Opleiding Duurzaam Gebouw: Ventilatie: ontwerp en afstelling

Opleiding Duurzaam Gebouw: Ventilatie: ontwerp en afstelling Leefmilieu Brussel DIMENSIONERING VAN DE VENTILATIE IN TERTIAIRE GEBOUWEN Lieven INDIGNE CENERGIE

Doelstelling(en) van de presentatie ●

Bespreking van de geldende reglementering op het vlak van ventilatie, vooral de elementen die betrekking hebben op de energieprestatie van gebouwen (EPB)

●

Dimensionering van een hygiënische ventilatie-installatie in een tertiair gebouw

●

Keuzecriteria voor een ventilatiegroep

●

Mogelijkheden van verwarming / koeling door de lucht

●

Vereisten met betrekking tot bevochtiging / ontvochtiging

2

Ventilatie in tertiaire gebouwen 1.

2.

Welke debieten in hygiënische ventilatie? a.

NBN EN 13779 en EPB-bijlage

b.

NBN EN 15251

c.

ANDERE

Keuze van een luchtgroep a.

3.

Welke keuzecriteria?

Klimaatregeling a.

Luchtdistributie

b.

Diagram van de vochtige lucht

c.

Verwarming/koeling

d.

Bevochtiging/ontvochtiging

3

1. WELKE DEBIETEN? ●

HYGIËNISCHE VENTILATIE: Het debiet moet een voldoende luchtkwaliteit handhaven rekening houdend met de aanwezige vervuilers. Verscheidene documenten preciseren de vereiste debieten: ►

NBN D50-001 (1): dimensionering (residentieel)  vereist

►

NBN EN 13779 (2): dimensionering (tertiair)  vereist

►

NBN EN 15251: gebruik en comfortcriteria (tertiair en residentieel)

►

EPB (bijlagen, verwijzing naar de normen),

►

Andere reglementen en voorschriften (ARAB,…) en ‘wetenschappelijke’ documenten (PHPP,…) 4

1. WELKE DEBIETEN? ●

●

INTENSIEVE VENTILATIE: ►

het koelen van een gebouw door gebruik van buitenlucht (gratis energie)

►

het te produceren debiet is afhankelijk van het gebouw (inertie,…), het klimaat en de af te voeren lasten.

KLIMAATREGELING: ►

het debiet wordt bepaald overeenkomstig het over te brengen vermogen (warmte of koude) en de comforteisen (pulsietemperatuur, …).

5

1. WELKE DEBIETEN?

a.


b.

NBN EN 15251

c.

ANDERE

6

1. WELKE DEBIETEN? a) NBN EN 13779 en EPB-bijlage ●

De NBN EN 13779 heeft betrekking op de prestaties van de systemen

●

Bijlage VII (EPB) beoogt op de eerste plaats een minimale ventilatie in niet-residentiële gebouwen te garanderen (aanvullende eisen)

●

Bijlage VII is noodzakelijk maar volstaat niet (luchtkwaliteit)

●

Bijlage VII geldt voor niet-residentiële gebouwen of delen ervan bestemd voor menselijk gebruik

7

1. WELKE DEBIETEN? a) NBN EN 13779 en EPB-bijlage 3 soorten ruimten: ►

ruimten bestemd voor menselijke bezetting ruimten voorzien om mensen er langere tijd te laten vertoeven (…). voorbeelden: kantoren, restaurants, hotelkamers….

►

ruimten niet bestemd voor menselijke bezetting ruimten voorzien om mensen er bij normaal gebruik slechts gedurende vrij korte tijd te laten vertoeven (…). voorbeelden: archieven, opslagruimten, toiletten….

►

speciale ruimten (bijlage VII-§6.4.) onder speciale ruimten wordt verstaan: ruimten blootgesteld aan specifieke vervuilers waarvoor andere (specifieke en/of strengere) eisen gelden wat de ventilatie betreft. voorbeelden: stookruimten, afvalopslagruimten,…

8


Ruimten bestemd voor menselijke bezetting

IDA1  IDA3: OK IDA4 is onvoldoende

Verseluchtdebiet Verseluchtdebiet

CO2-niveau in de lokalen

Luchtkwaliteit

(nietrokersruimten)

(rokersruimten)

Typische waarden Standaardwaarden

IDA1 Uitstekende kwaliteit

> 54 m³/u.pers.

