Omschrijving technische installaties 1
Inleiding De technische installaties in Langerhuize zijn volledig afgestemd op de eisen en wensen van KPMG als gebruiker en ingepast binnen het totaal ontwerp van het gebouw. Vanaf januari 2004 is het ontwerpteam bestaande uit de gebruiker/ontwikkelaar KPMG, de architect Marcel van der Schalk, de ontwikkelaar Meijon Vastgoed, de bouwkundige aannemer Wessels Zeist, de constructeur Pieters Bouwtechniek, de brand-technisch en bouwfysisch adviseur Peutz en de installatieadviseur Hiensch Engineering bezig om het optimale eindresultaat te halen in comfort, beleving, esthetica en duurzaamheid. Doordat de gebruiker vanaf het begin betrokken was bij de ontwikkeling, is het team in staat geweest om een maatpak te creëren dat toegesneden is op de specifieke eisen en wensen van KPMG maar dat ook paste binnen de hoogste eisen van duurzaamheid. De belangrijkste kernwaarden van de technische installaties hierin waren een hoog comfort, maximale flexibiliteit, een extreem laag gebruik van primaire energie en innovatieve technieken. KPMG stimuleerde hierin vooral de innovatie en creativiteit en stond open voor de nieuwste ontwikkelingen op techniek. Het project Langerhuize kenmerkt zich door een hoge mate van toepassing van energiezuinige installaties in combinatie met een goede isolatieschil. In dit schrijven wordt een beschrijving gegeven van de diverse technieken en overwegingen die zullen leiden tot de realisatie van een gebouw met prestaties op energie- en milieugebied die tot de beste van Nederland zullen behoren in deze comfortklasse.
2.
Bouwfysisch Om de invloed van buitenaf zoveel mogelijk te kunnen beperken en controleren, dient de gebouwschil goed geïsoleerd te zijn, waarbij er alleen bij gunstige buitencondities maximale uitwisseling tussen binnen en buiten mag zijn. Er worden hiertoe de volgende zaken toegepast: -
isolatie minimaal conform bouwbesluit HR ++ glas met een U-waarde van 1,1 W/m²
-
3.
goed zonwerend glas, ZTA= 0,26 in combinatie met een hoge lichttoetredingsfactor (LTA) het gebouw bevat veel glas en een atrium waardoor er maximaal gebruik gemaakt kan worden van licht- en warmtetoetreding (passieve zonstraling).
Omschrijving klimaatinstallaties
3.1 Warmte en koudedistributie systeem Voor de klimaatregeling is er gekozen voor de laatste generatie variabel volume inductie in combinatie met vloerkoeling en vloerverwarming in zwaar belaste ruimten. Dit houdt in dat er alleen naar behoefte verse en geconditioneerde lucht toegevoerd wordt naar de gebruikers. De toevoer van verse gekoelde lucht per ruimte is hierbij variabel en belastingsafhankelijk. Er wordt dan ook naar behoefte meer of minder lucht toegevoegd (zgn. all-in systeem) waarbij de luchthoeveelheden afhankelijk zijn van de externe belasting (vooral bepaald door de stand van de zon) en de interne belasting (bezetting). Om de luchthoeveelheden te beperken maar toch een grote koelcapaciteit te kunnen leveren, op elke werkplek, is er gekozen voor een lage temperatuur van de toevoerlucht. Hierdoor kan er met relatief kleine ventilatoren en kanalen toch veel bespaard worden in ruimte en energie. Hiertoe wordt de totale luchthoeveelheid gevarieerd waarbij alle ventilatoren frequentiegeregeld zijn en op druk opof afvoeren. Indien er niemand aanwezig is in de desbetreffende ruimte dan wordt de luchttoevoer zelfs volledig gestopt. Het VAV-inductiesysteem maakt maximaal gebruik van vrije koeling doordat de verse buitenlucht rechtstreeks toegepast wordt als koelmedium. Gedurende de 3120 jaarlijkse bedrijfsuren is het: - 1700 uur kouder dan 12ºC (100% vrije koeling) - 1100 uur tussen de 12 en 19ºC (beperkte vrije koeling) - 320 uur boven de 20ºC (aanvullende koeling nodig) De lucht wordt geconditioneerd en toegevoegd via in zijn totaliteit 6 grote luchtbehandelingcentrales met hoog rendement warmtewielen die zowel warmte alsook vocht kunnen terugwinnen naar behoefte. Deze centrales zijn volledig geïntegreerd in het gebouw.
