veilige werkprincipes. Het energieverbruik voor de noodstroomvoorziening (typisch 10.000 tot 50.000 MWh/jaar) kan voor bijna 100% worden uitgespaard. Inleiding Noodstroomfaciliteiten moeten gevarensituaties rond installaties voorkomen en de economische schade beperken die ontstaat bij onderbreking van de energievoorziening. De te verwachten economische schade van netuitval is gezien de betrouwbaarheid van het elektriciteitsnet in Nederland vaak beperkt. Gangbaar component Complexe installaties zijn vaak uitgerust met een getrapt noodstroomsysteem bestaande uit • een UPS met energieopslag voor onderbrekingen tot enkele minuten, • een diesel-generator-set die binnen enkele minuten voldoende vermogen moet kunnen leveren om de installatie draaiende te houden. Zowel de UPS als ook de dieselgenerator vragen permanent energie (laadstroom accu's, koelwaterverwarming dieselmotor, etc.) en regelmatig onderhoud. Alternatief Als uit netuitval geen gevarensituaties voortvloeien kan een noodstroomvoorziening achterwege blijven. Of een installatie voor een dergelijke vereenvoudiging geschikt is wordt door het ontwerp bepaald. Zo is het mogelijk om ook bij netuitval een gedefinieerde toestand van de installatie te garanderen door inherent veilige werkprincipes toe te passen. Voorbeelden zijn bewegingsmechanismen die gebruik maken van zwaartekracht (afsluiters, valkleppen, hoog gelegen opslagreservoirs). Daarnaast kan de kans op netuitval in sommige situaties tot een aanvaardbaar niveau worden teruggebracht. Een voorbeeld is een tunnel die aan beide kanten gevoed wordt vanuit verschillende distributienetten. Gelijktijdige uitval van beide netten is dan zo onwaarschijnlijk dat een noodstroomvoorziening achterwege kan blijven. Energiebesparing Als een noodstroomvoorziening achterwege kan blijven komt in het algemeen het energieverbruik hiervoor te vervallen. Toepassing van een UPS voor bepaalde functiegroepen blijft zinvol (bijvoorbeeld PLC). Een deel van de passieve veiligheidsconcepten zijn ook



128


verbonden met energieverbruik (sensoren, bewakingsrelais). De mogelijke energiebesparing op de noodstroomvoorziening hangt af van de complexiteit van en de mogelijke gevarensituaties rond een installatie. Het besparingspotentieel is in beginsel 100% van het verbruik van de noodstroomvoorziening. kosten

zie ook: 4.2 .1 1

meer

.4

.b

•1

—)•

minder

.6

7

~x .2 .3 .4

.5

Diesel-generator-set, incl. onderhoud evtl. UPS Energiekosten

.6 .7 .8 .9 .10 .11 .12 .13 .14 .15 .16 .17

Voorbeeld 1. Een hefbrug kan met een contragewicht zo gebalanceerd worden dat hij bij oor netuitval vanzelf open gaat. Door bij het ontwerp in handbediening te voorzien, is zelfs een beperkte functionaliteit gewaarborgd. 2. Tunnel gevoed door twee distributienetten (zie afbeelding 25).

voeding links (distributiebedrijf A)

'S Y

voeding rechts (distributiebedrijf B)

A

noodverlichting van rechts •-:<•••:•

:

•

'

:

\

•

:

•

:

•

:

•

:

•

•

Q\

:

noodverlichting van links

Afbeelding 25 Tunnel gevoed door twee distributienetten.

Een noodstroomvoorziening kan achterwege blijven als elk van de twee distributienetten een minimaal verlichtingsniveau garanderen.



129


Bij een stand-by verbruik van 3 kW voor een conventionele noodstroomvoorziening wordt hierdoor jaarlijks 25.000 kWh bespaard. Met een step-up-step-down transformatiecombinatie (zie ook de optie energiezuinige transformatoren) kan hetzelfde effect worden bereikt als er zich slechts een verlichtingsgroep in de tunnelbuis bevindt. Met behulp van short-break schakelaars kan in geval van netuitval de last binnen enkele milliseconden aan het andere distributienet worden overgedragen.



130




131


4.2.5.3 Minimale noodstroomvoorziening Samenvatting Als een noodstroomvoorziening noodzakelijk is, dimensioneer haar dan zo beperkt mogelijk. Bijvoorbeel door te zorgen dat een installatie bij netuitval gecontrolleerd uit bedrijf genomen kan worden. Dit levert een reductie van het energieverbruik van de noodstroomvoorziening ten opzichte van gegarandeerd ononderbroken bedrijf van 30% tot 90%. De jaarlijkse besparing ligt afhankelijk van de complexiteit van de installatie tussen 1000 en 15.000 kWh. Inleiding Noodstroomfaciliteiten moeten gevarensituaties rond installaties voorkomen en de economische schade beperken die ontstaat bij onderbreking van de energievoorziening. De te verwachten economische schade van netuitval is gezien de betrouwbaarheid van het elektriciteitsnet in Nederland vaak beperkt. Gangbaar component Complexe installaties zijn vaak uitgerust met een getrapt noodstroomsysteem bestaande uit: • een UPS met energieopslag voor onderbrekingen tot enkele minuten, • een diesel-generator-set die binnen enkele minuten voldoende vermogen moet kunnen leveren om de installatie draaiende te houden. Zowel de UPS als ook de dieselgenerator vragen permanent energie (laadstroom accu's, verwarming smeerolie dieselmotor, etc.) en regelmatig onderhoud. Alternatief Als de economische schade van een eventuele, kortstondige stilzetting van een installatie te verantwoorden is, moeten de noodstroomfaciliteiten alleen zorg dragen voor het vermijden van gevarensituaties. De acties na optreden van een netonderbreking beperken zich in dat geval tot het gecontroleerd stilzetten van de installatie (waarschuwen van personeel, afsluiten van toegangswegen, etc). Hiervoor is een UPS gecombineerd met een energieopslag voor enkele minuten tot één uur (accu's) toereikend. Bij het ontwerp moet nauwkeurig worden bekeken welke functiegroepen op de UPS aangesloten moeten worden. Door toepassing van zoveel mogelijk passieve componenten kan de vraag verminderd worden. Het kan handig zijn om de UPS in vorm van meerdere kleine eenheden over de gevoelige punten van de installatie te verdelen.



132


Energiebesparing Het energieverbruik voor de dieselgenerator (circa 500 kWh/jaar) komt bij een dergelijk noodstroomconcept volledig te vervallen. Bij een strenge selectie van de groepen die gecontroleerd afgeschakeld moeten worden kan de accubatterij van de UPS klein worden gehouden. Het verbruik voor de conditionering van de accu's (druppellading) vermindert evenredig met de capaciteit van de batterij. kosten meer

zie ook: 4.2 .1 .2

.4

.b

7"—

Eventueel meerdere kleine UPS verdeelt over de gevoelige punten van een installatie.

.6 1) =T

••

.2 .3 .4 .5 .6 .7 .8 .9 .10 .11 .12 .13 .14 .15 .16 .17

minder Diesel-generator-set, incl. onderhoud.

Voorbeeld Bij de langzaam-verkeer tunnel Heinenoord wordt alleen een UPS geïnstalleerd. Deze garandeert bij spanningsonderbreking dat de roltrap en de lift nog een volledige bedrij fscyclus uitvoeren. Personen die op dat moment van de middelen gebruik maken, krijgen hierdoor de kans om onbelemmerd hun weg voort te zetten. Voor nieuwe gebruikers wordt de toegang afgesloten. Het stand-by verbruik van een klein diesel-generator-set is jaarlijks ca. 1000 kWh. Gaat men ervan uit dat de 40 kW installatie bij netuitval slechts binnen 5 minuten stopgezet wordt, dan is voor een UPS een energieopslag van 3.5 kWh nodig. Druppellading voor een dergelijke accubatterij kost minder dan 100 kWh per jaar. Het verbruik voor noodstroomvoorziening loopt ten opzicht van de conventionele configuratie met 90% terug. Op jaarbasis is dat een besparing van 900 kWh. Opmerking Voor de meeste in Nederland voorkomende netuitvallen (milliseconden tot minuten) zal een dergelijke noodstroomvoorziening zelfs ruim voldoende zijn om de installatie in bedrijf te houden.



133


4.2.5.4 Verwarming noodstroomaggregaat Samenvatting Het energieverbruik van de noodstroomvoorziening kan beperkt worden door het minimaliseren van het verbruik van de koelwaterverwarming, hetzij door te kiezen voor luchtgekoelde generatoren, hetzij door kritisch te kijken of de koelwaterverwarming vereist is. Per generator kan circa 13.000 kWh per jaar bespaard worden. Inleiding De tijd die de dieselmotor na de start nodig heeft om op vol vermogen te kunnen leveren (de belastingscurve) wordt onder meer bepaald door de temperatuur van de dieselmotor. Dat kan consequenties hebben voor de eisen die aan de omgeving van noodstroomgenerator gesteld worden. Gangbaar component Doorgaans treft men in noodstroomgeneratoren watergekoelde dieselmotoren aan. De temperatuur van het motorblok wordt op circa 40° gehouden door een verwarmingselement van circa 1500 Watt. Dat element is weliswaar thermostatisch geregeld, maar staat doorgaans toch nagenoeg continu aan. Opvallend is dat de schakeltemperaturen van de thermostaten niet kritisch zijn ingesteld waardoor doorgaans onnodig verwarmd wordt. In een enkel geval worden luchtgekoelde noodstroomgeneratoren toegepast. In sommige kunstwerken wordt als aanvulling op de conditionering in de generator nog een ruimteverwarming toegepast. Alternatief 1 De koelwaterverwarming en ruimteverwarming kan in veel situaties geheel vermeden worden. Deze optie beperkt zich tot het vermijden van de koelwaterverwarming. Bij de dimensionering van de noodstroomgeneratoren moet kritisch rekening gehouden worden met de tijdsduur waarbinnen (een deel van) het volle vermogen van de generator geleverd moet worden en de belastingscurve in die periode. De omgevingstemperatuur en de temperatuur van de dieselmotor zijn hierbij belangrijke faktoren. Het komt echter voor dat de leverancier van noodstroomgeneratoren zwaardere eisen aan deze temperaturen stelt dan door de fabrikant van de motoren in de specificaties geëist wordt. Op basis van risiko-analyses moet worden afgewogen welk vermogen in de eerste seconden van de netuitval noodzakelijk is en of een beperkte beschikbaarheid van vermogen acceptabel is. Zelfs bij een relatief lage omgevingstemperatuur van 17°C is circa de helft van het maximale vermogen direkt beschikbaar terwijl meer dan 80% van het volle vermogen van de dieselgenerator al na drie seconden



134


beschikbaar is. De faalkans bij het starten moet bij risico-analyses meegenomen worden. Alternatief 2 Er zijn ook noodstroomgeneratoren met luchtkoeling beschikbaar. Bij sommige leveranciers is het assortiment beperkt tot kleine vermogens (circa 40 kW). Afgezien van een beperkt verbruik van de besturingselektronica hebben deze generatoren geen verbruik voor standby- of conditionering. Deze generatoren hebben echter een groot ruimtebeslag, hetgeen een nadeel kan zijn. Voorbeeld Als voorbeeld wordt de specificatie voor een dieselmotor (type Scania DSI, 317 kW) voor generatoren gegeven: Bij een omgevingstemperatuur van 17 °C en zonder bijzondere maatregelen zoals 'warm draaien' of koelwaterverwarming, levert deze motor: • 48 tot 64 % van het maximale vermogen direct na de start, • 90% van het maximale vermogen extra na 3 seconden, • 93% van vol vermogen na 13 seconden. Na vijf minuten kan het maximale vermogen geleverd worden (zie Afbeelding 26). Indien deze belastingscurve voldoet is de koelwaterverwarming overbodig, hetgeen een energiebesparing van 13.000 kWh/jaar per noodstroomaggregaat betekent.

Afbeelding 26 Belastingscurve noodstroomgenerator bij 17°C. Na vijf minuten kan vol vermogen geleverd worden.



135


kosten meer

zie (lok: i.'l .1 1

:è> .4

.6 .6

T

•• 11 minder

••

Componenten voor koelwaterverwarming. Energiekosten



ü .2 .3 .4 .5 .6 .7 .8 .9 .10 .11 .12 .13 .14 .15 .16 .17

136


4.2.6

Stand-by en conditionering

4.2.6.1 Inleiding Functie Conditionering van installaties moet een te snelle corrosie voorkomen. Daarnaast bevatten installaties in groeiende mate componenten zoals PLC's of sensoren die voor juist functioneren strikte randvoorwaarden ten aanzien van temperatuur en vocht vereisen. Stand-by verbruik is gerelateerd aan functiegroepen die, onafhankelijk van hun aktiviteit, permanent met het elektriciteitsnet verbonden zijn. Stand-by verbruik kan voortvloeien uit functionele eisen (bewakingsfuncties, beveiliging) maar ook uit economische overwegingen (hoge kosten van regelingen). Besturing en beveiliging zijn meestal permanent aktief en kunnen ook als stand-by verbruik aangemerkt worden. Dimensionering De behoefte voor conditionering wordt bepaald door: • de produktspecificaties van de toegepaste installaties, • hun plaats in het gebouw of kunstwerk. De eisen die de installaties aan de conditionering stellen verschillen per merk. De keuze voor produkten heeft zo invloed op de dimensionering van de conditionering. Daarnaast heeft men bij het ontwerp te maken met verschillende niveaus voor conditionering (ruimte, kast, apparaat). Optimalisering is mogelijk door de conditionering van de verschillende niveaus op elkaar af te stemmen. Het zal duidelijk zijn dat deze afstemming in een vroeg ontwerpstadium en met participatie van verschillende partijen moet gebeuren. Stand-by voorzieningen worden in het algemeen niet apart gedimensioneerd. De grondslag voor dimensionering vormt meestal het verbruik van de te voeden component in aktieve toestand. Als gevolg hiervan is het rendement van stand-by voorzieningen erg uiteenlopend. Ook bij stand-by voorzieningen is voor optimalisatie een integrale aanpak in een vroeg ontwerpstadium nodig. Vermogen De geïnstalleerde vermogens voor stand-by en conditionering zijn vaak laag in vergelijking met andere functiegroepen binnen een installatie. Er zijn veel mogelijkheden voor vermogensreductie, daarom zal het nodig zijn bij het ontwerp rekening te houden met externe factoren (externe warmtebronnen, passieve sensor-concepten, groepering van meerdere verbruikers bij elkaar, etc.)



137


Gebruiksduur Stand-by voorzieningen vragen permanent energie en het cumulatieve verbruik is hierdoor ook bij lage vermogens aanzienlijk. De componenten voor conditionering (kastverwarmingen, olieverwarming dieselgenerator etc.) en andere stand-by verbruikers worden geschakeld en verbruiken dus niet continue energie. Voor deze verbruikers is het handig om een gemiddeld vermogen voor een equivalente bedrijfstijd van 100% aan te geven. Ontwerprichtlijnen De complexiteit van installaties groeit en maakt de toepassing van PLC's noodzakelijk. Vaak is een PLC ook economisch de meest gunstige optie. De keuze voor een PLC heeft consequenties voor het verbruik voor stand-by en conditionering: - Een PLC staat permanent aan en vraagt een constant vermogen, onafhankelijk van de toestand van de installatie. Bij een relaisbesturing staat altijd een deel van de relais uit. Het elektriciteitsverbruik is afhankelijk van de situatie en bij bewust ontwerp zou men het stand-by verbruik kunnen minimaliseren. - Als eenmaal voor een PLC gekozen is, worden de mogelijkheden voor het bedieningscomfort verruimd. Zo kan de toestand van een installatie door additionele sensoren makkelijk inzichtelijk worden gemaakt. De sensoren zelf hebben hun eigen stand-by verbruik en moeten geconditioneerd worden. - Micro-elektronische componenten als PLC's en sensoren stellen hogere eisen aan omgevingstemperatuur en maximale vochtigheid dan bijvoorbeeld relais. Het is niet zo dat toepassing van een PLC automatisch tot verhoging van het energieverbruik leidt. Als men bij het ontwerp rekening houdt met vraagpatronen, en besturingsfuncties op een gunstige manier samenvat kan zelfs een verlaging van het verbruik ten opzichte van relaisbesturing worden bereikt. Concentreer de besturing zo veel mogelijk. Op deze manier is de energievoorziening en de conditionering het meest efficiënt in te richten. Pas bij sensoren zo veel mogelijk passieve systemen toe en geef de voorkeur aan produkten die geen conditionering vereisen.



138




139


4.2.6.2 Bewakingsrelais Samenvatting De rusttoestand van een installatie wordt bewaakt door een aantal relais die continu geactiveerd zijn. Door voor deze functie energiezuinige relais te kiezen, wordt per relais circa 90 kWh per jaar bespaard. Gangbaar component: Voor deze bewakingsfunctie worden regelmatig relais gebruikt met een relatief hoog vermogen tot 10 Watt per relais. Alternatief: Als alternatief zijn relais met een zeer laag verbruik beschikbaar voor deze bewakingsfunctie. Er zijn miniatuur vermogensrelais beschikbaar die dezelfde vermogens kunnen schakelen, maar slechts een eigen vermogen van 100 mW hebben (zie Afbeelding 27). Geschakeld vermogen vs. eigen verbruik 4000

3OOO

Eigen verbruik [W] O

Merk T

•

Merk Z

Afbeelding 27 Overzicht van maximaal te schakelen vermogen in relatie tot eigen verbruik van relais.

Opmerking De keuze voor een bepaald type relais wordt uiteraard bepaald door meer factoren dan het energieverbruik. De spreiding in afbeelding 27 is onder meer te verklaren door: • het aantal te schakelen contacten, • de spanningen en stromen die geschakeld worden, • de mogelijkheden voor modulaire opbouw van de contactoren, • uitvoering als gelijk- of wisselspanningsrelais.



140


Energiebesparing: Het vermogen van de alternatieve relais bedraagt slechts 1% van het vermogen van de relais die in de onderzochte installaties zijn aangetroffen. Daarmee levert toepassing van een miniatuur vermogensrelais in een bruginstallatie een besparing van 90 kWh per jaar per relais van 10 Watt. Voorbeeld In de referentiesluis komen circa 100 bewakingsrelais voor met een totaal verbruik van 9000 kWh per jaar. kosten meer

zie ook: 4:1 .1 :1

A

.b

.6

.7

Afwijken van standaardisatie.

•i

' rr

minder

•i •i

.3 .4 .5 .6 .7 .8 .9 .10 .11 .12 .13 .14 .15 .16 .17

Miniatuurvermogensrelais zijn in het algemeen goedkoper dan gewone relais met vergelijkbare karakteristieken



.2

141


4.2.6.3 Relais Samenvatting Door toepassing van bistabiele relais kan per relais circa 30 kWh per jaar bespaard worden. In grote installaties kan dat oplopen tot circa 15.000 kWh per jaar. Inleiding De besturing van kunstwerken van Rijkswaterstaat vindt in meer dan de helft van de installaties plaats met relais, de andere installaties zijn met PLC's én relais uitgevoerd. Er is een tendens om vaker PLC's toe te passen. In moderne installaties worden doorgaans meer relais gebruikt dan in oude installaties. Deze hebben echter een lager verbruik. Grote installaties, zoals sluizen, kunnen wel tot duizend relais bevatten. De relais zijn vrijwel altijd mono-stabiel, zodat ze in bekrachtigde toestand energie verbruiken. Gangbaar component Doorgaans is in een installatie circa een kwart tot de helft van de relais bekrachtigd. Het vermogen van deze mono-stabiele relais bedraagt 1 tot 10 Watt. In bijzondere gevallen worden zwaardere relais gebruikt. Alternatief: Veel relais zijn in een bistabiele uitvoering verkrijgbaar, zowel vermogensrelais met een laag verbruik als andere relais. Bistabiele relais zijn er in verschillende uitvoeringen: - relais met één spoel waarbij de status van het relais wisselt zodra het bekrachtigd wordt, - relais met twee spoelen, waarbij het relais door twee verschillende stuurstromen in de ene of de andere toestand gebracht kan worden. Deze zijn met name in combinatie met PLC's goed te gebruiken. - relais met een mechanisch geheugen. Energiebesparing Bistabiele relais gebruiken alleen tijdens het omschakelen stroom. Het energieverbruik hiervan is echter te verwaarlozen ten opzichte van de energie die verloren gaat met het langdurig bekrachtigen van relais. De besparing is dus 2 tot 10 Watt per relais. Voorbeeld Grote installaties, zoals sluizen, bevatten circa duizend relais (bewakingsrelais uitgezonderd). Potentieel is er een besparing mogelijk van circa 15.000 kWh/jaar bij een gemiddelde inschakelduur van circa 30%.