> 108 m³/u.pers.

< 400 ppm

IDA2 Gemiddelde kwaliteit

36 – 54 m³/u.pers.

72 – 108 m³/u.pers. 400-600 ppm

500 ppm

IDA3 22 – 36 Aanvaardbare m³/u.pers. kwaliteit

43 – 72 m³/u.pers. 600-1.000 ppm

800 ppm

IDA4 < 22 m³/u.pers. Lage kwaliteit

< 43 m³/u.pers.

1.200 ppm

Klasse

> 1.000 ppm

350 ppm

9


Ruimten bestemd voor menselijke bezetting ►

Ontwerpbezetting

►

Theoretische bezetting (bijlage VII-§7.2.1.) In te voeren gegevens vereist voor de berekening van het minimumontwerpdebiet in ruimten bestemd voor menselijke bezetting

Vloeroppervlakte per persoon (m² /persoon)

(…) Kantoren

15

Ontvangstruimten, onthaal, vergaderzalen

3,5

Hoofdingang

10

(…) Overige ruimten

15

36 voorgestelde categorieën + ‘overige ruimten’ 10


Ruimten niet bestemd voor menselijke bezetting

Klasse

Verseluchtdebiet (niet-rokersruimten)

IDA1

klasse niet van toepassing

IDA2

> 2,5 m³/uur.m²

IDA3

1,3 – 2,5 m³/uur.m²

IDA4

< 1,3 m³/uur.m²

11


Ruimten niet bestemd voor menselijke bezetting (bijlage VII-§7.2.2.) ►

Sanitaire ruimten › het aantal wc’s en urinoirs is gekend debiet: 25 m³/uur per wc of urinoir

› het aantal wc’s en urinoirs is niet gekend debiet: 15 m³/uur.m² ►

Douches › debiet: 50 m³/uur per douche

►

Andere niet voor menselijke bezetting bestemde ruimten › debiet: 1,3 m³/uur.m²

12

1. WELKE DEBIETEN? a) NBN EN 13779 en EPB-bijlage Bestemd voor menselijke bezetting

Speciale ruimte

Niet bestemd voor menselijke bezetting

Functie?

Oppervlakte per persoon

Bezetting vastgelegd door bouwteam

Wc/douches? Nee

Berekende bezetting Max.

1,3 m³/uur.m²

Ja Aantal wc’s/douches gekend?

Andere normen?

Ja 22 m³/uur.pers

25 m³/uur.wc 50 m³/uur.douches

Nee

Ja Nee Debiet volgens deze normen

15 m³/uur.m ²

Debiet volgens andere specificaties

13


Hergebruik en doorstroming ►

Het minimale ontwerptoevoerdebiet voor ruimten bestemd voor menselijke bezetting moet worden gerealiseerd met buitenlucht. De bijkomende debieten mogen worden gerealiseerd met buitenlucht, hergebruikte lucht of doorstroomlucht (bijlage VII§7.3.)

►

In ruimten die niet bestemd zijn voor menselijke bezetting mag het toevoerdebiet volledig worden gerealiseerd met afvoerlucht uit ruimten van de kwaliteit ETA1 of ETA2 (bijlage VII-§7.3.)

Voor hergebruik moeten alle richtlijnen van bijlage A.6 van de EN 13779 (bijlage VII§7.3.) worden nageleefd

14


Hergebruikte lucht en doorstroomlucht

Bron: VADEMECUM REGLEMENTERING EPB-WERKZAAMHEDEN 2015

15


Drukvoorwaarden ►

Een niet te verwaarlozen onevenwicht tussen toevoer- en afvoerlucht is toegelaten. -5 Pa ≤ CP ≤ +10 Pa (bijlage VII-§7.5.) 1

abs(q CP = sign(q

v, supply

- q v, extract )

.

v, supply

V 50

- q v, extract )

0,65

.