Overzicht luchtdistributiesysteem fase 1
Detail vleugel B
De verwarming vindt plaats middels een lage temperatuur verwarmingssysteem (max 55ºC) voor zowel de naverwarmers alsook de vloerverwarming. Verwarming kan alleen maar plaatsvinden bij minimale luchthoeveelheden. Bij deze minimale luchthoeveelheid vindt er maximale inductie plaats boven het verlaagde plafond waardoor de afgezogen warmte bijwarmtevraag weer maximaal toegevoerd kan worden aan de ruimte (zgn. heat of light concept). Hierdoor wordt aanvullende verwarming zoveel mogelijk voorkomen. Alle warmtewisselaars zijn geselecteerd op grote ∆T’s waardoor er met weinig water toch veel koeling en/of verwarming geleverd kan worden. Dit bespaart veel pompenergie met name omdat alle pompen frequentiegeregeld zijn.
Per verdieping en per vleugel kan de installatie middels een knop in overwerk gezet worden waardoor installaties niet onnodig in bedrijf staan. De installatie kan onderhouden worden zonder dat er op de werkplekken werkzaamheden behoeven plaats te vinden. Hierdoor kan er beter en efficiënter onderhoud plaatsvinden hetgeen in de praktijk zal leiden tot een lagere milieu belasting. 3.2 Geavanceerde meet- en regelinstallaties Er is individuele regelbaarheid per 3,60 m voorzien waardoor er naar behoefte geconditioneerd kan worden. Om extreme situaties te voorkomen zijn er wel bandbreedtes ingesteld waarbij bij extreme buitencondities ook centraal setpoints opgelegd kunnen worden. Per vertrek kunnen niet alleen temperaturen maar ook luchthoeveelheden bewaakt worden. Er is sprake van een uitgebreid gebouwbeheersysteem (GBS) waarbij middels duidelijke grafische overzichten de gehele installatie bewaakt kan worden op een goed en energiezuinig functioneren. Middels trendrapporten kan er inzage verkregen worden in de werking maar ook in het energieverbruik. Er wordt op dit moment een prestatiemonitoring systeem ontwikkeld waarbij zowel de comfort prestaties alsook de energie prestaties gemonitord worden en te grote afwijkingen automatisch gesignaleerd. De regeltechniek van de klimaatinstallaties is volledig geïntegreerd met de verlichtingsinstallatie. In samenwerking met Philips en Barcol Air zijn de multisensoren van Philips afgestemd op de laatste LON regelaars. Dit houdt in dat alleen op basis van aanwezigheid het licht aan gaat maar ook dat alleen dan de klimaatregeling en ventilatie geactiveerd worden naar de comfortstand met als grote voordeel maximale energiebesparing. Bij afwezigheid wordt dus automatisch de verlichting uitgeschakeld en gaat de klimaatinstallatie naar de zogenaamde stand-by positie. Ook de verlichtingssterkte wordt gemeten per individuele ruimte waarbij alle armaturen teruggeregeld (gedimd) worden naar het door de gebruiker gewenste verlichtingsniveau. Door het binnen treden van veel daglicht leidt dit tot een aanzienlijke reductie in verlichtingsenergie (naar verwachting tot een besparing van 50 %). In het systeem is tevens gekozen voor de gebruikersbediening op vertrekniveau door middel van de eigen gebruikers PC via internet
Explorer. De gebruiker krijgt hierbij alle informatie over zijn klimaat en verlichtingsniveau en kan ook alle benodigde individuele verstellingen doen in zowel temperatuur alsook lichtniveau. Belangrijk voordeel hierbij is dat er geen schakelaars of thermostaten meer opgenomen hoeven te worden in de binnenwanden waardoor de flexibiliteit in indelingen optimaal is.