142


Opmerkingen Na het inschakelen van de spanning moet een bistabiele relais in een gedefinieerde toestand gebracht worden, hetgeen extra regeltechnische acties vereist. De combinatie van PLC's en relais bieden hiertoe goede mogelijkheden. Bistabiele relais zijn niet geschikt als bewakingsrelais. kosten meer

zie ook: 4.2 .1 .2

:è .4

Bistabiele relais of extra geheugenblokken maken de relais 20 tot 50% duurder. Deze kosten zijn sterk afhankelijk van type en uitvoering van het relais. Bij toepassing van bistabiele relais zal het besturingssysteem uitgebreider worden, omdat een voorziening moet worden ingebouwd om de relais in een gedefinieerde toestand te brengen.

.6

.'/ =f .2 .3

••

minder

Energiekosten


b


.4 .5 .6 .7 .8 .9 .10 .11 .12 .13 .14 .15 .16 .17

143


4.2.6.4 Relais-, PLC- of PC-besturing Samenvatting Enerzijds verbruiken relais per operatie veel energie vergeleken met elektronische logische componenten zoals PLC's. Anderzijds staan PLC's permanent aan en stellen hogere eisen aan de conditionering. Afhankelijk van de complexiteit en de gebruiksduur van een installatie zal een PLC of een relaisbesturing een minimaal energieverbruik voor besturing mogelijk maken. Inleiding Voor de besturing van installaties kunnen relais of PLC's worden ingezet. In complexe installaties domineren om technische redenen PLC's. In eenvoudige installaties is de keuze uit technisch oogpunt arbitrair. Het energieverbruik van beide opties is echter niet hetzelfde. Gangbaar component Nog steeds worden relais veel gebruikt om logische functies te realiseren. Zij zijn robuust en makkelijk in een systeem in te passen en staan een decentrale aanpak in de besturing toe. Het opgenomen vermogen van dergelijke relais ligt tussen 1 en 10 Watt. Een gemiddelde bedrijfstijd is moeilijk aan te geven maar als indicatie kan men uitgaan van een jaarverbruik van 15 kWh per relais. Alternatief In principe voeren elektronische schakelingen logische operaties uit met veel minder energie. In de praktijk is dat voordeel vaak minder evident omdat: • bij overgang naar elektronische besturingen in het algemeen meer complexiteit in het systeem wordt ingebouwd; • de periferie van de besturing (sensoren, meetwaardeomvormers, interfaces) veel energie (stand-by) op laagspanningsniveau vereist. Door het eerste punt wordt een vergelijking bemoeilijkt. Bij het tweede punt is onder andere het gebruiksrendement van de benodigde laagspanningsvoedingen van belang. Een kleine PLC (voeding, CPU en 7 expansiekaarten) heeft een aansluitvermogen van gemiddeld 50 W. Er bestaat een breed spectrum aan vergelijkbare PLC's van verschillende fabrikanten die zich onder andere in het energieverbruik onderscheiden. PLC's zijn klokgestuurde systemen. Het energieverbruik groeit tot op zekere hoogte evenredig met de klokfrequentie (zie Afbeelding 28). In toepassingen die niet tijdkritisch zijn kiest men uit het oogpunt van energiebesparing bij voorkeur voor een lagere klokfrequentie. Voordelig zijn daarnaast systemen die slechts één (lage) voedingsspanning nodig hebben (5 V of beter nog 3 V). Ook de gebruikte halfgeleidertechnologie is van invloed op het energieverbruik: CMOS schakelingen verbruiken het minst.



144


Het is gebruikelijk dat per PLC-bus een aparte voeding (met eigen verbruik!) geïnstalleerd moet worden. Uit energie-oogpunt verdient het daarom aanbeveling om de functies met zo weinig mogelijk rekken te realiseren. Beter één rek met 8 slots dan twee rekken met elk 4 gebruikte slots. In toenemende mate worden voor besturingstaken industriële PC's in combinatie met veldbus-systemen toegepast. Uit het oogpunt van energieverbruik gelden voor deze PC's vergelijkbare uitspraken als voor PLC's. PLC's en PC's stellen hogere eisen aan de klimaatbeheersing. Als de keuze voor een PLC kastverwarming, koeling of ventilatie noodzakelijk maakt die anders achterwege had kunnen blijven, dan heeft dit consequenties voor het energieverbruik: één kastverwarming (50 W) komt bij de gemaakte veronderstellingen immers overeen met ca. 15 relais. Energiebesparing vermogen [H] 15

— half size kaart — full aiie kaart

14 13 12 11 10 9 8 7

''X

V

e 25

33 66 klokfrequentie [MHc]

Afbeelding 28 Energieverbruik van industriële CPU-kaarten kosten meer

zie ook: 4.2 .1 .2 .3

.4

.b

.6

•i

•• minder

•ü

Energiekosten

•H

:/

-1

.2 .3 .4 .5 .6

.7 .8 .9 .10 .11 .12 .13 .14 .15 16 17



145


Voorbeeld Bij een minder complexe installatie (kleine sluis of hefbrug) kan een kleine PLC alle benodigde functies vervullen. Bij gebruik van alle slots (voor onder andere interfacekaarten voor het aansturen van 220 V componenten) verbruikt een gemiddeld model 440 kWh per jaar. Als voor deze installatie meer dan 30 logische relais nodig zouden zijn kan men ervan uitgaan dat de variant met PLC energiezuiniger is. Opmerking De keuze voor één van de drie opties voor besturing wordt in het algemeen door andere factoren bepaald dan het energieverbruik. Uiteraard is het zinvol om ook binnen de gekozen optie het energieverbruik te vergelijken en vervolgens zuinige merken toe te passen.



146




147


4.2.6.5 Apparaatkastverwarming Samenvatting Het energieverbruik voor conditionering kan met 250 kWh/jaar per apparaatkast verminderd worden, als de verwarming van apparaatkasten vermeden wordt. Voor grote kunstwerken kan dat oplopen tot 25.000 kWh per jaar. Inleiding Kastverwarmingen worden toegepast om de relatieve vochtigheid van de lucht in apparaatkasten te verlagen en zo de kans op corrosie te verminderen. Teneinde de noodzaak van deze verwarmingen te bepalen moet bij het ontwerp van technische ruimtes rekening gehouden worden met de omgeving waarin de technische ruimte zich bevindt, de uitvoering van de ruimte en de omstandigheden in die ruimte. Mogelijk is met beperkte voorzieningen het klimaat in de ruimte te verbeteren, of kan bij de conditionering gebruik gemaakt worden van afvallucht of -warmte uit andere ruimtes, of zijn de omstandigheden in de ruimte al zodanig dat kastverwarming niet noodzakelijk is. Componenten die bijzondere eisen aan het klimaat stellen moeten apart in speciaal geconditioneerde kasten of ruimtes worden onder gebracht. Gangbaar component In een apparaatkast worden veelal een of twee kastverwarmingen opgenomen met een totaal vermogen van 30 tot 100 Watt. De thermostaat in het verwarmingselement is uitsluitend bedoeld ter voorkoming van oververhitting van het element zelf, en de omliggende componenten (maximum temperatuur 60°C). Voor regeling van de luchttemperatuur in de kast is een aparte thermostaat nodig. De gangbare elementen zijn niet met een dergelijke thermostaat uitgerust. Alternatief In het algemeen geldt dat ook bij indeling van technische ruimtes goed gekeken moet worden naar klimaateisen die gesteld worden aan de apparatuur. Zorg ervoor dat apparaatkasten niet op koude plekken staan waar extra risiko voor condens en corossie bestaat. De technische ruimtes kunnen mogelijk verdeeld worden naar apparatuur met vergelijkbare klimaateisen (compartimentering). Alternatief 1 De kastverwarmingen kunnen op grond van klimaateisen van componenten weggelaten worden. De toetreding van de buitenlucht moet dan beperkt worden (bijivoorbeeld een ventilatievoud van 0,1). Met name moet daarbij gelet worden op kierdichting door het afsluiten of volschuimen van kabeldoorvoeren. Door dubbele deuren,



148


of een portaal bij de toegangsdeur kan de luchttoetreding bij service en onderhoud beperkt worden. Alternatief 2 Warmteverliezen kunnen beperkt worden door het gebruik van kunststof kasten. Ze hebben een lage warmtedoorgangsweerstand. Ter vergelijking: een plaatstalen kast heeft een k-waarde van 5.5 W/(m2.K), een kunststof kast heeft een k-waarde van 3.6 W/(m2.K). Dat betekent dat in een kunststof kast de interne warmteproductie effectiever benut kan worden. Voor het droogstoken van de installatie is slechts tweederde deel van de energie nodig ten opzichte van een vergelijkbare situatie met een stalen kast. Dit heeft met name effect in ruimtes waar de omgevingslucht veel ververst wordt, of waar de kasten in de buitenlucht staan. Alternatief 3 In aanvulling op de beide genoemde opties kan nog een hygrostatische regeling worden toegepast. Daardoor wordt in extreme situaties een hoge relatieve vochtigheid voorkomen. Eén of twee hygrostaten bij gevoelige apparatuur op relatief koele plaatsen zijn daarvoor de meest geëigende sensoren. Afhankelijk van de aanwezigheid van apparatuur die speciaal beschermd moet worden, moeten de kastverwarmingen ingeschakeld worden, wanneer een relatieve luchtvochtigheid van circa 80% overschreden wordt. De verwarmingen worden alleen in die kasten geplaatst waarin onvoldoende warmte door de apparatuur wordt geproduceerd. Daardoor blijven de apparaatkasten de warmste objecten in de ruimte, en wordt condensatie voorkomen. kosten meer

zie ook: LI 1 .2

I'

.3

Kunststofkasten zijn circa 15 % duurder dan plaatstalen kasten. De meerkosten zijn afhankelijk van type en uitvoering. Hygrostaat (circa ƒ 100)

.i>

1 "6 y .2 .3 .4 .5 .6 .7 .8 .9 .10 .11 .12 .13 .14 15 16 17

minder Een kastverwarming kost circa ƒ 100 afhankelijk van type en uitvoering. Kosten die door het vermijden van het gebruik van een kastverwarming worden uitgespaard. Energiekosten


.4


149


Voorbeeld Afhankelijk van de grootte van het kunstwerk treft men tien tot honderd kastverwarmingen aan van circa 50 Watt, elk met een verbruik van circa 250 kWh per jaar. Vermijden van het gebruik van kastverwarmingen levert op jaarbasis een besparing van 2.500 tot 25.000 kWh op. Opmerking 1 Op basis van de specificaties van de apparatuur en berekening van het binnenklimaat kunnen de randvoorwaarden voor (minimum en maximum) temperatuur en vochtigheid bepaald worden. Het verdient de aanbeveling direct na de bouw de luchtvochtigheid tijdelijk te meten, teneinde de noodzaak van tijdelijke maatregelen te onderzeken. Daarbij moet men er rekening mee houden dat de luchtvochtigheid de eerste jaren na de bouw relatief hoog kan zijn, door uitwaseming van de bouwmassa. Klimaatberekeningen en berekening van de kans op condensvorming is een specialistische opgave. Het is daarom aan te bevelen daarvoor deskundigen te raadplegen.



150




151


4.2.6.6 Hydraulische- of smeerolie Samenvatting In installaties, die buiten of in een koude omgeving staan, wordt smeerolie of hydraulische olie soms verwarmd. Dit om de olie voldoende vloeibaar te houden. Door toepassing van geschikte oliën en gesloten systemen kan 1000 kWh per jaar per installatie bespaard worden. Gangbaar component Kastverwarming met een groot vermogen (1000 Watt) en een thermostaat die inschakelt bij een temperatuur lager dan 0 °C. Alternatief Er is olie beschikbaar die nog bij temperaturen lager dan -10 °C een viscositeit heeft die hoger is dan 1000 centistokes en daarom nog goed bruikbaar is als hydraulische of smeerolie. Gebruik van deze olie, mogelijk aangevuld met goede afdichtingen van de behuizing maakt verwarming van de olie overbodig. Door gesloten systemen kan vocht in de olie vermeden worden en daarmee de bevriezing van dat water. Energiebesparing In een jaar komen circa 500 uren voor met temperaturen lager dan 0 °C. Bij toepassing van een verwarmingselement van 1000 Watt wordt 500 kWh per jaar bespaard. kosten meer

zie <jok:

LI .1 1

:i

.4

.b|.6 .i

MM minder De prijzen van de in aanmerking komende oliën verschillen niet wezenlijk van de gangbare typen olie. Energiekosten

.2 .3 .4 .5 .6 .7 .8 .9 .10 .11 .12 .13 .14 .15 .16 .17

Opmerking Water dat de installatie binnendringt kan goed met hygroscopische filters (silicagel) worden verwijderd.



152




153


4.2.6.7 Installatie in de stand-by stand Samenvatting Sommige kunstwerken worden niet continu gebruikt. In perioden van 'rust' kunnen veel funkties uitgeschakeld worden. Besparingen zijn zeer sterk afhankelijk van de omstandigheden en het kunstwerk, maar liggen voor middelgrote kunstwerken in de orde van grootte van 100 duizend kWh per jaar. Inleiding Sommige kunstwerken, zoals bijvoorbeeld bruggen en sluizen, worden niet continu gebruikt. Soms doordat ze in rustige vaarroutes liggen soms omdat ze een sterk seizoensgebonden gebruik kennen. In periodes dat deze kunstwerken wel bemand maar niet gebruikt worden, kunnen veel systemen uitgeschakeld worden. Het bedienend personeel wordt doorgaans vroeg genoeg gewaarschuwd om het kunstwerk tijdig weer actief te maken. Alternatief Met de 'stand-by' functie kunnen groepen of delen daarvan afgeschakeld worden die overbodig zijn als het kunstwerk niet in gebruik is, zoals: terreinen kolkverlichting, video-installatie met camera's, infrarood-lampen en monitoren, audio-installatie, radar, relais, lessenaarverlichting. Opmerking Terreinverlichting wordt vaak uitgevoerd met lampen (SOX, SON) die een opwarmtijd hebben van verscheidene minuten. Er zijn diminstallaties beschikbaar waarmee deze lampen met gereduceerd vermogen (circa 50%) kunnen branden. Dit kan in deze optie ingepast worden. In een aantal situaties voldoet tereinverlichting met TL-D lampen die een korte opwarmtijd hebben. De precieze invulling van de 'stand-by modus' moet gemaakt worden in overleg met de scheepvaartdienst. Daar zijn twee redenen voor: - Per kunstwerk kan het protocol voor de bediening verschillen, - In overleg met het bedieningspersopneel moet een verandering van het standaard protocol besproken worden om te komen tot een werkbare oplossing en acceptatie van de stand-by modus.



154


Energiebesparing De energiebesparing is sterk afhankelijk van de omvang en de gebruiksduur van het kunstwerk, afstandsbediening en de procedures die het bedienend personeel moet of wil hanteren. Bij kunstwerken die hoofdzakelijk bedoeld zijn voor de pleziervaart zal het effect (buiten het zomerseizoen) het grootst zijn. Bruggen en sluizen met deze functie worden soms tot 95% van de tijd dat ze bemand zijn, niet benut. kosten meer Er moeten extra kosten gemaakt worden voor uitbreiding van het besturings-systeem, zodanig dat grote verbruikers centraal afgeschakeld kunnen worden.

zie ook: 4.2 .1 1

.3

.6

.4

•1 ^

•ü

•

•• i

•1

Energiekosten

"T .2 .3 .4

1

m

minder

y

.6 .7 .8 .9 .10 .11 .12 .13 .14 .15 .16 XI

Voorbeeld De ophaalbrug bij Houtens, Noord-Brabant heeft geen radar, terreinof kolkverlichting. De overige genoemde verbruikers zijn echter goed voor en verbruik van 5000 kWh per jaar. De 'stand-by'-schakelaar zou daar een besparing van 4760 kWh per jaar opleveren. In de Vlaketunnel zijn onder meer camera's en monitoren opgenomen in een 'stand-by-schakeling'. Deze worden automatisch geactiveerd in een calamiteiten-situatie.



155


4.2.6.8 2de stand-by transformator Samenvatting Door per functiegroep een kleine extra transformator te plaatsen die de energievoorziening in stand-by overneemt kunnen de nullastverliezen van de transformator terug worden gedrongen. Afhankelijk van de bedrijfstijd en het stand-by verbruik van de functiegroepen is een besparing van 5% a 30% te bereiken. Inleiding Als laagspanningscomponenten of functiegroepen in stand-by worden gehouden daalt het opgenomen vermogen en werkt de voedende transformator in deellast. In deellast hebben transformatoren een slecht rendement. Gangbaar component Laagspannings-functiegroepen worden door een transformator van energie voorzien. Deze transformator is gedimensioneerd op de vraag bij vollast, vaak zelfs nog met een zekerheidsfactor voor overbelasting. In stand-by vragen functiegroepen vaak slechts een fractie van hun nominaal vermogen. Dit betekent voor functiegroepen die veel in stand-by staan dat de transformator voor een groot deel van de tijd slechts een laag werkelijk vermogen moet leveren. In verband met de nagenoeg constante ijzerverliezen heeft de transformator dan een slecht rendement. Daarnaast vormt deze een inductieve last en zorgt voor een lage arbeidsfactor met verhoudingsgewijs hoge transmissieverliezen. Alternatief Bij een functiegroep kunnen twee transformatoren geplaatst worden. De gewone (stuur-)transformator wordt gedimensioneerd op vollast. In deellast wordt hij van het net gescheiden en een tweede, op het stand-by verbruik gedimensioneerde transformator neemt de energievoorziening over. Deze zorgt er ook voor dat de stuurtransformator geactiveerd wordt als de groep geactiveerd wordt. Door deze trapsgewijze structuur kan in alle bedrijfstoestanden een maximaal rendement en gunstige arbeidsfactor bereikt worden. Voorwaarde is wel dat de functiegroep in stand-by duidelijk minder energie vraagt dan bij volle activiteit. Energiebesparing De ijzer- en koperverliezen voor goede laagspanningstransformatoren (100 a 200 VA) liggen bij vollast rond de 8%. Bij een 200 VA transformator komt dat neer op een vermogensverlies van 16 W. In eerste orde kan men ervan uitgaan dat dit vermogen slechts weinig vermindert als de transformator op deellast draait (bijv. naar 10 W). Bij een 200 W functiegroep die slechts 10% van de tijd aan en dus



156


voor 90% in stand-bij staat, ontstaat op die manier een extra jaarverbruik van 80 kWh. Dat is bijna 30% van de totale energieconsumptie. Dit 30% stand-by verbruik kan door middel van een tweede stand-by transformator voor een groot deel uitgespaard worden. kosten

zie ook: 4.2 .1 1

meer

.4

Installatie tweede transformator met besturings-logica: ƒ 50,- per functiegroep minder

••

Energiekosten

.b

.6

1 .2 .3 .4 .5 .6 .7 .8 .9 .10 .11 .12 .13 .14 .lb .16 .17

functiegroep 220V ~

II

J. logica en relais aansturing

stand-by detectie

Afbeelding 29 Tweede trafo voor stand-by (principe)

Voorbeeld Voor consumentenprodukten wordt dit principe reeds ontwikkeld cq. toegepast. Onder andere bestaat een zender/receiver-combinatie voor korte-golf amateurs met een aparte stand-by transformator. Opmerking Deze optie is niet beperkt tot apparaatniveau en kleine vermogens. Deze optie is van toepassing op alle groepen binnen een installatie die in de stand-by stand geen vermogen opnemen.