50

V 50  V ext

met een lekdebiet bij 50 Pa

16

1. WELKE DEBIETEN?

a.


b.

NBN EN 15251

c.

ANDERE

17

1. WELKE DEBIETEN? b) NBN EN 15251 “Binnenmilieu-gerelateerde inputparameters voor ontwerp en beoordeling van energieprestatie van gebouwen voor de kwaliteit van de binnenlucht, het thermische comfort, de verlichting en akoestiek” ●

Bijlage B (informatief): basis van de criteria voor de kwaliteit van de binnenlucht en de ventilatiedebieten ►

B.1 Aanbevolen ventilatiedebieten voor de berekening in nietresidentiële gebouwen › B.1.2 Methode gebaseerd op menselijke bezetting en de componenten van het gebouw › B.1.3 Methode gebaseerd op het ventilatiedebiet per persoon of per m² vloeroppervlakte

› B.1.4 Aanbevolen CO2-waarden voor de energieberekeningen

18

1. WELKE DEBIETEN? b) NBN EN 15251 “Binnenmilieu-gerelateerde inputparameters voor ontwerp en beoordeling van energieprestatie van gebouwen voor de kwaliteit van de binnenlucht, het thermische comfort, de verlichting en akoestiek” ●

●

Bijlage B (informatief): basis van de criteria voor de kwaliteit van de binnenlucht en de ventilatiedebieten ►

B.2 Aanbevolen debietwaarden voor de dimensionering van de ventilatie van woningen

►

B.3 Aanbevolen criteria voor de dimensionering van de bevochtiging en ontvochtiging

►

B.4 Ventilatie aanbevolen tijdens de uren van niet-bezetting

Bijlage C (informatief): voorbeeld van het bepalen of een gebouw weinig of zeer weinig vervuilend is

19

1. WELKE DEBIETEN? b) NBN EN 15251 ● Type gebouw of ruimte

Uittreksel (B.1.2) Klasse

Vloeroppervlakte m²/pers.

Aanvulling indien roken toegelaten l/(s.m²) voor bezetting

l/(s.m²) voor zeer licht verontreinigend gebouw

l/(s.m²) voor licht verontreinigend gebouw

l/(s.m²) voor verontreinigend gebouw

Gesloten kantoor

Landschaps kantoor Klasse

Vergaderzaal

Verwachte ontevredenheid over binnenklimaat

Debiet per persoon l/s/pers

20

1. WELKE DEBIETEN?

a.


b.

NBN EN 15251

c.

ANDERE

21

1. WELKE DEBIETEN? c) ANDERE ●

Andere reglementeringen en ‘wetenschappelijke’ documenten ►

ARAB: Algemeen Reglement voor de Arbeidsbescherming: 30 m³/uur per werknemer

►

Rokersruimten en niet-rokersruimten (KB 19/01/2005 + …)

►

Ventilatie in de HORECA (MB 09/01/1991)

►

En in het PHPP: 30 m³/uur per persoon

22


Debieten in tertiaire gebouwen: raam het vereiste hygiënische ventilatiedebiet voor volgende ruimten Kenmerken van de ruimte

Ontwerpdebiet [m³/uur]

Kantoorlandschap: 150 m² (voorzien voor 20 personen) Individueel kantoor: 20 m² (voorzien voor 1 persoon) Archiefruimte: 15 m² Klaslokaal: 50 m² (25 leerlingen + 1prof.)

23


Minimale bezetting per type ruimte (EPB) TYPE RUIMTE

[m²/persoon]

Kantoorgebouw Kantoor

15

Ontvangstlokalen, onthaal, vergaderruimten

3,5

Hoofdinkom

10

Onderwijsinstellingen Leslokalen

4

Polyvalente ruimte

1

Horeca Restaurant, cafetaria, snelbuffet, kantine, bar, cocktailbar

1,5

Keuken, kitchenette

10

24


2.



b.