Gebruikersinterface (licht aan)
Gebruikersinterface (licht uit en beletlampje aan)
Uiteraard is het ook mogelijk om volledig beheer op afstand uit te voeren. In de balie is een zogenaamde panel PC (touchscreen) opgenomen waarop alle belangrijke meldingen gepresenteerd worden en waarmee de belangrijkste functies waaronder de overwerkregeling en verlichting bediend kunnen worden. Door middel van het geïntegreerde lichtschakelsysteem met aparte verlichtingsklokken is het uiteraard mogelijk om centraal per verdieping, vleugel en functie het lucht uit te schakelden (uitgebreide veegfunctie).
Controlescherm gebouwbeheerder
3.3 Luchtbehandelingscentrales Per bouwdeel is een luchtbehandelingcentrale opgenomen met frequentiegeregelde ventilatoren. Doordat er sprake is van een variabel volume systeem wordt er vaak in een deellast gedraaid van 80%. Omdat alle kanalensystemen gedimensioneerd zijn op 100% pieklast betekent dit dat de ventilatoren in de praktijk gedurende 80% van de tijd op ca. 55% van hun maximale vermogen draaien. Alle centrales hebben zowel vocht- alsook warmteterugwinning middels toerengeregelde hoogrendements warmtewielen. Deze wielen zijn in staat om zoveel warmte terug te winnen dat voorverwarming in de luchtbehandelingcentrale niet meer hoeft plaats te vinden. Deze wielen hebben een diameter van minimaal 4 m (totaal 6 stuks)! Bij extreme zomercondities worden deze wielen ook ingezet als voorkoeling, er wordt hiermee een besparing van 40 % in piekkoelcapaciteit gerealiseerd.
Warmtewielen met diameter 4,2 m
3.4 Gasgestookte stoomvormers Er wordt gebruik gemaakt van direct gestookte stoomvormers ten behoeve van de opwekking van stoom voor bevochtiging. Dit is zowel milieu-technisch (geen waterbehandeling nodig, maximale opname) maar ook wat energieverbruik betreft (geen elektriciteit benodigd) de beste methode. 4.
Verlichtingsinstallatie In samenwerking met Philips zijn er voor dit project speciale Celino inbouwarmaturen ontwikkeld (TL5) die allemaal teruggeregeld kunnen worden op basis van een centrale daglichtmeting per ruimte. Dit terugregelen gebeurt vanuit de centrale meet- en regelinstallatie en kan individuele bediend worden. Het totale geïnstalleerde specifieke vermogen is hierbij 9 W/m² terwijl de specifieke warmtebelasting in de ruimte beperkt blijft tot 6 W/m². In dit project is tevens op grote schaal de LED-techniek toegepast in gangen en representatieve ruimten. In diverse ruimten is er beletverlichting toegepast die ook individueel bediend kan worden via het centrale meet- en regelsysteem door middel van internet Explorer.
5.
Warmte en koudeopslaginstallatie met warmte pomp De benodigde warmte en koude wordt geleverd vanuit een warmte en koudebron systeem. Mede vanuit bedrijfszekerheidoogpunt is er gekozen voor 2 warme en 2 koude bronnen. Op ca.130 m diepte wordt er in de zomer warmte en in de winter koude opgeslagen. De bronnen staan in verbinding met de warmtepompcentrale die uiteindelijk zorgt voor de juiste temperatuur van het gekoeld en CV water. De ETP warmtepompen zijn speciale toerengeregelde schroefcompressoren in combinatie met toerengeregelde verdamper- en condensorpompen. Hierdoor kunnen er extreem hoge rendementen verkregen worden met name in deellast.