157


4.2.6.9 Kathodische bescherming met zonnecellen Samenvatting Kathodische bescherming kan middels fotovoltaische cellen (PV) van energie worden voorzien. Per vierkante meter te beschermen oppervlak wordt per jaar ongeveer 1,5 kWh elektriciteit uitgespaard, afhankelijk van de geleidbaarheid van de grond en de toestand van de corrosiewerende coating. Op afgelegen locaties zonder aansluiting op het openbare net zijn zonnecellen vaak kosteneffectief. Inleiding Installaties zijn onderhevig aan corrosie. Dit geldt met name voor metalen constructiedelen. Als deze constructiedelen blootgesteld zijn aan een agressief milieu (bijv. vocht, zout water en zure neerslag) wordt de corrosie versneld. Dit brengt hoge kosten met zich mee. Om deze kosten te beperken, worden maatregelen genomen die corrosie moeten afremmen. Er wordt onderscheid gemaakt tussen: • uniforme aantasting zonder dat er sprake is van elektrische stromen, • elektrochemische corrosieprocessen, die op gang komen als een metaaloppervlak blootgesteld wordt aan een waterig milieu (vocht, druppels). De combinatie metaal - water vormt in feite een galvanisch element. Verdeeld over een constructie ontstaan veel van deze elementen die met elkaar in verbinding staan. De stromen die tussen deze lokale elementen vloeien, zorgen voor de corrosie van de metalen elektroden. In het eerste geval zijn coatings of verflagen geschikte maatregelen. Elektrochemische corrosie kan geremd en in het ideale geval tot stilstand gebracht worden als men de evenwichtspotentialen van de lokale galvanische elementen met een externe stroombron compenseert. Het laatste noemt men kathodische bescherming.



158


Gangbaar component

van het openbare net

stroom

hulpelectrode

constructie

Afbeelding 30 Principe bescherming

kathodische

Een externe hulpelektrode wordt via een gelijkrichter uit het openbare net gevoed. De stroom die naar de constructie vloeit zorgt voor de beschermende potentiaalverschuiving (zie Afbeelding 30). Als indicatie voor het benodigde vermogen kan men uitgaan van de folgende formule: p

=

J*U*k*A v

met de kentallen: bescherming in W; nef aansluitvermogen voor kathodische 2 stroomdichtheid in A/m (orde van grootte: 0.15 A/m 2 ); J: spanning in V (afhankelijk van de geleidbaarheid van de U: grond 2 tot 15 V); A: te beschermen oppervlak in m2; k: aandeel aan vocht blootgesteld oppervlak door beschadiging van de coating (bijv. 1/10); rendement voeding en gelijkrichter met regeling. A

Alternatief Het werkingsprincipe blijft hetzelfde. Nu wordt echter zonne-energie als energiebron gebruikt. De elektriciteit voor de hulpelektrode wordt met een fotovoltaische generator opgewekt. Een gelijkrichter is in dat geval overbodig, (fotovoltaische cellen leveren gelijkspanning.) Het benodigde PV-oppervlak is te schatten op basis van de formule



159


met de variabelen Qverbr. : dagelijks energieverbruik in Wh (24 h * P net * r\); fi : blootstellingsfactor (0..1); voor open lucht 1; T)PV : rendement van de fotovoltaïsche cellen: poly-kristallijn Si ca. 15%; : ôpslag rendement van de batterij: loodaccu's ca.80%; G : dagelijkse instraling per vierkante meter in 2 Wh/(m *dag): buiten minimaal gemiddeld 400 Wh/(m 2 *dag). Als energie-opslag voor perioden zonder zoninstraling (bijv. 's nachts) is een batterij nodig. De capaciteit van deze batterij hangt af van de te verwachten tijd zonder opbrengst aan zonne-energie. De capaciteit van de batterij is: c

_ J*A*k*t d

ontl.

met C t

capaciteit in Ah; te overbruggen tijd in uren; d maximaal gewenste ontladingsdiepte van de accu's. ontl. Voor een nauwkeurige dimensionering moeten statistieken met instralingsgegevens gebruikt worden die representatief zijn voor de desbetreffende locatie. Energiebesparing Het alternatief werkt op zonne-energie. De energiebesparing is dus 100%.



160


kosten meer ƒ 2300/m2 PV oppervlak; ƒ 2/Ah accucapaciteit

zie ook: 4.2 | .1

.2 .3 | .4 | .5

•i

minder Voeding, gelijkrichter ƒ 5000, evtl. netaansluiting ƒ 100/m Energiekosten

.6

•

•

V

\ \

.i

.2 .3 .4 .5 .6 .7 .8 .9 .10 .11 .12 .13 .14 .15 .16 .17

Voorbeeld Bij een sluizencomplex wordt kathodische bescherming toegepast. De relevante stalen constructieonderdelen hebben een totaal oppervlak van 2000 m2. Bij de dimensionering van de bescherming is ervan uitgegaan dat 10% van de verflaag of coating beschadigd is (200m2). De geleidbaarheid van de grond is goed waardoor een spanning van gemiddeld 3 V nodig is om de 0.15 A/m 2 op te brengen. Het totaalrendement van de voeding ligt bij ca. 30%. Hieruit resulteert een vermogen van ca. 300 W. Het jaarlijkse energieverbruik komt daarmee op ruim 2600 kWh. Het energieverbruik kan worden uitgespaard door een PV generator van ca. 16 m2. Als een periode van maximaal veertien dagen overbrugd moet worden is bij een maximale ontladingsdiepte van 50% een accubatterij van ongeveer 20000 Ah nodig. Met behulp van een gelijkspanningsomzetter kunnen bijvoorbeeld 24 V accu's worden toegepast. Bij een omzettingsrendement van 95% is de benodigde capaciteit in dat geval ca. 3700 Ah. Opmerking Combinatie van zonnecellen met een windgenerator maakt een aanzienlijke verkleining van het benodigde PV-oppervlak en van de capaciteit van de accu mogelijk, met als gevolg lagere investeringen.



161


4.2.6.10

Drukopnemers en sonar metingen Samenvatting In plaats van borrelbuizen kunnen drukopnemers en sonarsensoren gebruikt worden om het waterpeil te meten. De compressor voor de borrelbuis komt hiermee te vervallen. De energiebesparing is per opnemer ca. 8000 kWh per jaar. Inleiding In kunstwerken moet vaak het niveau van het water worden gemeten, bijvoorbeeld om te bepalen of de kolkdeuren van een sluis geopend mogen worden. Gangbaar component De hoogte van de waterkolom wordt bepaald aan de hand van de tegendruk die perslucht in een borrelbuis ervaart. De perslucht wordt geleverd door een compressor. Als die permanent draait (incl. luchtdroger circa 1000 W) komt de meetmethode neer op een energieverbruik van 8000 kWh per jaar. I.v.m. mechanische slijtage en verstoppingen vragen compressor en borrelbuis regelmatig onderhoud. Alternatief Voor de niveaumeting zijn ook elektrische drukopnemers geschikt. Het meetprincipe is gebaseerd op de vervorming van een diafragma met als gevolg een verandering van de op de achterzijde bevestigde weerstanden. Drukopnemers zijn onderhoudsvrij en leveren een elektrisch meetsignaal wat de procesintegratie vergemakkelijkt. Voor niveaumeringen zijn ook sonarsensoren geschikt. Zij gebruiken de looptijd van een geluidssignaal om de afstand tussen sensor en wateroppervlak te bepalen. Energiebesparing Het opgenomen vermogen van een drukopnemer met geïntegreerde meetversterker is maximaal 2 W. Het jaarverbruik bij permanent gebruik komt hiermee op kleine 20 kWh. De besparing bedraagt dus bijna 8000 kWh oftewel meer dan 99%. Sonare meetsystemen hebben een iets hoger energieverbruik van ongeveer 10 W per sensor. De besparing ten opzichte van borrelbuizen is alsnog ongeveer 90%.



162


kosten meer

zie ook: il .1 2

J&

drukopnemer: ƒ 100,-

.4

.b

.6

7

11 .2 .3 .4 .5 .6 .7 .8 .9 .10 .11 .12 .13 .14 .15 .16 .17

minder compressor, installatie borrelbuis onderhoud Energiekosten

Opmerking Er bestaan ook drukopnemers die rechtstreeks drukverschillen meten. Zij zijn bijvoorbeeld toepasbaar voor de aansturing van een sluisdeur die slechts geopend mag worden als het waterpeil aan beide kanten gelijk is.



163




164


4.2.7

Energiebeheer

4.2.7.1 Inleiding

>-,

Functie Het energieverbruik van een installatie wordt niet alleen vooraf bepaald door het ontwerp maar ook door het regime in dagelijks gebruik. Bij het ontwerp kan men wel faciliteiten voorzien die het de latere gebruikers makkelijker maken om zicht op het verbruik te houden en maatregelen voor energiebesparing te nemen en het effect er van te meten. In de gebouwde omgeving is het besparingspotentieel door gedragsbeïnvloeding circa 5% van de vraag. Een bijkomend voordeel van permanente bemetering is dat men snel in kan spelen op veroudering van installaties omdat deze zich vaak van tevoren aankondigt in een verhoogd energieverbruik. Ontwerprichtlijnen Voorzie een installatie zo van meters dat de aparte bemetering van de meest belangrijke functiegroepen mogelijk is. Neem de verzameling en analyse van gegevens over het energieverbruik als vast onderdeel op in de onderhoudsprocedures van de installatie.


Energiebeheer

165


LITERATUUR [1]

Energiebeheer in kantoorgebouwen, Novem, 1993


Energiebeheer

166


Editie 1. januari 1995, Bouwdienst RWS

Energiebeheer

167


4.2.7.2 Onderbemetering Samenvatting De bemetering van een installatie is in het algemeen gericht op de afrekening van het energieverbruik. De bemetering kan bij een geschikte opzet echter ook worden gebruikt om inzicht te verkrijgen in het energieverbruik en energiebesparing te stimuleren. Het besparingspotentieel ligt tussen 2 en 10% van het totale verbruik. Inleiding Bij elke klant van een distributiebedrijf worden hoofdaansluiting elektriciteits- en / of gasmeters geplaatst.

bij

de

Gangbaar component Bij elke installatie van Rijkswaterstaat wordt het totale energieverbruik bij de hoofdaansluiting gemeten. In complexe installaties wordt soms nog het verbruik van grote groepen, bijvoorbeeld per gebouw, gemeten. Het energieverbruik en de ontwikkelingen hierin zijn op die manier slechts globaal te verklaren. Veranderingen binnen kleine groepen blijven onzichtbaar omdat de grote verbruikers het beeld domineren. Alternatief Door ook op lagere niveau's binnen een installatie meters te plaatsen worden de energiestromen inzichtelijker. De invloed van de gebruikers en beheerder op het verbruik van (delen van) de installatie wordt duidelijker en het verbruik van kleine groepen blijft kwantificeerbaar. Ontwikkelingen in het energieverbruik zijn hierdoor nauwkeurig te traceren. Oorzaken voor stijgend energieverbruik en effecten van energiebesparingscampagnes kunnen zo duidelijk gemaakt en naar het personeel gepresenteerd worden. Belangrijk is dat de meters extra goed zichtbaar geplaatst worden, bijvoorbeeld in de bedieningsruimte. Het verdient de voorkeur bij de onderbemetering onderscheid te maken russen functiegroepen. In dat geval zijn gerichte besparingscampagnes op specifieke onderdelen van de installatie mogelijk met als voordeel duidelijkheid van de effecten. In het beheer van de installatie moet structureel aandacht worden besteed aan de evaluatie van het verbruik, eventueel in het kader van onderhoudsprogramma cq. kostenbewaking. Energiebesparing De besparing die bereikt kan worden door een meer gedetailleerde bemetering is moeilijk te kwantificeren. Geschat wordt dat het besparingspotentieel 2% tot 5% van het totaal verbruik is, afhankelijk van de wijze van verwerking en stimulans voor besparing.

Editie t, januari 1995, Bouwdienst RWS

Energiebeheer

168


kosten meer

zie ook: 4.2 .1 .2| J

ƒ 200,- tot ƒ 1000,- per extra meter in het bedieningsgebouw.

.5 I .6

11

mT ••

minder

.2 .3 .4

.5 .6 .7 .8 .9 .lü .11 .12 .13 .14 .15 .16 .17

Energiekosten

1, januari 1995. Bouwdienst RWS

.4

Energiebeheer

169


4.2.7.3 Gedragsverandering door feedback Samenvatting Het energieverbruik in gebouwen en mogelijk ook van kunstwerken kan met minstens 5% verlaagd worden door het personeel voortdurend te informeren over hun energieverbruik en tegelijkertijd een zuiniger gedrag te stimuleren. De besparingen worden geschat op 50 duizend kWh per jaar in een groot kunstwerk. Inleiding De kans op gedragsverandering neemt toe naarmate er beter voldaan is aan de volgende drie voorwaarden: • Capaciteit: een gebruiker moet de mogelijkheid hebben het energieverbruik waar te nemen en te interpreteren. • Motivatie: door communicatie en voorlichting moet de gebruiker gewezen worden op het belang van een laag energieverbruik. Beloningen voor een laag energieverbruik versterken de motivatie. • Gelegenheid: de gebruikers moeten de mogelijkheid krijgen om hun gedrag zo te veranderen, dat een lager energieverbruik verwezenlijkt kan worden. Daarbij is het belangrijk dat aan alle drie voorwaarden in meer of mindere mate wordt voldaan. Gangbare situatie De gebruiker is niet op de hoogte van het energieverbruik van een kunstwerk. Daarvoor zijn doorgaans diverse redenen: • de energiemeters zijn niet eenvoudig afleesbaar of onbereikbaar, • het is onduidelijk welk verbruik door de meters worden geregistreerd, • de referentie voor een 'normaal' energieverbruik ontbreekt • het belang van een laag energieverbruik is niet duidelijk, • er is geen aanleiding om de meters af te lezen, • de consequenties van een laag energieverbruik zijn voor de gebruiker niet waarneembaar (energierekeningen worden door andere afdelingen betaald), • de gebruiker van een kunstwerk of het onderhoudspersoneel hebben niet altijd de kennis of de mogelijkheid om procedures te veranderen of maatregelen te nemen, teneinde het energieverbruik te verlagen. Alternatief Het energieverbruik van het kunstwerk moet goed zichtbaar en inzichtelijk worden weergegeven, bijvoorbeeld in de bedieningsruimte van het kunstwerk. De ENERGIESPIEGEL® presenteert op grafische wijze en gebaseerd op metingen het actuele verbruik, het verbruik over diverse perioden en referentiewaarden. Goede feedback ontstaat doordat deze gegevens direkt en continu


Energiebeheer

170


beschikbaar zijn, waardoor het inzicht in het energieverbruik vergroot. Het is aan te bevelen om het energieverbruik van diverse verbruiksgroepen gescheiden te meten en te registreren. Daarbij moet het voor de gebruiker duidelijk zijn dat het energieverbruik van die groepen afzonderlijk te beïnvloeden is. Het ligt voor de hand het energieverbruik van de volgende groepen apart weer te geven: • het bedieningsgebouw, • eventuele kantoren en • het kunstwerk, zo mogelijk verdeeld in een aantal grote verbruikers zoals beweging, besturing, verwarming/conditionering en verlichting. Het aldus vergrote energiebewustzijn zal alleen leiden tot energiebesparing als gedragsveranderingen worden gestimuleerd door het motiveren van het personeel en het geven van verantwoordelijkheden. Het personeel van het kunstwerk moet procedures kunnen wijzigen of maatregelen kunnen nemen die leiden tot een lager energieverbruik. Bovendien moet het personeel toegang hebben tot informatie over energiebesparende maatregelen. Energiebesparing De energiebesparing als gevolg van gedragsveranderingen van personeel van technische installaties is onbekend. De besparingen als gevolg van feedback in huishoudens bedragen minstens 5% voor het elektriciteitsverbruik wanneer de verbruiker zelf zijn verbruik registreert en analyseert en er bovendien informatie gegeven wordt over energiebesparingsmogelijkheden. In huishoudens lopen de besparingen op tot 14% wanneer de feedback snel en met een hoge frequentie plaats vindt, de weergave van de resultaten grafisch is en er bovendien een beloning voor besparing gegeven wordt.

SKiiif||llliii|BI

|

KlliÉlJ !

Afbeelding 31 De ENERGIESPIEGEL


Energiebeheer

171


kosten meer

zie ook: 4.2 .1 .1

.i

.4

.b

.6

.'J .1

De EnergieSpiegel kost ƒ 6.600,Eenvoudige software voor energiebeheer: ƒ 500,-

••


.2 .3 .4 .5 .6 .7 .8 .9 .10 .11 .12 .13 .14 .15 .16 .17

Voorbeeld Relateren we deze besparing aan het energieverbruik van de ruimteverwarming dan bedraagt de besparing in een normaal geïsoleerde bedieningsgebouw 1600 kWh per jaar. Naar verwachting zal door gedragsverandering het energieverbruik van kunstwerken met enige procenten verminderd kunnen worden wat een besparing van 50 duizend kWh per jaar kan opleveren. Opmerking Mogelijk geven verbruikscijfers informatie over de toestand van de installatie en kunnen ze een bijdrage leveren aan preventief onderhoud.


Energiebeheer

172


Editie l, januari 1995. Bouwdienst RWS

Energiebeheer

173


4.2.7.4 Energieaspecten van serviceplannen Samenvatting Veroudering van installaties is vaak een oorzaak van een verhoogd energieverbruik. Door goed onderhoud en door het vastleggen van een energieprestatie-eis in onderhoudscontracten kan dit extra verbruik in de hand gehouden worden. Het monitoren van het energieverbruik van installaties door ondermetering (zie optie 'onderbemetering') en het opnemen van deze gegevens in een verslag kan hiervoor als basis dienen. Inleiding Een groot deel van het energieverbuik van kunstwerken komt voor rekening van de installaties. Deze installaties moeten vele jaren meegaan. Voor de installaties zijn over het algemeen onderhoudscontracten afgesloten bij de leverancier. Gangbaar Energieverbruik van installaties maakt onderhoudscontracten en service-plannen.

geen

deel

uit

van

Energiezuinig alternatief Opnemen van energieprestatie-eis in onderhoudscontracten en garantieregelingen. Energieverbruik van installaties en het monitoren daarvan door onderbemetering een onderdeel laten zijn van serviceplannen. Energiebesparing De energiebesparing is afhankelijk van het soort en het gebruik van de installatie. Bepaalde apparatuur (bijvoorbeeld een compressor) is zeer onderhoudsgevoelig, kleine fouten of lekken kunnen in dit geval al tot grote energieverliezen leiden.

Editie L, januari 1995. Bouwdienst RWS

Energiebeheer

174


kosten meer

zie ook: 4.2

.1

.4

b

.6

1T .2 ~ .4

minder

.5

Energiekosten

Editie t, januari 1995, Bouwdienst RWS

\.i

.6 7 .8 .9 .10 .11 .12 .13 .14 .15 .16 .17

Energiebeheer

175


Editie 1, januari 1995. Bouwdienst RWS

Energiebeheer

176

Checklist


5.

Checklist energiezuinig ontwerpen 5.1 5.2

Inleiding Checklist


1 2

Checklist Energiezuinig ontwerpen





5.

Checklist energiezuinig ontwerpen

5.1

Inleiding De Checklist Energiezuinig Ontwerpen is een hulpmiddel waarmee achteraf het ontwerpproces eenvoudig op energiezuinigheid geëvalueerd kan worden. Per fase van het ontwerpproces worden een aantal vragen gesteld die beantwoord dienen te worden door de ontwerper. De resultaten van de checklist geven inzicht in de energieprestatie van het ontwerp en kunnen gebruikt worden voor een verfijning van de kengetallen van Rijkswaterstaat kunstwerken. Ook kan de checklist voorafgaand aan het ontwerpproces geraadpleegd worden om een volledig overzicht te krijgen van de te nemen akties. De checklist bestaat uit 3 delen bestemd voor respectievelijk: • de initiatieffase, • de oriëntatie- en definitiefase, • de voorontwerpen ontwerpfase.