NBN EN 15251

c.

ANDERE


3.

Welke criteria?

Klimaatregeling a.

Luchtdistributie

b.


c.

Verwarming/koeling

d.


26

2. LUCHTGROEP HOE KIEZEN?

Bron: Carrier Bron: Carrier

27

2. LUCHTGROEP HOE KIEZEN?

Bron: Carrier

28

2. LUCHTGROEP HOE GROOT?

Bron: Carrier

Bron: GEA Happel

29

2. LUCHTGROEP HOE GROOT?

Luchtdebiet m³/u

Bron: GEA Happel

30

2. LUCHTGROEP WELKE CRITERIA?

Bron: GEA Happel

31

2. LUCHTGROEP WELKE CRITERIA?

Bron: GEA Happel

32

2. LUCHTGROEP WELKE CRITERIA? ●

WARMTEWISSELAAR

Bron: GEA Happel

33

2. LUCHTGROEP WELKE WARMTEWISSELAAR? ●

Warmtewisselaar met glycolwater

h = 50 – 65 %

+ Luchttoevoer en afzuiging gescheiden + Toepassing: ziekenhuizen (geen risico van contaminatie) + eenvoudige regeling van T° (3-weg kraan)

- Laag rendement - Drukval van glycolwater  verbruik van de pomp

- Risico op ijsvorming - Kost niet verwaarloosbaar voor kleine installaties Bron: GEA Happel

34


Platenwarmtewisselaar + Geen bewegende onderdelen  laag elektriciteitsverbruik + Weinig onderhoud + Zeer laag risico op vervuiling van verse lucht

- Pulsie en extractie in de nabijheid - Neemt veel plaats in - Aanzienlijk drukverliezen bij grote debieten

- Beperkte vochtterugwinning - Risico op ijsvorming h = 80 – 90 % 35


Warmtewiel + Vochtterugwinning (latente warmte) + Hoog rendement + Beperkte drukverliezen in verhouding tot het hoge rendement + neemt relatief weinig plaats in

+ beperkt risico op ijsvorming - Pulsie en extractie in de nabijheid

- Bewegende onderdelen  elektriciteitsverbruik en onderhoud - Risico op vervuiling van verse lucht h = 70 – 80 % 36


Regeneratieve warmtewisselaar + Vochtterugwinning (latente warmte) + Hoog rendement + Beperkte drukverliezen

- Neemt veel ruimte in - Grote investering

h = 75 – 90 %

37

2. LUCHTGROEP WELKE WARMTEWISSELAAR? Warmterecuperatie ●

Besparing op voorverwarming van binnenkomende lucht

38

2. LUCHTGROEP WELKE WARMTEWISSELAAR? Warmterecuperatie ●

Besparing op voorverwarming van binnenkomende lucht Warmtewisselaar met glycolwater

Platenwarmtewisselaar

Warmtewiel

Regeneratief

€ 2.010

€ 2.175

€ 2.860

€ 3.175

Winst/verlies in % in vergelijking met standaard:

-8%

100 %

+31 %

+46 %

Besparing in de zomer

€0

€ 58

€ 87

€ 86

- 100 %

100 %

+50 %

+ 48 %

55 %

56 %

81 %

94 %

0%

0%

42 %

10 %

€ 15.000

€ 15.000

€ 18.000

€ 42.000

Besparing in de winter

Winst/verlies in % in vergelijking met standaard:

Rendement bij 8 °C (t°/vochtigheid) Prijs (9.500 m³/u)

39


LUCHTFILTERS

Bron: GEA Happel

40

2. LUCHTGROEP FILTERKLASSE? ●

Zakkenfilters

Bron: GEA Happel

41

2. LUCHTGROEP FILTERKLASSE? ●

Zakkenfilters

Bron: GEA Happel

42

2. LUCHTGROEP FILTERKLASSE? Aanbevelingen SICC (Société suisse des ingénieurs en VERWARMING et climatisation) Te filteren stoffen Toepassingen Klasse volgens EN 779 G1 Eenvoudig gebruik (bescherming tegen insecten) G2 Insecten, textielvezels, haar, zand, as, pollen, cement