S
y
s
t e
m
e
n
:
w
e
r k
i n
g
z
o
m
e
r s
70
i t u
a
Systemen: werking wintersituatie
t i e
Koude 4600 170 kWth
Warmte
E
Koude
E
140
E
70
170
250
Ketel 550 1910 1060 kWth kWth Warmte 400
E
350
160
7-90
550
60
Ketel
60
200
Aquifer (watervoerende zandlaag)
140 160
70
160
Aquifer (watervoerende zandlaag) 2 x 125 m3/uur
2 x 150 m3/uur
Ten verdere bedrijfszekerheid is er ook voorzien in gasgestookte hoogrendementsketels voor de verwarming en zijn er extra aansluitingen aangebracht voor noodkoelmachines. De centrale is in staat om tegelijkertijd warmte en koude te leveren. Hoewel het gebouw en de bronnen naar verwachting thermisch in balans zullen zijn, is er gekozen voor drycoolers om eventuele balansproblemen te kunnen herstellen maar ook om vrij koeling te kunnen leveren aan de MERen SER-ruimten die 24-uurs bedrijf hebben. Er is tevens voorzien in een conventionele noodkoelinstallatie van beperkte capaciteit ten behoeve van de ICT koeling voor de MER en SER ruimtes.
Principe-schema gekoeld en CV-water met WKO
6.
Vergadercentrum In het vergadercentrum zijn diverse ruimten voorzien van hun eigen audio visuele installaties. Deze installaties zijn volledig geïntegreerd met de verduisterings-, klimaat- en luchtinstallaties en zijn bedienbaar via een touchscreen. Door het variabel volume systeem is het mogelijk om op energiezuinige wijze een sterk wisselende en soms hoge personenbezetting op te vangen.
7.
Conclusie Bij het gebouw Langerhuize te Amstelveen is er zowel vanuit de opdrachtgever/ontwikkelaar alsook vanuit de gebruiker KPMG de wens geuit om een gebouw te maken dat voorbereid is op de toekomst. Dit houdt in dat er ook veel aandacht is voor een laag energieverbruik en een lage milieu belasting. Het gebouw bezit de state of the art op het gebied van de technische installaties en zal hiermee behoren tot één van de meest comfortabele en duurzaamste gebouwen van Nederland.
8.
Samenvatting De installaties zijn ontworpen op een lange levensduur met veel flexibiliteit en ruimte ventilatie. Met betrekking tot het energieverbruik is er een aantal belangrijke ingrediënten aanwezig dat bij een goed gebruik en beheer van de installaties moeten kunnen resulteren in een zeer laag energieverbruik. Het gebouw is hierbij ontworpen volgens de Trias Energetica. Het energieverbruik wordt zoveel mogelijk beperkt door de toepassing van een zeer goede gebouwschil. De verlichting brandt alleen bij aanwezigheid van mensen en dan ook nog beperkt op basis van een daglichtregeling. De klimatisering en ventilatie werken naar behoefte en wordt alleen ingeschakeld bij aanwezigheid van mensen in hun ruimte. Het koelend vermogen van de verse buitenlucht wordt zoveel mogelijk direct ingezet om het gebouw op de gewenste temperatuur te houden. Doordat er sprake is van een variabel volume systeem, zal de gemiddelde transportenergie zeer laag zijn (bij 80% van de luchthoeveelheid is het ventilatievermogen nog maar 51%). Door middel van goed regelbare geavanceerde warmte- en vochtterugwinning wordt alle energie zoveel mogelijk teruggewonnen. Het
overschot aan warmte in de zomer en het overschot aan koude in de winter wordt opgeslagen in de bodem om weer hergebruikt te worden indien hier behoefte aan is. De opgeslagen warmte en koude behoeft alleen op het juiste temperatuurniveau gebracht te worden middels een warmtepomp; deze warmtepomp heeft een uitzonderlijk hoog rendement.