5.2

Checklist

JA /

Wordt efficiënt energiegebruik expliciet als doelstelling genoemd in de opdracht? Zo ja, Is de doelstelling gekwantificeerd en/of wordt er verwezen naar een taakstellend beleidsinstrument? Maakt het opstellen van een Energieprestatie-coëfficiënt (in het PvE) onderdeel uit van de opdracht? Worden financiële instrumenten expliciet ter beschikking gesteld voor energie-efficiëntie? Zo ja, Maken zowel de stichtings- als exploitatiekosten hiervan onderdeel uit? Zijn er richtlijnen gegeven voor de te hanteren energieprijsontwikkelingen, de terugverdientijden en de berekeningsmethode? Totaal aantal ingevulde vakjes

O

0-1 maal 'JA' ingevuld

Onvoldoende


Voldoende

a


Goed

•

6 maal 'JA' ingevuld


Uitstekend


NVT /

NEE

/


I•

Is er specifieke (energie)deskundigheid geconsulteerd?

I•

Is de gekozen lokatie geschikt voor toepassing van afvalwarmte, duurzame energie, en/of lange-termijn warmte/koudeopslag?

JA

NVT

/

•

NEE /

Zijn de energie-intensieve onderdelen van het kunstwerk/gebouw geïnventariseerd en zijn deze onderdelen onderzocht op energiezuinige alternatieven? l«

Zijn de klimaatcondities voorgeschreven en beoordeeld op efficiënt energieverbruik?

I•

Zijn de verlichtingseisen voorgeschreven en beoordeeld op efficiënt energieverbruik?

a

Zijn de bouwfysische eisen voorgeschreven en beoordeeld op efficiënt energieverbruik? •

Is er een lijst opgesteld van installatie- en gebouwonderdelen waarvan de energiekentallen berekend moeten worden? (De berekening zelf vindt plaats in de definitief-ontwerp-fase.) Zo ja,

Zijn de maximale waarden van deze kentallen voorgeschreven?

•

Is er een Energieprestatie-coëfficiënt opgesteld voor het totale kunstwerk/gebouw? (Het in de definitief-ontwerpfase te berekenen energieverbruik moet voldoen aan deze coëfficiënt.)

•

Worden de stichtingskosten en de exploitatiekosten van het project betrokken bij de financiering van energie-efficiënte maatregelen? Zo ja,

Zijn de acceptabele meerkosten voor energie-efficiënte maatregelen vastgelegd? Is de berekeningsmethode hiervan aangegeven? Totaal aantal ingevulde vakjes



o o o

ao


HHHHHHHN

WÊÊÊÊÊÊ


0

Onvoldoende


0

Voldoende


!>

Goed


0

Uitstekend



o o o o


Is in het ontwerp speciale aandacht besteed aan de energieeffieciëntie van één of meer van de hieronder genoemde functiegroepen? Zo ja,

Zijn van de functiegroep 'klimaatbeheersing' alle onderstaande onderdelen beoordeeld? O O O D • O

a

D

Isolatie van de dichte geveldelen, dak en begane grond vloer. Type ventilatiesysteem, -leidingen, warmteterugwinning. Compartimentering van ruimtes met meerdere gebruiksfuncties. Gebruik van zonne-energie (passief en aktief). Gebruik van interne warmtebronnen. Gebruik van efficiënte apparatuur voor de klimaatinstallatie.

Zijn van de functiegroep 'verlichting' alle onderstaande onderdelen beoordeeld?

a

O Daglichtbenutting. O Verlichtingsniveau. O Lamp- en armatuurrendement. O Gebruikstijden verlichting. Zijn van de functiegroep 'signalering- en beveiligingsapparatuur ' alle onderstaande onderdelen beoordeeld? O O

a

Vermogensreductie. Beperken van bedrijfstijden.

Zijn van de functiegroep 'kracht' alle onderstaande onderdelen beoordeeld?

a

O Transportleidingen in hydraulische systemen. O Overbrengingen in aandrijvingen. O Vermogensreductie. O Beperken van bedrijfstijden. Zijn van de functiegroep 'noodstroomvoorziening' alle onderstaande onderdelen beoordeeld? O O

Minimalisatie van noodstroomvermogen. Minimalisatie energie-opslag.

Zijn van de functiegroep 'stand-by en conditionering' alle onderstaande onderdelen beoordeeld?



a a


O O O O O

Vermogensreductie Beperken van bedrijfstijden PLC\relais-besturing Kastverwarming Stand-by verbruik.

Zijn van de functiegroep 'energiebeheer' alle onderstaande onderdelen beoordeeld?

O

O Toepassen verbruiksmeters per hoofdgroep. •

Is het jaarlijkse energieverbruik van de diverse kunstwerk/gebouw-onderdelen berekend? Zo ja, hoeveel

O Klimaatbeheersing O Verlichting O Signalering en beveiliging o Krachtinstallaties o Noodstroominstallaties o Stand-by en conditionering o Overige apparatuur o Totaal

•

Voldoet het kunstwerk/gebouw aan de in het Programma van Eisen gestelde energieprestatie-coëfficiënt?

•

Is er een inventarislijst gemaakt van de installatie/gebouwonderdelen naar dimensie, afmeting en/of gebruikstijd?

•

Zijn de energie-kentallen berekend van deze onderdelen? Zo ja, geef de kentallen

o

O O

o o

Voldoen deze kentallen aan de in het Programma van Eisen genoemde maximale waarden? Totaal aantal ingevulde vakjes


Onvoldoende


Voldoende

9-12 maal 'JA' en 3-4 maal 'NEE' ingevuld 9-12 maal 'JA' en 1-2 maal 'NEE' ingevuld 9-13 maal 'JA' en 0 maal 'NEE' ingevuld


Goed Uitstekend


o

o o

Woordenlijst


6.

Verklarende woordenlijst







6.

Verklarende woordenlijst Alternatievennota Beheersplan

Beslisdocument

Bestek Besteksfase

Bevoegd gezag Bouwproject Contract Disciplineleider

Definitiefase

Energiezuinig ontwerpen Functionele eisen Gunning


Beslisdocument aan het einde van de voorontwerpfase. Uitgangspunt voor de ontwerpfase. Onderdeel van elk beslisdocument. Het geeft aan wat de planning en de daarbij behorende normen zijn, hoe de stand van zaken is en hoe eventuele bijsturing en/of aanpassing van plannen en normen moet geschieden. Fase-afsluitend document ter ondersteuning van de beslissing door opdrachtnemer en principaal voor acceptatie voortgang project. Beslisdocument aan het einde van de besteksfase, uitgangspunt voor de uitvoeringsfase. Standaardfase van bouwprojecten. Doel van deze fase is het uitwerken van het ontwerp tot een bestek en het maken van een plan voor de uitvoeringsfase. Interne opdrachtverstrekker aan de projectleider. Samenstel van handelingen dat gericht is op het tot stand brengen van een concreet object. Een overeenkomst van partijen waarin verplichtingen zijn vastgelegd. Projectmedewerker die optreedt als aanspreekpunt voor de projectleider waar het gaat om onderwerpen met betrekking tot zijn of haar specialisme. Standaardfase van bouwprojecten. Doel van deze fase is het bepalen van de gewenste objectprestaties, het werk en de aktiviteiten die uitgevoerd zullen worden. Het in de beslisdocumenten opnemen van zaken die energie-efficiëntie bevorderen. Wat het projectresultaat na oplevering moet kunnen. Het verlenen van de officiële opdracht aan uitvoerders voor het verrichten van werk, conform de in het bestek aangegeven specificaties.



Initiatieffase

Nazorgfase

Ontwerp Ontwerpfase

Opdrachtgever Oriëntatiefase

Principaal Programma van Eisen

Projectleider

Projectmedewerker

Projectopdracht

Projectplan


Standaardfase van bouwprojecten. Doel is het bepalen van de haalbaarheid, het afstemmen met beleidsdoelstellingen en het voorbereiden van een bouwproject. Standaardfase van bouwprojecten. Doel is het afronden van inhoudelijke zaken vermeld in het proces-verbaal van overdracht en het afronden en rapporteren over alle beheersaspecten. Beslisdocument aan het einde van de ontwerpfase. Uitgangspunt voor de bestekfase. Standaardfase van bouwprojecten. Doel van deze fase is het uitwerken van relevante eigenschappen van het te ontwerpen resultaat in een ontwerpnota. Externe opdrachtgever aan opdrachtnemer (ook: principaal). Standaardfase van bouwprojecten. Doel van deze fase is het bepalen van het beoogde projectresultaat en de weg waarlangs het resultaat bereikt moet worden. Externe opdrachtgever aan bouwdienst (ook: opdrachtgever). Beslisdocument aan het einde van de definitiefase. Uitgangspunt voor de voorontwerpfase. Degene die verantwoordelijk is voor het uitvoeren van het project en binnen de marges van de projectopdracht bevoegd is tot het nemen van beslissingen. Medewerkers die voor de duur van het project en/of voor een bepaalde taak binnen het project aan het projectteam zijn verbonden. Beslisdocument aan het einde van de Oriëntatiefase. Beschrijving van het projectresultaat en de globale aanduiding van de inhoudelijke activiteiten en beheersaspecten. Beslisdocument aan het einde van de definitiefase. Plan van aanpak voor het projectresultaat, inclusief Programma van Eisen, inhoudelijke activiteiten en beheersaspecten.



Projectteam Prospect Prospectleider

Voorontwerpfase


De groep personen die onder leiding van de projectleider het resultaat tor stand brengt. Geaccepteerd potentieel project. Iemand die in de prospectfase verantwoordelijk is voor alle voorbereidende taken tot het moment waarop de projectleider is benoemd. Standaardfase van bouwprojecten. Doel van deze fase is het globaal uitwerken van één of meerdere hoofdvarianten en deze vastleggen in een alternatievennota.





Informatie


Berekening elektriciteitsverbruik van de elektrische installaties. (Bron: Bouwdienst Rijkswaterstaat) Toelichting verbruikstabel en variantentabel Met de verbruikstabel kan een berekening gemaakt worden van het energieverbruik van een deelinstallatie of functiegroep. De som van de verbruiken van de deelinstallaties levert het totale energieverbruik op van het kunstwerk per jaar. Werkwijze Vul van elk onderdeel dat energie verbruikt (verbruiker) het vermogen in dat gemiddeld wordt opgenomen als het in bedrijf is (Pn) en vermenigvuldig dit met de tijd (in uren) dat het onderdeel actief is. Doe hetzelfde met het standby verbruik. Vervolgens moet het actiefverbruik (En) en het standby-verbruik (Est) bij elkaar opgeteld worden tot het totaal verbruik (Etot) en vermenigvuldigd worden met de gemiddelde kWh prijs van f 0,15 (incl. BTW). Doe dit voor alle verbruikers. Tel van alle deelinstallaties de totaalverbruiken en de energiekosten bij elkaar op. Tel vervolgens de totaalverbruiken en energiekosten van alle deelinstallaties bij elkaar op en het geprognotiseerde jaarlijkse elektriciteitsverbruik en energiekosten zijn bekend. Gebruik voor deze berekening de verbruikstabel. Variantenstudie Voor veel verbruikers kan uit verschillende fabrikaten of typen gekozen worden, elk met zijn eigen specificaties en eigenschappen, in de variantentabel kunnen deze verbruikers naast elkaar gezet worden en kan de keus gemotiveerd worden. Ook deelinstallaties kunnen zo met elkaar vergeleken worden, zie de variantentabel. Algemeen De bedrijfstijden voor de gebruikers kunnen afgeleid worden uit de procesbeschrijving of moeten aangenomen en onderbouwd worden. Als de fabrikaat keus uitsluitend van het energieverbruik en de prijs afhangt kan er gerekend worden met een terugverdientijd van 15 jaar, of de maximale levensduur van het component. Bij berekening van de besparing wordt alleen rekening gehouden met het eerste-orde effect. De warmte-ontwikkeling van de verlichting bijvoorbeeld hoeft niet verrekend te worden.


Informatie



Informatie

VERBRUIKSTABEL (VOOR DE BEREKENING VAN HET ENERGIEVERBRUIK PER JAAR)

functiegroep; VERBRUIKER

deelinstallatie N°: actief (nominaal) E

stand-by kosten

u

.kWh

.kW

u

.kWh

.kWh

f

,-

.kW ....u

.kWh

.kW

u

.kWh

.kWh

f

,-

.kW

u

.kWh

.kW

.u

.kWh

.kWh

f

,-

.kW ....u

.kWh

.kW

u

.kWh

.kWh

f

,-

.kW

u

.kWh

.kW

.u

• kWh

.kWh

ƒ

,-

.kW

u

.kWh

.kW

.u

.kWh

.kWh

f

,-

.kW

u

.kWh

• kW

u

.kWh

.kWh

f

,-

.kW ....u

.kWh

.kW

.u

.kWh

.kWh

f

,-

.kW

u

.kWh

.kW

u

.kWh

.kWh

f

,-

.kW

u

.kWh

.kW

.u

.kWh

• kWh

.kW ....u

.kWh

.kW

u

.kWh

.kWh

.kW

u

.kWh

.kW

u

.kWh

• kWh

f

,•

.kW

u

.kWh

.kW

u

.kWh

• kWh

f

,•

.kW

u

.kWh

.kW

u

.kWh

.kWh

.kW ....u

.kWh

.kW

.u

.kWh

• kWh

.kW ....u

.kWh

.kW

.u

.kWh

.kWh

.kW

TOTAAL

f f

f f f

.kWh f.

,•

.,• , ,

VARIANTENTABEIi

VERBRUIKER

VERMOGEN (kW)

TIJD (u/j)

E.VERBR. ENERGIE INVEST. KOSTEN KOSTEN (kWh/j) (ƒ)

LEVENSDUUR max 15 j

INV.K. ||TOT.K. PER J.

f OPMERKINGEN

(//j) II

EN MOTIVATIE VAN KEUZES

II a

*

p= p -

*

b

-

* P_=

d

P s P .=

*


7.

Produktinformatie


Produktinformatie

i 1

i


. ' • • - ' • : • / '


Produktinformatie


7.1.8

Isolerende beglazing


Produktinformatie

Cool-Lite K* - isolerende beglazing met een reflekterende en low-E coah'ng ó-12-6 mm gas Esthetisch

Code

ospekt

Daglicht

Zonne-energie

Therm.isolotie

Doorlating ITA in %

Reflectie buitenzijde in %

Directe doorlating in %

Reflectie buitenzijde in %

Absorptie in%

Zonne-factor ZTA

Shading coëf.

k-waarde W/m 2 K

Neutraal

KN155

50

14

32

22

4ó

.30

.41

1.5

Zilver

KS147

44

43

23

45

32

.27

.31

1.4

Zilver

KS156

52

40

33

40

27

.38

.43

M

é

Blauw

KB 159

53

27

. 35

27

38

.39

.44

1.5

^

' DIN normen


7.1.10

Warmteterugwinning uit ventiiatielucht


Produktinformatie

Itho "Combiflow"-systeem gebalanceerde woningventilatie voor nu en in de toekomst In nieuwe en gewijzigde voorschriften zoals in het Bouwbesluit en de NEN 1087 "Ventilatie van woningen en woongebouwen" wordt aandacht gevraagd voor de noodzaak van woningventilat: door middel van een gebalanceerd ventilatiesysteem. Over niet al te lange tijd zal de bouwwereld zelfs geconfronteerd worden met een "Energie Besparing Normering" (EPN) en de nieuwe norm NEN 5128 "Bepalingsmethode energieprestatie van woningen en logiesverblijven". Daarnaast zal ook de nieuwe ISSO-publicatie nr. 28 "Warmteterugwinning in woningen", waarin richtlijnen zijn gegeven voor het ontwerp en de uitvoering van ventilatiesystemen, stimulerend werken. Het doel van dit alles is een lager energieverbruik en een goede kwaliteit van het binnenmilieu in bestaande- en nieuwbouwwoningen.

A vies en ontwerp Een goed functionerende installatie begin: met een goed ontwerp. Itho is u hierbij gaarne behulpzaam meteen kosteloos en vrijblijvend schriftelijk advies door een deskundige adviseur. Dit geldt voor al uw woningprojecten, zowel voor nieuwbouw als voor renovatie.

Om deze reden heeft Itho het "Combiflow"-systeem vernieuwd; aangepast voor toepassing in renovatie- en nieuwbouwprojecten voor nu en in de toekomst. De kern van het "Combiflow"-systeem wordt gevormd door de balansunit type HRU, die - afhankelijk van de installatie - gecompleteerd moet worden met een van de volgende motortypen.

m3/h type MU 206 L/R MU 226 L/R

Projectbegeleiding

APt

toevoer

afvoer

toevoer

afvoer

225 225

225 225

140 Pa 220 Pa

160 Pa 275 Pa

In de voorbereidings- en uitvoeringsfase kan één van onze technische adviseurs u nuttige informatie verschaffen over voorschriften en montagemogelijkheden.

Wilt u een bezoek of meer informatie, dan kunt u bellen met Itho bv, sector Woningventilatiesystemen.

Ithobv Groep Ventilatietechniek Sector Woningventilatiesystemen Postbus21,3100AA Schiedam Tel. 010-427 85 30 Fax 010-473 45 63

Documentatie Ook van het "Combiflow"-systeem heeft Itho uitvoerige en zeer informatieve technische documentatie beschikbaar.


7.1.11

Ventilatoren


Produktinformatie

Vorteile des RADAX®-VAR-Systems

NenngröOen In mm

225, 250, 280, 315, 355.400,450, 500, 560, 630, 710, 800, 900.1000. Universelle Anwendungsbereiche

Optimales Preis/Leistungs verhaltnls

Minimaler Installations Aufwand

RADAXS-VAR ist in jeder Lage einbaubar. Zur Befestigung können einfache Konsolen mit Schwingungsdampfer (Zubehör) eingesetzt werden. Oie konstruktive Gestaltung des RADAX»-VAR ermöglicht in akustisch kritischen Einbaufallen zusatzlich eine einfache und preiswerte SchalldampferMontage.

\

L BaugróBenvergleich

Konveniionelle Radial-Lösung

4

Das nebenstehende Diagramm zeigt die Leistungscharakteristik der einzelnen Ventilator-Bauarten. RADAX®-VAR vereinigt die Aufgabenstellung an Axial- und Radialgeblase konstruktiv einfacher und kompakter.

1

Höhere Wirtschaft

lichkett Energiesparend

• Förderung von weitgehend staubfreien Medien. • Volumenvon1000-85000mVh. • Drücke bis 2000 Pa. • Temperatur-Arbeitsbereich von -30° C bis max. +60° C in Sonderausführung bis +100° C.

Vorteilhafte Addition der Vorzüge von Axialventilatoren (höheres Volumen, platzsparend und gunstiger Einbau) mit den Vorzügen von Radialgeblasen (hohe Drücke). AuBerdem ist das halbaxiale/halbradiale RADAX®-VAR-System besonders preiswert.

Das RADAX®-VAR-System schlieBt eine groQe Bedarfslücke zwischen den Axial-Niederdruck und den Radialgeblasen. RADAX*-VAR bietet im Vergleich zum Radialgeblase durch die axiale Luftführung einen deutlichen BaugröBenvorteil. Somit werden die Einsatzmöglichkeiten erheblich erweitert.

Hohe Druckund Volumen Leistung

• Industrielle und gewerbliche Lüftungsanlagen. • Luftaufbereitungsanlagen. • Kühlung industrieller Aggregate und Systeme. • Einsatz in der Verfahrensteehnik. • Anwendung in der Klima-, Warme-, Kalte- undTrocknungstechnik.

Durch die Vereinfachung der Luftführung erreicht RADAX^-VAR eine Reduzierung der Strömungsveriuste. Vorteil: Verbesserung des Wirkungsgrades der Gesamtanlage und somit Energieeinsparung.