G3 G4

F5 Pollen, cement, vervuilende deeltjes (stof), ziektekiemen, bacteriedragende stofdeeltjes

Oliedampen en roetophopingen, tabaksrook, metaaloxiderook

Ziektekiemen, bacteriën, virussen, tabaksrook, metaaloxiderook

F5 F6 F7

Voorfilter en filter voor luchtbehandelingkasten Eindfilter in luchtbehandelinginstallaties voor winkels, kantoren en productieruimten Voorfilter voor klasse F9 tot H12

F7 F8 F9

Eindfilter in luchtbehandelinginstallaties voor kantoren, productieruimten, ziekenhuizen, elektriciteitscentrales, computerruimten Voorfilter voor absolute filters en actieve koolstoffilters

H10 H11 en H12 H13 en H14 U15 en U16

Eindfilter voor ruimten met hoge luchtzuiverheidseisen, laboratoria, voedselnijverheid, apotheken, fijnmechanische, optische en elektronicaindustrie

H11 en H12 Oliedamp en roetvorming, radioactief stof

Voorfilter en filter voor installaties van civiele bescherming Luchtafvoer van spuitcabines, keukens Antivervuilingsbescherming voor klimaatregeleenheden (bijv. in ramen) Voorfilter voor filterklasse F6 tot F8 Filter voor de luchttoevoer naar ruimten met beperkte luchtzuiverheidseisen (werkplaatsen, garages, opslagruimten)

H13 en H14 U15 en U16

Eindfilter voor cleanrooms Eindfilter voor cleanrooms Eindfilter voor operatieruimten Eindfilter voor luchtafvoer van kerncentrales Bron: SICC

43

2. LUCHTGROEP FILTERKLASSE?

Qualité neuf Kwaliteit vandedel'air verse lucht Qualité Kwaliteitde vanl'air de intérieur binnenlucht

air pur Zuivere lucht

poussière Stof

Concentration Zeer hoge très élevée concentratie

F9

F7+F9

F5+GF+F9*

F8

F6+F8

F5+GF+F9*

Matig Modérée (IDA 3)

F7

F5+F7

F5+F7

Laag Basse (IDA 4)

F6

F5+F6

F5+F6

Hoog Élevée (IDA 1) Gemiddeld Moyenne (IDA 2)

Bron: Energie +

44

2. LUCHTGROEP FILTERKLASSE?

Grove filters

Fijne filters

Absolute filters Aansluiting tussen filters

Bron: Energie +

45


VENTILATOREN

Bron: GEA Happel

46

2. LUCHTGROEP VENTILATOREN?

Bron: carrier

47


Bron: construction.co.uk

48


Bron: carrier

49

2. LUCHTGROEP VENTILATOREN? SPECIFIC FAN POWER (SFP) The SFP value is defined as power divided by air flow. It can easily be proven that the value is also total pressure drop divided by overall efficiency of the fan and motor system and this indicates how to reduce the value.

where SFP Pel qV Δpfan ηe

= The specific fan power of the air handling unit/fan [kW/(m3/s)] = The absorbed electric power supplied from the mains to the fan in the air handling unit/fan (kW) = Air flow through the air handling unit/fan (m3/s) = Total pressure rise from the fan inlet to the outlet (Pa) = Overall efficiency of the fan

Bron: Eurovent 6-8

50

2. LUCHTGROEP VENTILATOREN? SPECIFIC FAN POWER (SFP) ηe

= Overall efficiency of the fan

Bron: AIVC

51

2. LUCHTGROEP VENTILATOREN? SPECIFIC FAN POWER for unit (SFPE) SEPARATE SUPPLY AIR OR EXTRACT AIR HANDLING UNITS AND INDIVIDUAL FANS The specific fan power, SFPE is the electric power, in kW, supplied to a fan divided by the air flow expressed in m3/s.

where SFPE Pel qV

= The specific fan power of the air handling unit/fan [kW/(m3/s)] = The absorbed electric power supplied from the mains to the fan in the air handling unit/fan (kW) = Air flow through the air handling unit/fan (m3/s)

Bron: Eurovent 6-8

52

2. LUCHTGROEP VENTILATOREN? SPECIFIC FAN POWER for unit (SFPE) HEAT RECOVERY AIR HANDLING UNIT WITH SUPPLY AIR AND EXTRACT AIR The specific fan power, SFPE is the total amount of electric power, in kW, supplied to the fans in the air handling unit, divided by the largest of supply air or extract air flow rate (note, not the outdoor air nor the exhaust air flow rates) expressed in m3/s.

where SFPE Pel,sa Pel,ea qV max

= Specific fan power of a heat recovery air handling unit [kW/(m3/s)] = The absorbed electric power supplied from the mains to the supply air fan (kW) = The absorbed electric power supplied from the mains to the extract air fan (kW) = Largest of supply air or extract air flow through the air handling unit (m3/s)

Bron: Eurovent 6-8

53

2. LUCHTGROEP VENTILATOREN? SPECIFIC FAN POWER class (SFPE) Categ.

SFPE [W/(m³/s)] Pulsie of Extractie

SFPE [W/(m³/s)] Pulsie en Extractie

SFP 1

< 500

< 1 000

SFP 2

500 – 750

1 000 – 1 500

SFP 3

750 – 1 250

1 500 – 2 500

SFP 4

1 250 – 2 000

2 500 – 4 000

SFP 5

2 000 – 3 000

4 000 – 6 000

SFP 6

3 000 – 4 500

6 000 – 9 000

SFP 7

> 4 500

> 9 000

Bron: Robatherm

54

2. LUCHTGROEP VENTILATOREN? SPECIFIC FAN POWER class (SFPE) Componenten

SFPE [W/(m³/s)]

Extra F7 of F9 luchtfilter

+ 300

HEPA filter (H10 to H13)

+1 000

Actiefkoolfilter (gasfilter)

+ 300

Recuperator van klasse H2 of H1 volgens EN13053

+ 300

Grote koellast en/of ontvochtigingsbatterij

+ 300

Bron: Robatherm

55

2. LUCHTGROEP VENTILATOREN? SPECIFIC FAN POWER (SFP) Δpfan = Total pressure rise from the fan inlet to the outlet (Pa)

Bron: AIVC

56

2. LUCHTGROEP VENTILATOREN? SPECIFIC FAN POWER (SFP) SFP with variable flow rate In a constant air volume flow system, the demands shall be met at the design air flow and design external pressure drop (pressure drop in the ducting). In a variable air volume flow system, the demands made on the SFPE shall be met at the partial air flow and the related external pressure drop, specified for each air handling unit specification.

Bron: AIVC

57

2. LUCHTGROEP VENTILATOREN? SPECIFIC FAN POWER (SFP) Example of calculation of SFP of a whole building

Bron: AIVC

58


GELUIDDEMPERS

Bron: GEA Happel

59

2. LUCHTGROEP GELUIDDEMPERS Voor groep

Efficiëntie Δp

Voor leiding

↑↑ ↑↑

Efficiëntie ↓ Δp

↓ ↓↓

Bron: AIVC

60


Regenbescherming + kleppenregister

Bron: GEA Happel

61

2. LUCHTGROEP REGENBESCHERMING + KLEPPENREGISTER Kleppenregisters

Bron: Energie +

Regenbescherming

Bron: Carrier

62


Thermische isolatie + luchtdichtheid

Bron: GEA Happel

63

2. LUCHTGROEP THERMISCHE ISOLATIE + LUCHTDICHTHEID

 HOMOLOGATIE CONFORM NORM EN1886 • Chassis in staalprofielen • Panelen met thermische isolatie van 60 mm dik • Warmtedoorgangscoëfficiënt klasse T2 • Koudebrugfactor klasse TB2 • Mechanische weerstandsklasse 2A/1A (D1/D2) • Dichtheid klasse B (L2) • Verliezen door filterbypass klasse F9