— 11 1B radial

1 1ï 1

-*

Votumenstrom

VAR

A

axial


7.1.13

Optimaliserende ruimtetemperatuurregeling

i


Produktinformatie

2602 «

(LANDIS&GYR)

maart 1992

Schaal 1:2.5

f Regelaar voor weersafhankelijke aanvoertemperatuurregeling in middelgrote en grote gebouwen met verwarmingsgroepen of stadsverwarmingsaansluitingen. Naar keuze modulerende driepuntsbesturing of direkte branderbesturing. Vijf bedrijfssoorten, weekprogramma, ECOfunktie, adaptieve optimalisering van het aanwarm- en afkoelbedrijf, adaptieve stooklijn, begrenzingen in aanvoer, retour en ruimte, talrijke andere funkties. Digitale regelaar met mikroprocessor. 2 3 0 V ^ . Modern bedieningskoncept met instelkaarten. Funktie-uitbreiding door modulen. Diverse mogelijkheden voor afstandsbediening.

Opnemers en bijbehorende apparaten Temperatuuropnemer QA™ Afstandsbedieningsapparaat QAA23.71 Afstandsbedieningsapparaat QAA23.72 Windopnemer QAV92 Zonopnemer QAS92 OC155 Kbrnmunikatie-interface Software bij OCI55 ACS55 Kommunikatie-interface OCI55.C1 Apparaat voor gegevensopslag AZW55

Toepassingsgebied

Servomotoren Geschikt zijn servomotoren met de volgende gegevens — bedrijfsspanning: 230 V ^ — ideale looptijd: 0.5...3 minuten — maximale looptijd: 30 minuten

In gebouwen als: — kantoorgebouwen — winkels en warenhuizen — scholen — ziekenhuizen — fabrieksgebouwen en werkplaatsen — flatgebouwen — woonblokken en -wijken Voor verwarmingsinstallaties met: — eigen ketel — verwarmingsgroepen, blok- en wijkverwarmingen — warmtewisselaars — direkte stadsverwarmingsaansluiting — direkte branderbesturing — voorregeling voor ventilatie en luchtbehandelingsinstallaties Geschikt voor: — radiatoren en konvektoren — vloeren plafondverwarming — stralingspanelen

Bestelling en levering Bij bestelling dient de typekodering overeenkomstig het typeoverzicht aangegeven te worden. Regelaar en modulen worden apart verpakt geleverd.

Type-overzicht Apparaat

Type

Apparatenblad

Weersafhankelijke regelaar Moduul voor extra opnemeringangen Moduul voor afstandsbediening Moduul voor weersafhankelijk voorregelen van de keteltemperatuur Moduul voor extra regelaar Moduul met funktierelais Moduul voor extra signaaluitgangen Moduul voor warmtemeting en vermogensbegrenzing

RVL55 AZY55.20 AZY55.25

2602 2610 2611

AZY55.30 AZY55.31 AZY55.32 AZY55.60

2614 2615 2617 2618

AZY55.90

2620

2560 2566 2567 2576 2578 2640 2641 2644 (2650)

Technische gegevens Algemene gegevens Aansluitspanning Netfrequentie Opgenomen vermogen Beveiligingsklasse Huisbeveiligingsnorm Vonkontstoringsgraad Slingerproef Toelaatbare lengte van de data(H)-bus toelaatbare lengte van de meetleidingen cu-kabel 0,6 mm 0 cu-kabel 1 mm 2 cu-kabel 1,5 mm 2 Toelaatbare lengte van de gegevensbus Toelaatbare omgevingstemperatuur tijdens bedrijf bij transport en opslag Toelaatbare omgevingsvochtigheid Massa (gewicht) Instelbe reiken Aanvoertemperatuur maximum begrenzingswaarde minimum begrenzingswaarde gewenste waarde bij ontwerpbuitentemp. gewenste waarde bij 15°C buitentemp. kromming van de stooklijn verhoging gewenste waarde tijdens aanwarm bed rijf maximale stijging gewenste waarde

230 V ^ +20/-15% 50...60 Hz 5...7VA II VDE 0631 IP40 DIN 40050 VDE 0875/0871 met 2g, DIN 40046, blT bllT

200 m 40 m 160m 250 m 250 m per apparaat aan de bus

5...40°C -25...+65°C Klasse G, DIN 40040 0,85 kg

40...140°C 5...140°C 40...140°C 20...65°C 0...100% 0...50 K 1...600 K/h


7.1.15

HR-ketel


Produktinfonnatie

De EcomLine

HR, Met de komst van^|e/Nefit

Turbo EcomLine HR zijn alle bestaande opvattingen ^ over Hoog Rendement verleden tijd. Alles wat goeJ was aan onze Turbo HR (met meer dan 600.000 geïnstalleerde ketels de meest verkochte ter wereld!) hebben we bewaard. Alles wat beter kon, is verbeterd. Alle onderdelen werken eraan mee dat de ketel optimaal moduleert en dus optimaal comfort levert. De automatische toerengeregelde ventilator zorgt, in combinatie met het gasblok en de keramische brander, voor het hoogst haalbare rendement (97,4%!) en een zeer geringe uitstoot van NO X en CCy stoffen die respectievelijk zure regen en het broeikas-effect veroorzaken.

Op ledere plek

direct Warm Water, Met name de uit-

De nieuwe gloei-ontsteking vso de Nefit EcomLine-keteli maakt de roestellen minder gevoelig voor storende invloeden van buitenaf. Deze ontsteking zorgt bovendien voor een snellere start en laat duidelijk zien al hij het doet of niet. De guvlam behoorde bij Nefit trouwens al eerder tot het verleden, aangezien deze onnodig gas verbruikt en bijzonder service-gevoelig is. BUIKTEHBI

RALUZll MS

stekende prestaties van de Combi HR op warmwatergebied zijn gehandhaafd. Een logisch gevolg van de sterk toegenomen vraag

MO

naar warm water. Dankzij de ingebouwde boiler van de Combi

120

kunt u vrijwel overal in huis binnen 1-15 seconden (afhankelijk van

100

de leidinglengte en -diameter) direct over heet water beschikken.

80

Dat merkt u vooral op plaatsen die ver verwijderd zijn van de

60

ketel, zoals in de keuken, waar gemiddeld zo'n 15-25 keer per dag

40

warm water nodig is. Wachttijden van 30 tot 90 seconden die bij

20

een conventionele ketel gebruikelijk zijn, behoren met onze Combi

Hjaburgcr «me

Ziricti Nonn

NEF1T TIRBO ECO.MUNE HR

" NOx-co ..

HR tot het verleden. Onze Combi is ook uitstekend geschikt voor toepassing ia keukenapparatuur waarin gebruik wordt gemaakt van heet water, zoals vaat-'-

Met zijn uitent lage emfssiecijfer* blijft de Nefit EcomLine HR vér Beneden de strengste .: Europese normen. ; -'f )'-

wassers en wasautomaten. Met deze zogenaamde Hot-Fill toepassingen kunt u tot zo'n 40% energie besparen. Uw installateur of energiebedrijf vertelt u graag meer over deze Hot-Fill toepassingen.

Het comfort van de Installateur. De Nefit staaltje van de allerlaatste kennis op verwarmi"! eens wat te noemen, een elektronisch "• :•: •.••.= keramische brander (de h~ . ;".- -.-> i?,--;;,•••-. 'i,gloei-OntSteki""

ben dat we e ook rekening ^ een toestel waai ventilator en het iloor eenvoutliger

•

-••.

-U---- ; :> ; ;i : ;;.V v a ü ' •••"•-:!..'.••.••

:r -.i geresulteerd in _.intewisselaar, de brander, de vok bereikbaarder zijn geworden en daar-

De Nefit EcornLine HR-ketei is zo ontworpen dat hij onder alle omstandigheden het optimale rendement kiest. Een uitgekiende regeling maakt het zeer hoge rendement van 97.4 % mogelijk.


7.1.16

.

'

!

:

•

Warmtepomp

:


Produktinformatie

Die V o r t e i l e d e r I D - W a r m e p u m p e Energieeinsparung ca. 65 % bis 75 % der benötigten Heizenergie werden kostenlos aus dem Erdreich, Luft oder Grundwasser entnommen (durch das Verdampfungssystem). Der restliche Teil wird als elektrischer Strom für den Antrieb des Kompressors benötigt.

Emissionsreduktion Die Energie, die benötigt wird, stammt von emissionsfreien Wasserkraftwerken oder aus Warmekraftwerken, welche in den letzten Jahren mit modernen Rauchgasreinigungsanlagen ausgestattet wurden. AuRerdem hat eine ID-Warmepumpe einen geringen Energieverbrauch (siehe Energieeinsparung). Emissionen in kg/Jahr

Umweltenergie

elektr. Strom

Heizenergie

Anteil der Umweltenergie und der Elektroenergie an der verwendeten Heizenergie.

Olkessel

Warmepumpe

Emissionsreduktion für ein Einfamilienhaus

Förderungen: UmweltbewuBte Bauherrn werden belohnt. Für die Anschaffung einer Monovalent - Warmepumpe gibt es verschiedenste Förderungen, Zuschüsse und Darlehen. Diese sind in den einzelnen Bundeslandern unterschiedlich geregelt. Sprechen Sie daher mit dem ID-Energieexperten darüber.

Der Heizraum wird über fliissig Sie sparen Heizraum '

Stromtarife: Es gibt von vielen Energie-Versorgungs-Unternehmen vergünstigte Stromtarife. Nutzen Sie auch diesen Vorteil. Wir bieten auch Lösungen mit Nachtstrom an.

Das komplette System Bei der ID-EVA-MONI-Anlage ist die Warmepumpe, die Brauchwasserbereitung, der Heizungsspeicher, die Heizhausverrohrung und die Steuerung in einem System zusammengefaGt. Das gibt Ihnen die Sicherheit, da(3 alle Komponenten auch wirklich aufeinander abgestimmt sind. Und zwar vom Hersteller, funktionsgeprüft und qualitatsüberwacht. Und deshalb erhalten Sie auf die gesamte Anlage eine Sjahrige Vollgarantie, bei AbschluB eines Wartungsvertrages.


7.2.2

Optimaal gebruik van daglicht


Produktinformatie

Daglichtafhankelijke lichtregeling voor binnenruimtes Tot 50% energiebesparing Automatische regeling Geen merkbare veranderingen in het lichtniveau Automatische nieuwwaardecompensatie Eenvoudige installatie TOEPASSINGEN • Overal waar regelmatig voldoende invallend daglicht is, waardoor de verlichting niet voluit hoeft te branden. VOORBEELDEN • Kantoren • Leslokalen • Centrale entrees • Gangen en portalen • etc. BRUIKBAAR VOOR . • HF-DIM fluorescentieverlichting (TL, PLL) Benodigde componenten Artikelnummer LRF101 LRA101

Omschrijving üchtmeetcel Celversterker

Aantal

De daglichtafhankelijke lichtregeling van Philips voorkomt op een comfortabele wijze dat er onnodig verlichting brandt terwijl de zon voor voldoende binnenvallend licht zorgt. Het systeem meet met behulp van een fotocel of het daglicht de taak van de armaturen kan overnemen en zorgt zo voor een effectief gebruik van de natuurlijke lichtbron. Volgens onderzoek van TNO (rapport B-91-0920) bespaart toepassing van dit systeem al snel 50% op de elektriciteitsrekening. Het menselijk oog is zeer gevoelig voor plotselinge lichtveranderingen. Merkbare veranderingen kunnen zelfs tot irritaties leiden. De daglichtafhankelijke regeling van Philips zorgt echter voor een constant lichtniveau op de werkplek, ook tijdens het overschakelen. Naarmate lampen ouder worden, geven zij minder licht. Om toch gedurende langere tijd aan de verlichtingsnorm te kunnen voldoen, worden verlichtingssystemen overgedimensioneerd (zie NEN 1890). Aan het begin van de lamplevensduur geven zij dus

el
méér licht dan nodig is. Doordat de daglichtafhankelijke regeling zorgt voor een constant lichtniveau wordt naast het hogere comfort en de energiebesparing bovendien bereikt: • dat veroudering of vervuiling van de lichtbron geen effect meer heeft op het lichtniveau; • dat de aanvankelijke overdimensionering wordt weggeregeld, hetgeen leidt tot een extra besparing van ca. 10%. Beschrijving Voor de daglichtafhankelijke lichtregeling wordt gebruik gemaakt van een üchtmeetcel type LRF 101. Deze cel is speciaal ontwikkeld voor toepassingen waarin hoge eisen worden gesteld aan een constant lichtniveau. Het meetsignaal van de üchtmeetcel wordt in een celversterker type LRA101 omgevormd tot een gelijkspanningssignaal waarmee maximaal 100 dimvoorschakelapparaten aangestuurd kunnen worden. Op deze wijze resulteert elke verhoging van het gemeten lichtniveau in een verlaging van de lichtopbrengst van de verlichting, net_zolang totdat het lichtniveau weer op de vooraf ingestelde waarde staat.

PHILIP%


7.2.4

Aanwezigheidsdetectoren

•• i


Produktinfonnatie

Aanwezigheidsafhankelijke lichtschakeling voor binnenruimtes • • • •

Niemand aanwezig? Licht uit! Energiebesparend Extreem gevoelig Langere levensduur installatie

TOEPASSINGEN • Overal waar niet continu mensen aanwezig zijn, maar waar bij hun aanwezigheid licht moet branden. VOORBEELDEN • Kantoren • Leslokalen • Toiletten • Magazijnen BRUIKBAAR VOOR • Alle types verlichting Benodigde componenten Artikelnummer

Omschrijving

Aantal

LRM100 LRA200

Bewegingsmelder Relais-unit

1 1

De aanwezigheidsafhankelijke lichtschakeling van Philips voorkomt op een comfortabele wijze dat er onnodig verlichting brandt terwijl er niemand in de verlichte ruimte aanwezig is. Dankzij de zeer gevoelige bewegingsmelder detecteert het systeem de geringste beweging in de ruimte en schakelt op basis daarvan de verlichting aan. De natuurlijke bewegingen van de aanwezige persoon of personen (in combinatie met een instelbare vertraging) zorgen er vervolgens voor dat het licht aanblijft. Zodra de ruimte verlaten is, schakelt de verlichting automatisch uit. Zo kunt u besparen op de elektriciteitsrekening, zonder dat de gebruikers er iets van merken (ze zijn immers niet aanwezig!)

melder zorgt ervoor dat alleen alle bewegingen in de ruimte zélf worden gedetecteerd en niet (bijvoorbeeld door een open deur) die in een belendende ruimte. De bewegingsmelder wordt aangesloten op een relais-unit type LRA 200, die tevens is voorzien van een instelbare timer. Deze unit schakelt bij gedetecteerde aanwezigheid direct de verlichting in. Bij afwezigheid van beweging wacht de unit de ingestelde tijd alvorens de verlichting weer uit te schakelen. Op de relais-unit kunnen maximaal twee bewegingsmelders^ van het type LRM 100 worden aangesloten. '"" Omdat de bewegingsmelder relatief klein en licht is, kan deze eenvoudig en onopvallend aan het plafond gemonteerd worden.

Beschrijving Voorde aanwezigheidsafhankelijke lichtschakeling wordt gebruik gemaakt van de bewegingsmelder type LRM 100. Deze cel, die werkt volgens het principe van infrarood-detectie, is speciaal ontwikkeld voor het schakelen van verlichting in binnenruimtes en is daarom veel gevoeliger gemaakt dan de tot nu toe gebruikte types. De speciale bundel van deze bewegings-

m

Philips üghtfng

PHILIPfc


7.2.5

Elektronische regeling buitenverlichting

SSfj


Produktinformatie

Intelux Lichtregelaar LIchtregetaar voor alle soorten conventionele lichtbronnen

NTSLLIGENT

LICHTING

CÖNTROL

PRODUCTINFORMATIE

Technische gegevens Type

Compact 500, 2200, 3500, 5500 VA Rekmontage 1000, 3500, 5500, 10000 VA Spanning 220/240 V 50 Hz Afscherming IP20 500/10000 VA Regelbereik Eigen verbruik : 1,1 a 1,4%

Intelux® Lichtregelaar Lichtregelaar voor alle soorten conventionele lichtbronnen Eistrom Control System AG is sterk in regelen van alle soorten lichtbronnen waaronder hogedruk gasontladingslampen, maar vraagt ook aandacht voor haar regelapparatuur voor fluorescentie- en halogeenlampen. Toegepast voor daglichtafhankelijke lichtregeling is het systeem volgens Elstrom zuiniger dan gangbare HF systemen.

Toepassingen

Met de Intelux' regelaar kunnen conventionele, inductieve armaturen tot 40% worden teruggeregeld. Met de toepassing van een speciale faseaansnijdingstechniek beperkt Elstrom de netverontreiniging tot een absoluut minimum, waardoor tevens de economische levensduur van de lichtbronnen wordt verlengd met 50% tot en met 400%, afhankelijk van het lamptype.

In het buitenland w.o. Duitsland, Polen, Zwitserland, maar ook in Australië en USA zijn reeds meerdere projekten uitgevoerd in zowel utiliteitsbouw als in openbare verlichting met bezuinigingsresultaten van soms metr dan 40% op de energiekosten voor verlichting,

Straatverlichting Tunnelverlichting Vliegveldverlichting Sportveldverlichting Parkeerplaatsen en Tankstations Binnenverlichtingsinstallaties met Daglicht- en Nieuwwaardecompensatie. De regelaar is reeds wereldwijd toegepast in straatverlichting, kantoorgebouwen, magazijnen, productiewerkplaatsen etc, waarmede energiebesparingen van 40% tot 75% zijn gerealiseerd.

voltage RemovedtyPhaselntersection

Phaseintersection tecrtniqueprovides asymmetricaland moresuitedwavefbrm Co the source.

De investeringskosten zijn laag; in vele gevallen lager dan f. 1.-/VA, waardoor pay back periodes van ca. 2 jaren bereikt kunnen worden.

Reduced CuprBnrby Riass InterBöctton

De voorlopige resultaten van de proefmetingen bij de KEMA bevestigen deze stelling, Elstrom behaalt daar de beste resultaten, (ca. 60% energiebesparing)

Type Lamp

Lampvermogen

Regelbereik

SON HPL(N) HPI (T) FL (TL) ') Compact FL (PU' ) Halogeen Gloeilampen

70 - 400 W 50 - 1000 W 2 5 0 - 1 0 0 0 WI2000W) 18-58W 7 - 36 W alle alle

100-20% 0 100-40% 0 100-40% 0 100-40% 0 100-40% 0 100-0% 0 100-0% 0

') mat gloaistroomtrafo ^ ' X

.

too-1 %«..„„

ü Voorbeeld

POORT

00$$g$

Handels- & Ingenieursbureau B.V. Postbus 56 "f 1 "" 3734 HZ DEN DOtDER tel: 030-287245


7.2.8

Lichtgevoelige camera's


Produktinformatie

Zwart/wit CCD-camer# hoog oplossend vermogen hoge lichtgevoeligheid tweedraads- en coax-uitgang perfecte "highlighf'-controle 30 V voedingsspanning

De Philips "high performance" zwart/wit CCD-camera LDH 0702/20, biedt een oplossing voor een zeer groot aantal bewakings- en observatie-applicaties. Deze camera geeft zelfs bij extreme lichtomstandigheden een uitstekende beeldkwaliteit. De micro-lensstructuur op de 2/3" Inter Line (IL) sensor zorgt voor een zeer hoge lichtgevoeligheid terwijl het hoge oplossend vermogen behouden blijft. Hoge beeldkwaliteit Tevens zorgen de geavanceerde schakelingen voor een optimale beeldkwaliteit in moeilijke lichtomstandigheden. Daardoor levert deze camera méér accurate beeldinformatie die bovendien gedurende langere tijd betrouwbaar is. De LDH 0702/20 wordt ondersteund met een uitgebreid assortiment systeemelementen. Zeer gevoelig • Hoge resolutie De combinatie van een hoge gevoeligheid van 0,12 lux bij F1.0 en een resolutie van meer dan 560 tv-lijnen. alsmede een zeer goede infrarode respons, maken deze camera een uitstekende keuze voor een uiteenlopend gebied van toepassingen.

Beeldverbetering Om een perfect beeld te krijgen met een optimaal contrast, is naast de standaard functies - zoals automatische lenssturingsschakelingen en cameraversterking (auto-gain) - een aantal additionele functies ingebouwd. Zo zorgt de automatische zwartniveau-schakeling voor een optimaal contrast bij alle lichtomstandigheden door het zwartniveau van de camera te relateren aan het donkerste deel in het beeld. Horizontale contourcorrectie zorgt voor een verhoogde scherpte in de kleine details en de compressieschakeling reduceert het contrast van felle lichtpunten. Daarmee wordt de detaillering in zowel de donkere gedeelten als in de felle lichtpunten sterk verbeterd. Systeemaspecten De camera-ontwikkeling is gebaseerd op een systeemconcept waardoor een aantal systeemeigenschappen standaard aanwezig is.

Naast de standaard coax-uitgang beschikt de camera over een tweedraads (gebalanceerde) video-uitgang op de systeemconnector om grotere transmissie-afstanden te kunnen overbruggen. Wanneer de gebalanceerde uitgang wordt gebruikt blijft de (ongebalanceerde) coax uitgang beschikbaar om ter plaatse het videobeeld te bekijken. Bij gebruik van de "Mains lock (line lock)"optie wordt de camera gesynchroniseerd met de netfrequentie. Zodoende wordt rollen van de camerabeelden voorkomei in een systeem waar meerdere camera" worden toegepast. De "externe V-lock"-optie koppelt de verticale fase van de camera aan een externe V-puls van een V-pulsgenerator of van het Philips "Digital Remote Control System" (DRC). De camera beschikt over een geïntegreerde 230 Vac voeding. Op de systeemconnector is bovendien een 12 Vdc ingang beschikbaar.

LDH 0702/20 PHILIP»

Licht Vuistregels voor terreinverlichting Functionele straatverlichtingsarmaturen

h = Masthoogte = b a = Mastafstand = 4 x h b = Terreinbreedte = h

uwe gedeelte!

" Voor camera mei gevoeligheid 0,25 lux

16-

A = SNF 210 150 GP/MNF 210 250 GP B = SNF 210250 GP/MNF 210 400 GP C = SNF210400GP

2xC

ixC

18'

Kies: 1 -Verlichtingssterkte 2 - Masthoogte 3 - Type armatuur 2.0.2.

Vuistregel: Terreinbreedte = 4 x Masthoogte Terreindiepte = 1 x Masthoogte

Schijnwerpers

1 x B : 1 x C ! 2 x2Bx C * : • *

14-

Vuistregel 1 schijnwerper: Terreindiepte = 2 x masthoogte Terreinbreedte = 2 x masthoogte

l x A ! 1 x B 2xA i 2 x B

1210—

1 xA

8

J2xA

6.

Vuistregel 2 schijnwerpers: Terreindiepte = 2 x masthoogte Terreinbreedte = 3 x masthoogte

42-

10

20

30

40

50 lux

Philips Lightinq

PHILIPS

PHILIPS


7.3.2

Beseining


Produktinformatie

HEWLETT' PACKARO

tram am HEWLETT*

mL'KM 'KM PACKARD

High Performance T-l3k (5 mm) TS AlInGaP Amber and Reddish-Orange Lamps Technical Data

Features • Outstanding LED Material Efficiency • High Light Output over a Widc Range of Currents • Viewing Angles: 8°, 15°, 23° • Low Electrical Power Dissipation

HLMT-CHOO HLMT-CLOO HLMT-CH15 HLMT-CL15 HLMT-DHOO HLMT-DLOO

• CMOS/MOS Compatible > Colors: 590 nm Amber and 615 nm Reddish-Orange

Package Dimensions

For more information: United States* Europe* Far EastfAustralasia: (65) 290-6303 Canada: (416) 206-4725 Japan: (81 3) 3331-6111 •Call your local HP aales office listed in your teiephone directory. Ask for a Components representative. Data Subject to Change Copyright S 1994 Hewlett-Packard Co. Printed in U.S.A. 5963-O043Ë17/941

_ -*

_ M 4 (0.100) NOMINAL

— i54 (O.tM) NOMINAL

HLMT-CH0O/CL0O

HLMT-CH15/CL15

NOTES: t. A U DIMENSIONS UK IN WUIMETCIIS (INCHES). 2. THE LEADS ARE MIU) STEEL. SOLOER OtPPEO. 3. AN EPOXr MEMISCU3 MAY EXTENO ABOUT t MM (0 O W ) DOWN THE LEADS.

HLMT-DH00/DL00

1 CONTROL KIT TIME/TEMPERATURE H700 CLOCK

CONTROL KIT TIME / TEMPERATURE CLOCK SINGLE SIDE KIT

MSIONSjmm) OF THE CONTROL CARD 0 AND THE AMPUFIER CARO 503052

R s l c a U e 16 ! wires L - 3 m !

DIMENSIONS (mm) OF TRANSFORMER 503350 • 1 pair ; tel. ca-

j screen

Time setting cofltroi unit L a

<W)j""^""~| Tornprature probe

Transtormor 13 V SO VA

DOUBLÉ SIDE KIT

FlalcaWo 16 wiraa

DIMENSIONS (mm) OF THE BATTERY 501565

L-3m

O.3B* mm l « J

APPLICATIONS Construction of time / temperature outdoor clocks, single or doublé side with H700 display modules The kit Includos: 'Single sided'doek: - 1 control card, ref: 501060 - 1 transformer 110-220-240 V / 1 3 V - 1 reserve battery 12 V 1,8 Ah - 1 temperature probe • 1 remote harness with connectors The kit is delivered ready to operate on 4 modules H710, H715, H725, H730 or H745. (The kit does not inclute the display modules)

• Doublé sided clock: • 1 control card, ref: 501060 - 1 amplüier card, ref: 503052 • 2 transformers 110-220-240 V /13 V • 2 reserve batteries 12 V 1,8 Ah - 1 temperature probe - 1 remote time setting control unit - 1 wiring harness with connectors The kit is delivered ready to operate on 8 modules H710, H715, H725, H730 or H745. Option: • Temperature probe with a 50 m. cable. • Antenna tor radio-synchronisation . on France-lnter transmitter providing automatic summer/ winter time changes.

VAN REIJSEN 4 SONEPAfi SLSCTRONIOUE COMPANY Postbus 5005 2600 GA DELFT lel. 015-56 92 16

Setiieweg 73 2627 AT DELFT I » , 015-5665 01

R a i cabl* 16 «trta L - 3 m

The control kit and the display modules must be installed in a waterproof ventilated casing with built-m lighting. The control card 501060 must be instelled far from the lighting tube and transformer. The temperature probe must be fixed towards north and sheltered from wind and rain. The remote time setting control unit must be installed in a sheltered location, and its cable must be separated from the power supply cable.

Conirol card 501060 0.39» mm L - 0 - 5 n

:{* 1 pair tal, cabta with screen L « 6 fr

He with L - 10 m Ttnê aaftin^ cootrol u Radio ammna (option) T*mperature probe

- Power suppty

B.P. 1 « 3 4 0 TRÉMENTINES FRANCE TEL, 41 71 72 00 + TELEX : 720 198 BODET TREME TELEX EXPORT . 722 429 BODETEX FAX (33M17172 02

Because at th« eontmuous c»v*tot>m«n! ot Bedot equtpmani. détails of tri» prooucs aftsenbed in nva pu&hcation 4re luoiect :o cnangfl. wtthoot notic«.

REF 651 A


7.3.3

Beseining met zonnecellen

Editie I, januari 1995, Bouwdienst RWS

Produktinformatie

BENEWABLE ENERGY SYSTEMS

R&S RENEWABLË ENERGY SYSTEMS BV

SOLAR MODULE RDG 48 GENERAL

Specification no. 502 of the JRC in Ispra.

The RDG 48 solar module contains 36 series connected 10 x 10 cm semicrystalline silicon solar cells generating a nominal peak power of 48 Watt at 16.5 Volt. This offers superior operating features for battery charging applications. One single module can charge a 12 Volts battery directly using an additional regulator or a blocking diode. Higher currents can be obtained by connecting modules in parallel. System voltages such as 24 and 48 Volts and higher can be obtained by connecting modules in series.

-

Repetitive humidity-freezing cycling between +85°C, 85% relative humidity and -40°C (JPL Block V, document no. 5101-162).

-

The salt spray test according to IEC 86-211 (test Ka).

MECHAN1CAL CONSTRUCTIONS The RDG 48 solar module has been constructed from weather-resistant materials which provide adequate protection against environmental hazards such as hail, snow, ice and storm. The front of the module is a high impact resistant, highly transparent tempered glass plate. The cells are embedded in a high temperature, polimerized layer which is anti UV-stabilized. The back of the module is a tempered glass plate too. The module has a reliable edge sealing and has a corrosion resistant anodized aluminium alloy frame. The junction box is an IP65 water resistant type of junction box with two PG 13.5 cable glands and contains two bypass diodes for hot spot protection. RELIABILITY TESTING

AND

ENVIRONMENTAL

The modules are subjected to intensive quality control both during and after production and are tested extensively. The modules amply meet the following environmental tests: - The Photovoltaic Modules Control Test

DSC006-04/JANUABY 1991


7.3.4

Transformatoren bij seinen


Produktinformatie

LICHTPOCKET LAMPEN VOOR VERKEERSINSTALLAT1ES

KRYPTON LAMPEN Bestelnummer

volt

SIG1540 SIG1543 SIG1546

V 230 230 230

lichtstroom lm 330 600 840

Lampvoet

230 380

E27 £27

LAAGVOLT-OVERORUKLAMPEN MET EEN GLOEIDRAAO SIG1455 40 25 40 SIG1462 40 60 SIG1470 40

225 500 720

BA20d BA20d BA20d

SIG1227 SIG1238 SIG1259

270 400 530

BA 20 3 BA20S BA 20 s

LAAGVOLT-OVERDRUKLAMPEN MET TWEE GLOEIDRAOEN SÏGÏ546 25/25 225 40 SIG1463 40/40 450 40 SIG1471 60/60 720 40

BA20d BA20d BA20d

LAAGVOLT HALOGEENLAMPEN 10 SIG64014 10 SIG64015 12 S1G64016 10 SIG62165

PKX22S PKX22S GY 6.35-15 BA15d

STANOAAROIAMPEN 220V SIG1S34 230 SIG153S 230

10 10 10

Lampverm. W 54 75 100 40 70

20 30 45

50 50 50 50

950 750 850 820

LAAGVOLT HALOGEENLAMPEN MET KOUDUCHTREFLECTOR soeciaal voor matrix siqnalenng 50 SIG64004 3401) 10 20 1401) SIG64002 12

E27 E27 E27

KaDei KaDel

1) Gemeten achter de opening van 10.2 a * fasenbundel. 8.8

OSRAM


7.3.5

Signalering


Produktinformatie

IOUTDOOR LED LAMP Stanley's LOD series is an outdoor LED lamp which features multicolor, high visibility. super bright LEDs in a waterproof housing. This series fa suitable for outdoor information displays used for raiïroaös, fiighways. signboards, etc...

TOIMENSIONS

Unit: mm

•CHARACTERISTICS BY SHAPE

Ê

Sta

• nai FbtMBl Curm CuiM -•Ir- : Iw

C*r ia #*

^/••••;A*V;

=14

'r/*;",

's' Kul

Red

t

0.05

25

100

4

jfBen

4

02

50

200

Red

4

0.20

25

Green

8

0.44

m

ziKBvvpxsi unaJoClBnsoco

.;;Un*«

Csarim FM M tam. Rebllwa VMa< l£ Curenfc ïbrtqt TYP. \ï MAX. VB !»:;

• • • • » • ! -

-30

-30

40

1.85

20 100 4

660

g

+60

+65

90

12

40 200

570

028

100

16

-30

-30

40

7.4 20 100 16 660

1.1

50

8»

16

+«0

+85

90

8.4

40 200 16

570

0.56

0.245

25

-

20

-30

-30

40

9.3 20 100 20

660

«

72

0.97

50

-

36

+60

+S5

9Q

18.9 40 200 38

570.

1.4

Red 10

0.70

32

-

40

-30

-30

40

18.5 20 100 40

660

U

Green

40

2iO

92

-

40

+60

+85

90

21

80 400 40

570

IS

Red

7

0.40

30

100

28

-30

-30

40

12

20 100 28 660

1.4

Steen 9

0.59

30

100

32

+60

+65

90

17

20 100 32 570

li

Red

3

029

25

100

24

-30

-30

40

10.8 20 100 24

660

li

Green

e 0.66

50

200

24

+60

+85

90

116 40

200 24

570

0.7

-

40

-30

-30

40

18

40 200 40

660

S.0

40

+50

+85

90

21

60 300 40

570

M

L00140HYW-1PK 8

L00200RYW-1PK

Red 20 C30

LOO300KYVMPK4 Green

<30

0.95

50

Green 30

1.65

75

I

82

1.B UU

UU mi m

•

•SêS

Hü

*J1OS lor instaHation are requlred. «Recommgndod Wctowss ot me Instetlatton board Is 1.8mm. XUse seallng matetial to make trie waterproofing tuncson perfect

|.;: V

2.4 UM.

m.

SI il ..:.'«•*••<

u tin «H MM.

S.4

LOO500RY-3L

^Luminous miwuily NP andpeak wavetength Ap are applicabiewhen lorward current IF»2O mA. ütEach lamp requires a current limiting reaisior. »Peakrorwardcurrernist00mAmai.,wnerstw£t msec. a n d d ü t y i 1/20. « W M n being u j M , !ho tnnperanire ol aluninum case sruxikl be Mtow SOt:.

r

3w

1.9 MIK.

10O240RYW-2L

Red 20

1

0JS8 MH

67

LOO500RYW-1PK

UXWOrW

(»

cS

ü i Üw i M

« JiQct lor InstsuQuon ^ ^ wnocofflrnonooQ vhtCkucts of iri4 Htstfiflsiio^ boft/u es t,snvr). V U S A sssHnp material w maka the walerpraofing (uncöon pwfoct.

1

ui Bi

Kg. 3

f"

32.5

5

325

31,(1

#^ m BS 1 ^—J—,

uxtt 1

83


7.3.6

Video- en audio-installaties


Produktinformatie

9" en 12" zwart/wit-monitoren

Omgeving

Technische gegevens

(Tenzij anders aangegeven zijn de hieronder vermelde technische gegevens op beide monitoren van toepassing)

Robuuste constructie Uitstekend beschermd tegen interferentie Eenvoudige installatie Uitgebreide toepassingsmogelijkheden Laag stroomverbruik

Elektrisch Voeding Stroomverbruik LDH 2134/10 LDH 2135/10 Beeldbuis LDH 2134/10 LDH 2135/10 Resolutie LDH 2134/10 LDH 2135/10 Video-inga ng/-uitgang Ingangsimpedantie

Philips levert nu twee veelzijdige en hoogwaardige zwart/wit-monitoren, voorzien van een 9 of 12 inch beeldbuis (typenummers respectievelijk LDH 2134/10 en LDH 2135/10). Deze redelijk geprijsde monitoren zijn bijzonder geschikt voor gebruik in gesloten televisiecircuits. observatie op afstand en andere videotoepassingen. De robuuste, rechthoekige behuizing van de monitoren is vervaardigd uit metaal, zodat interferentie als gevolg van externe signalen tot een minimum wordt beperkt. Hierdoor kunnen de monitoren dicht bij elkaar worden geplaatst, in een verticale of een horizontale opstelling, ten behoeve van toepassingen waarbij meerdere monitoren noodzakelijk zijn. De aantrekkelijke frontpanelen zijn spuitgegoten.

Eenvoudige installatie en bediening De LOH 2134/10 en 2135/10 rijn zo ontworpen dat ze gemakkelijk kunnen wotden geïnstalleerd en bediend. Beide types zijn voorzien van een eigen voeding en accepteren standaard samengestelde videosignalen via een BNC ingangsconnector. Het resultaat is een scherp zwart/wit-beeld van hoge kwaliteit met . een uitstekend contrast. Het ingangssignaal kan eveneens via een doorlooplus worden doorgegeven aan een andere monitor, videorecorder of andere apparatuur. Wanneer de juiste aansluiting tot stand is gebracht, kan met een schakelaar op het achterpaneel van de monitor de correcte ingangsimpedantie worden gekozen.

Brede scata bedieningsmogeli/kh^den De zwart/wit-monitoren van Philips zijn uitgerust met een breed spectrum van bedieningsmogelijkheden die het de gebruiker mogelijk maken een optimaal beeld te verkrijgen. Keurig weggewerkt achter een neerklapbaar frontpaneel bevinden zich knoppen voor het instellen van het contrast, de helderheid en de horizontale en verticale beeldverschu'rving. Wanneer alles naar wens is ingesteld, is het nauwelijks nodig om tijdens dagelijks gebruik de gekozen instellingen aan te passen.

230 V t 16%. 50/60 Hz 27 W 32 W 9' diagonaal (23 cm| 12' diagonaal (31 cm)

Toegestane temperatuur In bedrijf In opslag Vochtigheid In bedrijf

-10 tot+50 "C -40 tot - 7 0 "C

: 30% tot 90% zonder condensvorming In opslag : 20% tot 95% zonder condensvorming Elektromagnetische interferentie Radiogolven ; Interferentieveldsterkte en interferentieklemspanning conform vereisten CENEL6C/ CISPR cat. IIVDE 871 klasse B Beveiliging : conform IEC 65

> 600 lijnen > 600 lijnen 0.5 tot 2,0 V„ Samengesteld sync negatief Hoog ( > 10 kö)/75 Q instelbaar

Bedieningsmogefi/kheden rrontpaneel : Aan/uit-schakelaar Horizontale verschuiving Verticale verschuiving Contrast Helderheid Achterpaneel : Schakelaar voor instellen ingangsimpedantie Verticale lineariteit Beeldhoogte

Mechanisch Afmetingen (H x B x D| LDH 2134/10 LDH 2135/10 Connectoren Video-ingang Video-uitgang Behuizing Afwerking Gewicht LDH 2134/10 LDH 2135/10

: 240 x 220 x 246 mm : 290 x 305 x 307 mm

: BNC-connector : BNC-connector

Afmetingen (H x B x D) LDH 2134/10: A-240, 3-220. C-246 mm LDH 2135/10: A-290. B-305. C-307 mm Afmetingen in mm

: lichtgrijs : 5.9 kg : 8.9 kg

Op het achterpaneel bevinden zich ook vooringesielde knoppen voor de aanpassing van de verticale lineariteit en beeldhoogte.

VoS

LDH 2134/10, LDH 2135/10 PHILIPS

tiilios Nederland 8.V. ichl/EW (QtiO Gebouwgebonden Functies talbus 90050 5600 PB Eindhoven Tel.: 040 • 78 11 27 Handelsregister Eindhoven nr. 39420

SCHALTREGLER

Schallen statt Heizen HiFi-Audio-Endstufe mit Pulsweitenmodulation

Wahrend sich das Schaltprinzip bei Spannungsreglern und Motorsteuerungen langst durchgesetzt hat, ist es bei HiFi-Endverstarkern immer noch heftig umstritten. Theoretisch gesehen ist es ideal, weil es nahezu keine Verlustwarme erzeugt und einen auflerst kompakten Aujbau der Schaltung ermöglicht; die praktische Realisierung bereitet jedoch unvorhergesehene Schwierigkeiten bei der Entstörung und beim Erzielen von extrem niedrigen nichtlinearen Verzerrungen. Die Lösung bringen nun zwei neue Chips, die dem Entwickler die Arbeit wesentlich erleichtern. Sie sind vor allemjür den Einsatz in Autoradios gedacht, wo wenig Raum zur Verfügung steht und die Warmeentwicklung so klein wie möglich bleiben soll "Oei Audio-Leistungsverstarkern ist die Anwendung JDder Pulsweiten-Modulation immer noch eine Herausforderung. WiU man sich mit konventionellen Linearsystemen messen, sind hohe Übertragungsbandbreite und absolute Linearitat gefragt. Von entscheidender Bedeutung ist die richtige Wahl des Umsetzungsprinzips vom Audiosignal in ein PWM-Signal. das dann letztendlich über ein LC-Filter wieder möglichst verlust-

Hfirfaert S H . leitel s«it 1978 das Applikatinnslabor der Firma SGS-Thompson.

Elektronik plus

Ou.

/w "~1

fiav

LlSt

Bild 1. Die klassische PWM-Schaltung: TUr AudioEndstufen leider ungeeignet. arm zu einem lautsprechervertraglichen Analogsignal gewandelt werden muB. Eine PWM-Endstufe hat den Nachteil, da8 sie alle Anderungen der Versorgungsspannung direkt an die Last weitergibt, was sich in einer unzureichenden Störunterdrückung (Supply Voltage Rejection, SVR) auBert. Dies ist u. a. auch ein Grund dafiir, daB das bekannte klassische PWM-Konzept mit Festfrequenzoszillator, Komparator und OperationsverstSrker hier nicht anwendbar ist [Bild 1). Der Nachteil dieser Schaltung ist, daB die Phasendrehung des LC-TiefpaBfilters mit der komplexen Lautsprecherlast einer für niedrige Verzerrungen wünschenswerten krafügen Gegenkopplung durch Instabilitaten sehr schnell enge Grenzen setzt. Akzeptable Ergebnisse sind nur durch ein auflerst komplexes, schwierig zu beherrschendes und in mehrere Frequenzbereiche aufgeteilces Gegenkopplungsnetzwerk zu erzielen.

Die Lösung: Brückenschalfung Vorbeugen ist besser als heilen. Diese allgemeine Erkenntnis auf einen PWM-Leistungsverstarker übertragen. heiBt, Verzerrungen gar nicht erst entstehen zu lassen. Ein Sohaltungskonzept mit diesen Eigenschaften zeigt Bild 2. dessen Endstufe, um die gewünschte Ausgangsleistung zu erzielen, in Brücke geschaltet ist. Das Prinzip ahnelt einer Schaltung zur Erzeugung von Drei-

25

SCHALTREGLER

SCHALTREGLER

I

is»"*

I

f'™ - r a i «n 4.7kn ,

I»

19

Tio

"

(les» X

»n I

Tv

Bild 7. Trotz eines komplexen Schaltungskonzepts bleibt die Peripheri|^| | TDA 7260 d a n s e r weltgehenden Integratlon aller Funktionen überschaubar.

Bild 9. Die fQnf frei zugïnglichen Operatlonsverstarker des TDA 7232 bleten viel Freiheit fQr komple.xe. Individuelle Korrekturmöglichkeiten.

Bild 5 zeigt die chip-interne Schaltungskonfiguration, deren Transistoren mit Rücksicht auf die Schaltgeschwindigkeit alle im ungesattigten Betrieb arbeiten. Die optimale Wahl der MOSFETs ist nicht nur der übliche KompromiB zwischen Sattigungsverlusten und

jedem Fall ist sie immer eine Antenne. Und zur endgültigen Verwirrung wird auch noch die Existenz des BegrifFes „Masse" verleugnet, denn diese ist relativ. Etwas ernster und nicht so dramatisch dargestellt, heiBt dies, daB alle Leistungsbauelemente so anzuordnen sind, daB die Leitungsfuhrung kurz und induktionsarm erfolgen kann, wobei insgesamt im Interesse der Abstrahlgefahr ein kompakter Aufbau anzustreben ist. Einen Überblick Ober das blockweise vereinfacht dargestellte Innenleben des PWM-Steuer-ICs mit seiner AuBenwelt zeigt Bild 7. Es zeigt, daB di» "eripherie dank der weitgehenden In»— inktionen übersch»"*--- ' ' : . . . n Schal-

10

1"u7 1

0

1 -io

7_

J /

s

\

T_

/

-20

Kosten. Zu niedrige ON-Widerstande rachen slch durch erhöhte Schaltverluste im Ansteuer-IC, das dann mit übergroBen Gate-Kapazitaten zu kampfen hat. Zu hohe ON-Widerstande führen nicht nur zu mehr Sattigungsverlusten, sondern können auch für einen dramaüschen Anstieg der Schaltverluste verantwortlich sein, was auf den ersten Bliek überrascht. Es gilt unbedingt zu vermeiden, daB der in die Iruegrationsspule eingeladene Strom (Bild 6a) in der Rückspeisephase die innere Diode der jetzt rückwarts leitenden Power-MOS-Transistoren T3. und T4 leitend macht {Bild 6b). Diese Diode ist trotz standiger Verbesserungen immer noch lOmal langsamer als der Transistor selbst, dessen positive Schalteigenschaften auch für den Rückwartsbetrieb gelten. Sie isi für einen 200-kHz-Betrieb aufgrund des hohen Rückwartserholstromes absolut nicht "•-'" geeignet und bereitet in vielen D~" bereits bei 20 kHz ernstzunt

500

Ik

2»

Sk

FremimzHi

10k

20k .

Bild 8. Eine von vielen möglichen Korrekturkurven, die je nach Lautsprecher und Kfz-Modell ihren Individuellen Charakter haben.

28

- -

'

.

i

;

1

l :ï

| i

2.5

| i

1.5

k gent. nn sie

Ihm kommt hier eine üben gelten die Aussagen versienei unter den Schaltungsentwickk Leitung ist eine Induktivitat, ab Für die Leitung daneben ist si. zitat; sie kann iedochjuch ichauch.als Tl

Ue all zwiKon.; . • • . • .....der ..„•vturicurve. wie sie als teigt. die individuellen Eigenildê

Elektronik nli

i_

4 J.S

2

Das layout 100 200

| 1 i

%

;

•30

50

schaften vom Innenraum und Lautsprechersystém für jeden Stereokanal getrennt ausgleicht. Nicht zu ver- . wechseln mit den Equalizern. die vonviegend dazu bestimmt sind. bei bestimmten Personengruppen die in

cU,i,„„;l, -l,„

! !

1 O.S 0 0. 91

i !

—I-T

nttü 0.1

i

;

/

10 W Ausoangsl hstung

»

Bild 10. Der Kiirrfaktor als Funktion der Ausgangsleistung mit einem Lastwiderstand von 2 Ohm bei 14,4 V Versorgungsspannung.


7.4.2

Hydraulische pompen


Produktinformatie

Hundreds of pumps are already controlled with the SAMI frequency converter .

•

>-•

•

. • •

•

• . . "

:

• • • -

"'•

. ' - • ' - . '

" " * * '

'

' - . ' .

: •

'

•

;

''','

'

-

:

-

\

-

:

-

Speed Control of Pumps

•

.

-

•

•

•

;

•

•

:

•

'

*

.

•

:

with SAMI Frequency Converters

.

.

•

•

•

•

-

;

' • • •

'

"

'

-

•

^

^

^

In — wood processing industry — chemical industry — food industry

In — waterworks — sewage treatment plants

il » I ï=.i 3R0WN 3CVES1

— mining industry — metal industry

— district heating plants — power plants The (echnical data and dlmenslons ara valid at the ttme of printing. We reserve the rtgm to aubsequent alterations.

BB Strömberg Drives Oy :>wer Electronics O. Box 184 p •lelax

358-0-5641 + 358-0-564 2681

ABB Dm 5804811-9

ASEA

BCVERI


7.4.3

Elektromotoren


Produktinformatie

ABB Motors

O For many years the trend of development was lowards l'cghtweight motors concentrated on the least possible use of materials. The fact that this resulted in a relatively low degree of efficiency was not considered significant, due to the cheapness of energy at that time. However, the rapidly soaring prices of raw materials and elec'.ncity in recent years have increased the importance of energy saving. There is today a complete change of attitude in generai business and industry, where energy cost control has become more important than ever before. and now longterm polides ara the dedsive factors behind the purchase of electric motors. The ABB Motors energy saving motors are a vital means of saving energy, and thereby saving money.

Example of saving Pay-back time P lor tha additional price of the MTM motor can be calculated mus: P = S x T x h in years where 100 x KWh-orice Sa Economy ratio» Adaitional pnce lor motor T = Loss reduction in W (see page 4) h = Number of operational hours per year A Standard 4-pole MT motor having an outout o M . 1 kW has an efficiency of 79%. A8B Motors1 MTM energy saving motor with the same output has an efficiency of B3%. and therefore 67 W lower losses. Al 4000 operational hours per year a saving of 268 kWh.

What is energy saving motors?

If the economy ratio. kWh price/motor additional price. is for example 0.50. the pay-back time for 4000 operational hours is

A range of energy saving motors, of the three-phase, singlespeed asynchronous design, with squirrel-cage rotors. and designated type MTM.

10' P = 0.50 x 67 x 4000 = 0.75 year

Outwardly the physical dimensions and appearance of the energy saving motor are identical to the Standard MT motor, white inwardly its construction is optimised to the need for a high degree of efficiency, with ultlmate saving in energy costs. The advantages obtained are: Les3 Iran toss by reducing inductfan, and by lengthening the care of the statorand rotor. Lower magnetlsatlon losjes through optimum design of the slots to accommodate minimum no-load current.

The diagram below shows the pay-oaefc time al "Jie motor in the aoove example when operating at different numoers of hours per year.

Pty-MCK flma cwv« of moto* «i "Eümeft at Mving* 1.1 hW 1430 r/min.

P»y oacx

|

T

Reduced copper losses in the stator by opnmisation al the winding with larger conductor cross section.

O

1 1

e While the MTM motor Is more cosüy to produce than its type MT counterpart, the higher initiat purchase price is more than compensafed for by the saving in energy cost. 3

The optimised motor offers a further number of advantages:

1

- Reductlon of noise level due to low magnetic saturation. - Reductlon of heat development • Prolonged motor llfe-tlme.

\1

Vr

2

ï_

1

M j vrrrrTT-~J 1 !

The reduction in losses of the energy saving motors operating at fuif load. and the corresponding annual energy saving at 2000, 4000 and 8000 opeiational hours per year are tabulated on page 4.

C

a>

4

9

7

a

I

|

TOOOocwrtoonU nnunDtryiir

o


7.4.4

Toerentalregeling met frequentie-omvormers


Produktinformatie

Inleiding

Krachtig, dynamisch, veelzijdig ....

Hitachi Ltd Hitachi Ltd werd in 1910 opgericht. Sinds dat moment is de bedrijfsfilosofie altijd geweest: "produkten te ontwikkelen die een positieve bijdrage leveren aan het welzijn en de vooruitgang van de mensheid".

Krachtig bedrijf met sensorloze vector pauze-modulatie! Het rekenalgorithme voor veldkalkulatie (sensorless vector control) is geheel ontwikkeld door Hitachi, als pionier op dit gebied in de industrie. In kombinatie met een standaard draaistroommotor garandeert dit een krachtig bedrijf. — Hoog aanloopkoppel van 150% of meer bij een frekwentie-uitsturing van > lHz. — Konstant koppelbedrijf bij een regelbereik van 16 tot 50 Hz zonder beperking van het nominale motorkoppel. — Toerentalnauwkeurigheid van ± 1 %.

Vee tor-d.k.r. -motor

draaistroomkortsluitrotorld.k.r.l-motoren uit ons leveringsprogramma.

Hitachi J300 frekwentieregelaar

Omdat wij er naar streven u een "kompleet" produkt te leveren, beperken wij ons niet tot het produkt zelf. Oók aan de de Hitachi-produkten voegen wij een aantal extra's toe die u zekerheid en een optimaal gebruik garanderen. Extra's in de vorm van: — advies bij uw keuze; — een goede begeleiding; — produktgerichte opleidingen; — 24-uurs service; — Nederlandstalige dokumentatie en. handboeken. Als leverancier van komplete aandrijvingen — motoren, regelapparatuur en besturingen — ontwerpen en bouwen wij eveneens besturingspanelen.

f

C

Zeer dynamisch door ingebouwde DSP en snelle microprocessor. De J300-serie beschikt over een ongeëvenaarde responsietijd vanwege de ingebouwde DSP IDigital Signal Processorl, de snelle microorocessor en het geavanceerde ontwerp. De snelle responsie is onder meer effektief ter voorkoming van doorzakkende lasten in toepassingen met vertikale (hijslbewegingen.

Stflsortozt vtctor pauztmodulam (hoog aanloopkoppit, voor korft fi dl.

U/F rtgilhn (nontlmial kopptL «oor kortt NJd, bowt maraxiall.

1 --- -

-

t

- 1 — 0,1 S -

— WO X

TIB

Koppel-reakt'mijc: ca. 0,1 s gerealiseerd

Momenteel neemt Hitachi de achtste Dokumentatie plaats in op de wereldranglijst van indus- Oe frekwentieregelaars van Hitachi omtriële produktiebedrijyen. In 1992 reali- vatten momenteel: seerde deze multinational — met wereldwijd zo'n 324.000 medewerkers — een - J100 omzet van 58 miljard dollar. (vector pauze-modulatie) t/m 4 kW Hitachi werkt voortdurend aan de ontwikkeling van betrouwbare en toonaangeven- J3OO de produkten en garandeert u daarmee (vector pauze-modulatie) t/m 55 kW kontinuïteit en kwaliteit. Het uitgebreide HFC-VWS3EA teveringsprogramma omvat zo'n 20.000 t/m 280 kW Isinusgekodeerde pwm) verschillende produkten, die in nagenoeg iedere industrie zijn terug.te vinden. Ook - HFC-VWS3EP (speciaal voor ventilatorin de industrieën waar aandrijven, regelen en centrifugaalpompen besturen — en dus Vector Aandrijftoepasstngen) 7,5 t/m 55 kW techniek — een belangrijke rol spelen. Vector en Hitachi Déze brochure bevat alle technische Vector en Hitachi werken al jaren samen. informatie van de serie J300. Voor de Nederlandse markt hebben wij Op pagina 16 vindt u een overzicht van de officiële vertegenwoordiging van het ons programma "Elektrisch Regelbare gehele programma PLC's en frekwentie- Aandrijvingen". regelaars. Wilt u hierover ook informatie ontvangen? U kunt de Hitachi frekwentieregelaars uit- Belt u dan 010 - 44 63 700. Wij zenden stekend toepassen in kombinatie met de u onze brochures graag toe.

€

25

€

50

75

FREKWEMTlE-UrrSTURINO (Hil

SENSORLOZE VECTOR PjWZE-MODUUTlE

U/F REGELING

103Hl 10HZ

20Hz

30Hz

WHi

10Hl 20HI

SOHz

( 0Hl

30HZ

SOHl \

V

Mn 0

300

WO

rrl 900

1200

TOERENTAL tr/minl

c

Voorbeeld van een koppel-toeren-karakteristiek

1500

5-

0

300

400

90»

1200

TDIRENTAL (r/nnl

1500


7.4.5

Verbeterde arbeidsfactor

w$


Produktinformatie

Relay

Reactive power relay

ABB Kondensatoren Range of applications Reactive power relays are used in compensalion systems tor automatic switching of the capacilor steps. The syslem is thus adapted to the compensation power required various controller types are available to meet the different requirements of control steps and step controllers.

Advantages High-accuracy measured-value acquisition and processing Insensitivity to interference and iniluencing of measured values by harmonies Firmry set control parameters Concentration on the controller functions Ease of operation Compact dimensions

Type list and order data Degree of protection: IP 30 Order deslgnatlon

Tschnlcal data Number of steps

Controt ratio

: Rated voltase 400 V, 50 Hi, thrae-phase, Instrument transformer circuit S A 'RVP reactive powerrelay,mleroprocessor-controtled RVP-00 KO 49120 RVP-00 KO 49-123 RVP-00 KO 49-124 RVP-AO RVP-AC BVP-AD

KO 49-121 KO 49-125 KO 49-126

RVP-IO RVP-IC RVP-IO

KO 49-122 KO 49-128 KO 49-129

Programmable in al) types: a) b) c) d)

Sieps 3 5 6 7

Control ratio 1:1:1 1:2:2 1:2:3 1:2:4

Key to types: RVP— Istcharacter

— 2nd characler

Descrlptlon The metering system acquires the measured values for single phases via current transformers and voltage connections. and supplies an output value corresponding to the reactive power. The capacitor steps are connected or disconnected in relation to the sel specified cos-phi and c/k values, the latter determining the differential gap.

Artlcls na

0 standard version A signal contact I skjnaf contact and cos ? display 0 Standard aluminium section C plastic enclosure O plastic enclosure and lockable door

RVP reactive power relay, microprocessor-controllad, programmable Number of activa outputs (programmable) 3 to 7 Rva

K 049132

Type o' sequences availabte: 1) 2) 3) 41 5)

The relay has an automatic nc-voll release which switches all the capacitors off on interruption of the power supply.

1:1:1:1:1:... 1:1:1:1:1:... 1:2:2:2:2:... 1:2:4:4:4:... 1:2:4:8:8:...

circuil linear linear linear linear

Number of active outputs (programmable) 3 to 12 ^±X\/H

•

K 019-133

Type ot sequences avaiiabie: 1) 1:1:1:1:1:... 2) 1:1:1:1:1;... 3) 1:2:2:2:2:...

circuil linear lineat

Accessorles Trart8parent fockable door

«52

53:'


7.5.2

Weglaten noodstroomaggregaten


Produktinfonnatie


7.6.2

Bewakingsrelais


Produktinformatie

si Dual-in-Line-Relais Monostabile und bistabile Ausführungen mit 1 Spule

Bistabile Ausführungen mit 2 Spuien - 20,2-

0

ZETXIER

0

* r «O-2C-24OSEA

ZSTTLER AZ S30P2-2C-2C0SEA

I 7,-B2 I

/L5,08lSO8T5.08*

Typenbezeichnung hier für monostabile Ausführung

Abmessungen in mm 1) entfallt bei monostabiler Ausführung «

Monostabile und bistabile Ausführungen mit 1 Spule 4

S

8

I I ! o i ' r

T

° K I

r

r K

1

13

11

9

!

1

1

1 LL=-i —r~l

r -1-1

1 1 ! 1

1

-

1

2

L

S

9

16 15

13

11

9

\

5| 1

Ansicht auf AnschluBstifte Bei bistabiler Ausführung: Plus an Anscnlufl 1 erzeugt Arbeitssteilung Plusan AnschluB 16 erzeugt fluhestellung

Bistabile Ausführungen mit 2 Spuien

Ansicht auf Anschluflstifte schbild auf Ansichiüsse g ssehen Abmessu ngen in mnn 1)en«alltDe i monostac ll( Ausfijhrung

Gezeichnet ist die Runestellung Plus an AnscnluO 1 erzeugt ArOeitsstellung. Plus an AnschluS 2 erzeugt Ruhestellung

Dicht nach DIN 40 050 Schutzart IP 67 Oichtigkeitsprüfung Qc 2 nachDIN40 046Slatti5

Eine weitere Erganzung des ZETTLERRelaisprogrammes ist das gepolte Relais AZ 330 im Oual-in-Une-Gehause. Es steht in monostabiler Ausführung mit 1 Spule und bistabiler Ausführung mit 1 oder 2 Spuien rur Verfügung. Ourch seme auflerst geringe Ansprechleistung ist es besonders für die Ansteuerung durch IC8austeme geeignet. Eine neuartige Konstruktion des Setatigungskammes erzeugt in ieder Schaitstellung eme gieichgrofle Kontaktkraft. Das

Relais erhait dadurch eine hohe Sto(3festigkeit. Seine kleine 8auform ermöglicht platzsparenden Einbau in Leiterplatten. Es ist besonders als Ein- oder Ausgangs-Trennreiais zwischen störungsemplindlichen Elektronikschaltungen und störungsbeharteten Au(3enleitungen geeignei. Oer besondere Vorteil der bistabilen Ausführungen ist. dafl sie zum Ansprechen und Rückwerten nur einen Impuls von 10 ms benótigen. Die Verlustleistung ist

dadurch sehr gering. Die Ansteuerung der Ausführung mit t Spule erfolgt durch externen Wechsel eer Polaritat. Oie Ausführung mit 2 Spuien besitzt je eme Spule zum Ansprechen und RücKwerfen Beide Spuien sind jeweils für aie qieichR Betnebsspannung ausgeiegt. Der Vorteil von 2 Spuien ist. naii :;.r Ansprechen und RücKwenen kHm ner Polantatswechsel ertorderiir.n -.v.


7.6.3

Relais


Produktinformatie

Mini-contactorrelais E Stuurstroomkring : wissel- of gelijkstroom verbruik : 0,5 tot 4 W

Mini-contactorrelais Stuurstroomkring Voadinq

Verbruik

Wisselstroom

4 VA

Aansluiting

Samenstelling

_____ Scnroef-klem

CA2-ENÏ40. CA2-EN131. CA2-EN122*

B B B

E F M O E F M Q F F M 0

_ «

CA2-EL140. CA2-EL131* CA2-EL122.

B B B

E F E F F. F

n

0.16Ü 0.160 0.16a

4_ 3_ 2

CA2-ED140. CA2-E0131. CA2-ED122.

B B B

E E E

F M Q F M Q F M Q

_ 0.160 JM60 J_160

4 'S" 3-S- + T Ü -

CA2-EL240» CA2-EL231. CA2-EL222.

B B B

E E E

F F F

5 + 2 'OFaston 2 x 2,8 (of 1 van 6,35) Faston 2x6.35 (of 1 van 6.35) en 2 van 2.8) Gelijkstroom

4 W

3"+ro"

M M M

O Q

p_!&! 0.160 ____!«

Scnroef-klem

Faston 2x2,8 (of 1 van 6.35)

CA2-EN122.

Referentie aanvullen ~~ met de letter kg van de spanning (2)Gebruikelüke spanningen

2 'S-+2 •v

Hulpcontactblokken zonder vertraging d per mini Sctiroef-klem * Voor markering volgens norm EN 50011 *9* toevoegen Faston 2 x 2.8 op het einde van de referentie (of 1 van 6,35)

0.210 0.210 0.210

contactorrelais)

2 'S* 2 'O' 1 "S'-M *O'

LA1-EN2Q LA1-EN02 • LA1-EN11 •

0.018 0,018 0.018

2-S' 2 'O. 1 'S'H-1 ' O '

LA1-EL20 LA1-EL02 LA1-EL11 *

0.018 0.018 0.018

Mini-contactorrelais met laag verbruik Gebruik compatibel met de uitgangen van PLC's CA2-EN222.

Schroef-klem

Gelijkstroom

4

3 "S" + 1 •O" 2 - S ' - r 2 'O"

CA2-EN340. CA2-EN331. CA2-EN322»

B B

E(1) Ed)

CA2-EN411»

B

E (31

0510 O.210

Nota : toevoeging van hulpcontactblokken niet mogelijk.

Mini-contactorrelais met zeer laag verbruik Gebruik aanbevolen met elektronische uitgangen Gelijkstroom

0.5 W

Schroef-klem

1 'OS'

"oïóo

OmichrUvtnq - Visualisering van de werking van de spoel met LEO. - Beveiliging tegen overspanning door 2 ingebouwde varistoren. Nota : toevoeging van hulpcontactblokken niet mogelijk. CA2-EN411. (2) Bestaande stuurstroomspanninqen (variabele levertijd, contact Volt 50 H2 12 24 36 42 100 115 190 48 110 127 200 48 100 127 200 Volt 60 HZ 12 24 36 120 210 F Letter J L Volt bij gelijkstroom 12 24 36 48 60 72 110 j EG EN F Letter

met ons opnemen). 220 240 346 230 250 220 265 347 380 240 277 400 M U UK UQ 125 220 240 250 FE M U UC

380 440 500 660 415 440 550 480 600 __ Q R

(1) Bestaande spanningen : alleen 12 V (J). 24 V (B) en 48 V (E). (3) Bestaande spanningen : alleen 24 v (B) en 48 V (E). Andera uitvoeringen

4/7C

Apparaten met pen-klemmen voor soldering op IC. Apparaten met ontstoorde gelijkstroomspoel met ingebouwde diode. Apparaten met uittrakoare schroef-klemmen voor aansluiting met gesloten kabelscnoefl»1 Apparaten met verhoogde klimaatbehandeling. Contact mei ons opnemen . ____^^_^_^___.—


7.6.4

Relais-, PLC- of PC-besturing


Produktinformatie

SIMPLE TO CONFIGURE

£iï

Take f uil control ofyour sensor network with the world's smallest PLCs.

o KV-H3E OISKS TneiiniqueKVU\DDER programming software is provided on both 3 31/2* and 51'4' disks. KV IAD0ER etraoles you w

KV Series PLCs can beprograimedfwma computer uslng KV LADDER programmlng software. Hom, wtthupto 1281/Oports, the KV series PlCs otter

FUstromantBMPGAT

Creating And Debugglng Programs Has Never Been Easfer

ft

505 orocram mut«*

ir,

used witn the KV-P3E namjneld prorjrammer. you can program and monitor KV Series controllers rifjril on me production fiool.

program ttje KV Series oreompatioleorthe

optional KV-P3E handherd programmer.

KV LADDER combines power and ease-of-use. lts menu-driven environment and wealth of editing tools means taster program creatlon and debugging.

High-speed Operallon Tne KV series can receive input pulses as short as 50-ps, enabling direct connection to sensors and eliminating the need for a high-speed interface. A 1 0 kHz counter is also built-in.

Change Parameiers During Operatlon With the KV Series, you can change timer and counter values, based on actual operating condilions. After determlning initial values, through trial runs, you can change the values without halting operations or editing your program.

Smal! Enough To Fit Jusl About Anywhere

MS-DOS PC voo can program KV Series PLCs with any MS-DOS based IBM compatible PC. (MS-DOS Ver, 3.20 orBiotw)

The KV series is designed to fit right in your operation panel, saving you space and money.

Mounting The KV series can be mounted in places ttiat other PLCs iust wont fit. AU KV series controllers, power supplies, and expansion units can be mounted on DIN rails or any surface with the built-in brackets. A KV series controller can be mounted on top of a KV-U2 or KV-U3 power supply for additional space savlngs.

KV-40 C O N T R O L L E R Tne KV-40 is efluipped with 40 l/O ports and can DI expmort to a maximum oi 88. it can process up to 3.000 program steps trm an outout i 2 kHi direct ctoctt pul». UOx 90x43 (mm}

p

It can process up to 3,000 program steps, tas usar-rtptaeeabla rebys. and can output a 20 kHz direct ctocK putee. 200*90* 43 {mm)

EXPANSION

,

wtm ttig KV t « i « . i f i «isr to «pand tl» nomtuT al l/a par». To ictilsm On htjmt/oiitjiut ratio thal sults yoor neBds, KV-16E or KV*8E exparalons ontls ctn bs iilrJed in arrr comolnal/on o! 3 lo » » KV-BO orKlM0ari1rollen.Ant; comblrallon ol 4 gipintlon anltt J d J ! n t ) controllers.

Z-1 M E M O R Y C A R D REAOER/WRITER Tne Z-1 connects to a PC to read and write memory cards. Usifto a PC. you can read and ectit programs stortd on a memory card urcnau a new program and save il to a memory card.

KV-P3E HANDHELD PROGRAMMER Tïie KV-P3E is an easy-lo-usB. handneifl aroa,rammer with > öacM.t iCO Display, Witn ii, you can program and monitor KV Sene» ooeration anywhere O your proGucfion ïmi.

KV-24 C O N T R O L L E R TT» KV-24 ü tQUipped nrilh 24 l/O pons and can t» expandea to a maximum ot 38. II cin grocess up to 3.000 orogttm s«ps and can output a 2 kHz Otnct doe* pul». 80x90x43 (mm)

KV-16 C O N T R O L L E R Ths KV-16 "ï equipped wilh 161/0 ports and can be expanded to a maximum of 60. It can process up to 500 proQram steps md can output a 2 kHi direct cioch putse.

KV-10 CONTROLLER The KV-10 is iQUippeo wiih 101/0 pom and can be ttoanóeö to a maximum ol 7*. It can process ua ID 500 program steps and can output a 2 kHz direct doek put». 60 x 70 x-)3 fmmi

KV-16E EXPANSION UNIT Tne KV-16E is a 161/0 expansion unit. tl can be configured as an ouiaui onty or input onty tinil and the units can oe comQineo as you like. Reiay outpui moaeis and transistor ovt&ii moöels C2f> »!$o De combined to meel your reouifemenis. 65* 90143 (mm>

KV-aE E X P A N S I O N U N I T The KV-8E is in 9 UO expansion unit. It can E» cont'tQureö as an ooout only or input onty unii ano the units can ba combinea as you (ike. ReUy output modsts ana transistor output modeis can also U comQjned to meet your r

KV-U2/KV-U3 POWER SUPPLY The KV-U2 povver suppfy is a compact AC/OC converter prewioing 800 mA at 24 VOC. It can power up to 3 KV-40 controUirs anfl 3 KV-8£ mtunsion untis. n on glso power sensors, counters and oiner monitoriftfj devicts. For targer tensar networts. me new KV-U3 oowtt suppiy can orovioe up to 1.4 amps at 24 VDC. It can powtr uo to 2 KV-60R controllers and 4 KV-16EYR eipansion units.

l/O Sample Configurations Expansior) units to to adtfed Basic PLCmotlel

Kï-10

KV-40

KV-go

lEYRrO/S)

16EXI16V») 1SEXI16/0)

BEXIS/OI

F3

ca —1

j

16Frfl|O>1»> 1SEYR(0/16) 16FfR(0/16)

M

6

14

11

38

6

Oul

4

4

16

4

52

In 24

32

21

SS

24

Oul 16

1»

21

16

64

in 48

56

S2

eo

46

Ooi 32

32

44

32

80

KV-U3: Mfl < 99 W J f mm l


7.6.5

Apparaatkastverwarming


Prcxiuktinformatie

TRANS

HW HMD 20 UB/YB HMD 30 UB/YB

Humidity & temperature transmitters

For duet mounting; UB modefs humidity only Measurement ranges Suppiy voltage HMD 20 U8/YB HMD 30 UB/YB Output signal HMD 20 UB/YB HMD 30 UB/YB Accuracy Operating temperature range Sensor

HMW 20 UB/YB HMW 30 UB/YB

0 ... 100 %RH -20 ... +80 °C (YB models only) 10...35VDC/20...35VDC 10 ... 35 VDC/9 ... 21VAC 4 ... 20 mA 0 ... 1 V/0 ... 5 V/0 ... 10 V/0 ... 20 mA ±2 %RH (0 ... 90 %RH) ±3 %RH (90... 100 %RH) ±0.2 °C (YB mode/s only)

-5... +55 °C HUMICAP® H-sensor (part no. 0062)

Humidity & temperature transmitters

Por wall mounting; UB models humidity only Measurement ranges Suppiy voltage HMW 20 UB/YB HMW 30 UB/YB Output signal HMW 20 U8/Y8 HMW 30 UB/YB Accuracy Operating temperature range Sensor

HMR40

0 ... 100 %RH -5 ... +55 °C (YB modeis only) 10...35VDC/20...35VDC 10... 35 VDC/9 ...24 VAC 4 ... 20 mA 0 ... 1 V/0 ... 5 V/0 ... 10 V/0 ... 20 mA ±2 %RH (0 ... 90 %RH1 ±3 %RH (90 ... 100 %.=H) ±0.2 °C (YB models oniy)

-5... +55 °C HUMICAP® H-sensor (oart no. 0062)

Humidity controller

For wall mounting Adjustment ranges relative humidity hysteresis Suppiy voltage Output relay analog output Accuracy Operating temperature range Sensor

10... 100 %RH ±2... 10 %RH 110/230 VAC 12VDC/1 W M 240VAC/10A 0.1 ... 1 V +2 %RH (0 ... 90 %RH) ±3%RH(90... 100 %RH)

-40... +60 "C HUMICAP® H-sensor (part no. 0062)


7.6.6

Hydraulische- of smeerolie


Produktinformatie

Energol HLP Mineral Hydraulic Oils iscosity-Temperature Graphs Vijcosiiy cSl

T

-10

0

10

90

30

110

130

150

170

Life of oil is reduced by suxtained operation above • this tetnparature.

5000 10000

famperalure °F 190 210

85'C-

20 000 50 000 100 000 I

200 00G -20

-10

10

20

30

40

50

60

70

80

-90 100 Tamperature °C

Key: Norm al usable range of operating viscosities.

: : : ï i : f Optimum rang» of '-'."• x. operating viicoiitioi.


7.6.10

Drukopnemers en sonar metingen


Produktinformatie

. . *

I

P4000 Series Silicon Pressure Transducers

The P4000 series of pressure transducers Erom Lucas Schaevitz are the latest in micromachined silicon sensing technology. This technology combined with isolated diaphragm design produces a unit with excellent operating characterisücs while accommodating pressure media compatible with 316 stainless steel. The P4000 series is offercd with both 0-5 volt as well as 2 wire 4-20 mA outputs to provide versatility. Two pressure input fitting types are oSered as well as connector and cable type terminations. All units employ a body diameter of only 3/4 inch (19mm) which permits installation in restricted space. All units feature non-linearity, hysteresis and repeatabiiity of 0.15% typical with superior thermat characterisücs and output stability.

Features • Utilizes micromachined silicon technology • Integral signal conditioning • High leve] voltage or current outputs • Cable or connector terminations • Compact design fits tight spaces • All welded s.s. construction • Delivery from stock • Silicon sensor isolated from media by 316 s.s. diaphragm and fluidfilled Bi chamber Applications

• Fluid Power • Engine Controls • Marine Systems • Power Generation

Pressure Reference: (psi) 0-15 to 0-250 psi vented gage, absolute (bar) 0-1 to 0-15 bar vented gage, absolute (psi) 0-500 to 2500 psi sealed gage (bar) 0-35 to 175 bar seaied gage Pressure Limit: 2 times full range pressure Buret Pressure: (psi) 4x rated pressure 0-250 psi (bar) 4x rated pressure 0-15 bar (psi) 2x rated pressure 0-500 to 2500 psi (bar) 2x rated pressure 0-35 to 175 bar Pressure Media: Liquids or gases compatible with AISI-316 stainless steel Electrical Supply: 10-32 VDC Combined Non-Linearity, Hysteresis, and Nonrepeatability: ± 0.15% F.R.O.BSL Typical ± 0.25% F.R.O. BSL Maximum at 75°F (25'C) ' (BSL = Best Straight Line) Long Term Drift: <0.2% F.R.O./Year Frequency Response: 100 Hz nominal Compensated Temperature Range: 32°F to 160°F (0°C to 70°C) Operable Temperature Range: -40°F to 180-F (-40°C to 8S*C) Storage Temperature Range: -60°F to 212°F (-50-C to 100°C)

Silicon Pressure Transducers

Common Physical Specifications

Insulation Resistance: Weight: Electrical Connections:

1 Mohm at 50V at 75»F (25^) 2.6 ounces (74G) Via M1L-C26482 shell size 10.6 pin, or 6 conductor polyethylene jacketed cable wutt integral vent tube Pressure Connection: 1/4 inch - 1 8 NPT male 1/4 inch BSP male Size: See dimensional outline drawing NOTE: Connector units require a Bendix PT06A-6S (SR) or equivalent maling connector. Can be ordered separately if needed.

Dimenslons: These dimensions correspond to pressure range 0-15 to 0-250 psi .

Dimensions: These dimensions correspond to pressure range 0-15 to 0-250 psi

0.4T

Dimensions: These dimensions correspond to pressure range 0-500 to 0-2500 psi

Dlmenslons: These dimensions correspond to pressure range 0-500 to 0-2500 psi . -J ÉriJ iSil Lid .1-.

Common Specifications Pressure Ranges: (psi) 0 to 15,30,100.250, S00,1000,2500 psi (bar) 0 to 1,2, 7,15,35, 70, 175

a ra

I

P4000 Series

Thermal Zero Error Band Over Compensated Range: 0 to 15 psi (0 to 1 bar): ±0.75% F.R.O. typical ±1.5% F.R.O. maximum All other ranges: ±0.5% F.R.O. typical ±1.0% F.R.O. maximum Thermal Sensitivity Error Band Over Compensated Range: 0 to 15 psi (0 to 1 bar): ±0.75% F.R.O. typical ±1.5% F.R.O. maximum All other ranges: ±0.5% F.R.O. typical ±1.0% F.R.O. maximum NOTE' Toul f hrrnu) tmr band b deffoed »the dbunce front the center line of rwo parallel llnet «rtiien contain «il nadlnp at •!] preuures bennen 0 la 100% rated preuure «t sll temptratures between the quoced llmia.

Vibration: Shock:

10gRMS20to2000Hz lOOg 1/2 sine for 11 msecs will not damage the sensor 4060 SpecrficatJons Effect of Supply Voltage: Variation on output: SO.02% F.ROyVolt Full Range Output: 0-5 VDC ± 2% at 75=F (250°C) Zero Pressure Output: ± 2% F.R.O. at 75'F (25°C) Load Resistance: >2000 ohms 4080 Specifications Effect of Supply Voltage: Variation on output: SO.005% F.R,O./Volt Full Range Output: 4-20 mA ± 2% at 75'F (25°C) Zero Pressure Output^2% F.R.O. at 75'F (25'C) Load Resistance: O ^ ^ a t 10 VOC to 1100 ohms at 32 VDC

Pin Bayonet Connector

4080 Wiring Diagram Two Wire Series

4060 Wiring Diagram Four Wire Series

aauto.v. CBUK BtCITATf0n;-10-32V EXOTATntt'10-3» OUTPUT: -O-5V0C

How to Order Specify by input/output, cable/connector. pressure port, pressurerange,and unit of measure. Model Number Code P40 - • - Q - 000 -

?A; absolute^- >«ï; '^SG.-séalètfgagè VG:.vented gage ï

;

_

- .

•-

• _ • • •

•

••.•:

* S ; . , • • ' • • ,

: - - - ^ < . v

i

7 - - - V :

-•Pressurfl Ranges-Vr:;;:'.* v:-¥'V:iKi.v".:%';' : ;;:(psi) O to 15.30,100,250/50Ö; 1000,2500psi' . ?(bar)0to 1,2,7,15,35,70,175 W - j & ï ' ; ;:'


7.7.2

Onderbemetering


Produktinformatie

CALEC MCP Voordelen, die overtuigen

• • •

Vleugelrad

Woltman Ringzuiger Magn.ind. Ultrasoon

JTJT_TUTJT_ Impuls Temperatuurvoeler PI-100 vlg OIN 43760, klasse A * * * ? TT

Veelzijdig

•

Type doorstroommeter

Temperatuurbereik -40°C tot 250°C Voor alle vloeibare energie dragers Voor alle flow-meet systemen Voorzien van real-time klok Maandtotalen van de laatste 13 maanden Maxima van de laatste 13 maanden Sturen en regelen als functie van flow, vermogen, temperatuur 4- en 2-draads temperatuursensoren (PT-100) Impulsingang tot 10 kHz, galvanisch gescheiden Data backup 1 jaar, gedurende 10 jaar Seriële data uitgang RS 232

Meetflens

Vortex

Analoog

Lnn-J UnnL-1

Betrouwbaar • Max. afwijking < ± 0,3% in meetbereik AT van 5 - 200 K • Oplossend vermogen temperatuurmeting 14 bit (0,02 K) • Automatische nulpunt correctie • Voldoet aan PTB en OIML specificaties Opties • Analoogingang voor volume, massa en verschildruk • PT-500 sensoren • Verzadigde stoommeting (1 • Stoommeting met drukcompensatie (1 Bidirektionele energiemeting • 2- of 4 analoge uitgangen, 0/4..20 mA of 0..10 V • Seriële data-uitgang RS 485 Snelle en eenvoudige bediening • Alle momentane waarden in display zichtbaar • Programmering van hulpparameters zoals analoog uitgangsbereik en grenswaarden via RS 232

Meer informat^ - r technis'"1'

.

•:••:•:.•••:•.

a o •: '•-.s

1,1 Stoommeting gebeurt m.b.v. het rekenwerk type MCO

III Warmtemeter Lid van de ISS Clorius International-groep

Nieuwpoortweg 11 - Postbus 179, 3100 AD Schiedam Telefoon 010-4 62 01 00. Telefax 010-4 62 03 27


7.7.3

Gedragsverandering door feedback


Produktinformatie

oo

o

NERGIESPIEG ENERGIESPIEGEL Het paneel dat gebruikers en bezoekers van een gebouw informeert over het energieverbruik

Directoraat-Generaal Rijkswaterstaat. Doorkiesnummer Bijlage(n) 2 Uw kenmerk

Recommend Documents