Bovenlaag Grondlaag Voorbehandeling Zinkfilm Stalen paneel Zinkfilm

Voorbehandeling Grondlaag Bovenlaag

Bron: Carrier

64

2. LUCHTGROEP THERMISCHE ISOLATIE + LUCHTDICHTHEID NORME NBN EN 1886 Ventilation for buildings - Air handling units – Mechanical performance Thermal transmittance Class

U (W / m² . K)

T1

U ≤ 0,5

T2

0,5 < U ≤ 1

T3

1 < U ≤ 1,4

T4

1,4 < U ≤ 2

T5

No Requirements

65

2. LUCHTGROEP THERMISCHE ISOLATIE + LUCHTDICHTHEID NORM NBN EN 1886

><

EUROVENT

Casing air leakage Obsolete

Existing

Test pressure: -400 Pa Classification: Max. leakage rate 0,44 l/sm² => class B Max. leakage rate 1,32 l/sm² => class A Max. leakage rate 3,96 l/sm² => class 3A

Test pressure: -400 Pa Classification: Max. leakage rate 0,15 l/sm² => class L1(M) Max. leakage rate 0,44 l/sm² => class L2(M) Max. leakage rate 1,32 l/sm² => class L3(M)

Test pressure: +700 Pa Classification: Max. leakage rate 0,63 l/sm² => class B Max. leakage rate 1,90 l/sm² => class A Max. leakage rate 5,70 l/sm² => class 3A

Test pressure: +700 Pa Classification: Max. leakage rate 0,22 l/sm² => class L1(M) Max. leakage rate 0,63 l/sm² => class L2(M) Max. leakage rate 1,90 l/sm² => class L3(M)

Bron:http://www.eurovent-certification.com/

66


Warmte-/koudebatterijen

Bron: GEA Happel

67

2. LUCHTGROEP WARMTE-/KOUDEBATTERIJEN

KLIMAATREGELING

Bron: Energie +

Bron: GEA Happel

68


2.



b.

NBN EN 15251

c.

ANDERE


3.

Welke criteria?

Klimaatregeling a.

Luchtdistributie

b.


c.

Verwarming/koeling

d.


69

3. KLIMAATREGELING?

a.

LUCHTDISTRIBUTIE

b.

DIAGRAM VAN DE VOCHTIGE LUCHT

c.

VERWARMING/KOELING

d.

BEVOCHTIGING/ONTVOCHTIGING

70

3. KLIMAATREGELING? a) LUCHTDISTRIBUTIE

De door de ventilatie aangevoerde lucht kan worden gebruikt als vector ● om te verwarmen of te koelen ● om te bevochtigen of te ontvochtigen

71

3. KLIMAATREGELING? a) LUCHTDISTRIBUTIE ● Om te verwarmen of te koelen Een van de voordelen van de passiefnorm is dat er in bepaalde gevallen via de hygiënische ventilatie kan worden verwarmd (klein vermogen vereist). Hierbij gelden echter enkele eisen en beperkingen: ►

►

Het ventilatiedebiet wordt bepaald door de warmtebehoefte (koppeling ventilatie-verwarming). Vaak dient er meer geventileerd te worden dan op basis van de hygiënische behoeften nodig is (risico van droge lucht en van oververbruik). Het probleem vergroot wanneer de behoefte aan hygiënische lucht verkleint (bij niet-gebruik). De temperatuur van de ingeblazen lucht is begrensd (onder- en bovengrens) omwille van het comfort, wat ook een begrenzing van het vermogen inhoudt. Zo beperkt het PHPP de pulsietemperatuur bijv. tot 52 °C voor de verwarming. 72

3. KLIMAATREGELING? a) LUCHTDISTRIBUTIE

N Voordelen:

Bron: Energie +

• Kan worden gebruikt om de luchtvochtigheid te regelen (voorverwarming, bevochtiging, …) • Geen uitrusting nodig in de kamers

N Nadelen:

• Vereist grote luchtdebieten ∙ Aanzienlijke plaatsinname van luchtbehandelingsnetwerken • Afhankelijkheid van hygiënische ventilatie met klimaatbehandeling

N Toepassing:

• Zones met hoog debiet en lage behoefte aan klimaatregeling • Systeem met hoog reactief vermogen

3. KLIMAATREGELING? a) LUCHTDISTRIBUTIE De luchtsnelheid speelt een rol in het comfortgevoel

Tocht Oncomfortabel: koud

Comfortabel

Oncomfortabel: warm

Luchtsnelheid [m/s]

Toenemende energiebehoefte voor verwarming

Luchttemperatuur [°C]

Bron: W. Frank: Raumklima und thermische Behaglichkeit. Berlin, 1975.

 Hiermee moet rekening worden gehouden bij de keuze van het ventilatiesysteem en zijn componenten.

74


Bron: Energie + (norme DIN 1946)

In de bezette zone mag het temperatuurverschil tussen de ingeblazen lucht en de omgevingslucht niet groter zijn dan: - 1,5°C bij warme ingeblazen lucht - 1°C bij koude lucht

75


Bron: TROX

76


Bron: Energie + (norme DIN 1946)

Bron: TROX

77

3. KLIMAATREGELING?

a.

LUCHTDISTRIBUTIE

b.


c.

VERWARMING/KOELING

d.


78

3. KLIMAATREGELING? b) DIAGRAM VAN DE VOCHTIGE LUCHT

79

3. KLIMAATREGELING? b) DIAGRAM VAN DE VOCHTIGE LUCHT

Droge temperatuur

Dauwpunt

Absolute vochtigheid

Bron: AFPA – DEAT – F.Cabeza

80

3. KLIMAATREGELING?

a.

LUCHTDISTRIBUTIE

b.


c.

VERWARMING/KOELING

d.


81

3. KLIMAATREGELING?

Symbool

c) VERWARMING ●

Verwarmingsbatterijen ►

De verwarmingsbatterij is de warmtewisselaar die de lucht opwarmt.

elektrische weerstand

warmwaterbatterij

82

3. KLIMAATREGELING? c) VERWARMING Evolutie van de lucht - verwarming Bron: AFPA – DEAT – F.Cabeza

De verwarming wordt op het psychometrisch diagram weergegeven door een horizontale lijn tussen de punten A en B. Wanneer de droge temperatuur t stijgt: - blijft de dauwtemperatuur tr constant De RV neemt af, en dat - blijft de absolute vochtigheid x constant is het probleem

83

3. KLIMAATREGELING? c) VERWARMING Welk vermogen kan door de ventilatie worden overgebracht? Bron: AFPA – DEAT – F.Cabeza

Verwarmingsvermogen [W] = 0,34 x Debiet x T [W/(m³/u).K] [m³/u] [°K]

In deze ventilatie-installatie wordt 2.000 m³/u lucht verwarmd met batterij BC. Hierbij moet het volgende worden vastgesteld: 1- De kenmerken van punt N aan de uitgang van batterij BC. 2- Het vermogen van batterij BC.

84

3. KLIMAATREGELING? c) VERWARMING Welk vermogen kan door de ventilatie worden overgebracht? 1- De kenmerken van punt N aan de uitgang van batterij BC

ts1 = - 10°C Φ1 = 80 % Δt = 22°C Q = 2000 m3/h

ts2 =? Φ2 =? 1

2

85

3. KLIMAATREGELING? c) VERWARMING Welk vermogen kan door de ventilatie worden overgebracht? 2- Het vermogen van batterij BC ts1 = - 10°C Φ1 = 80 % Δt = 22°C Q = 2000 m3/h

P = 0,34 * Q *  T

= 0,34 * 2000 * 22 = 15 kW

ts2 = 12°C Φ2 = 17 %!!!! SI: Δt = 45°C ts2’ = 35°C Φ2’ = 4 %!!!

P = 0,34 * 2000 * 35 = 24 kW

86

3. KLIMAATREGELING? c) VERWARMING Welk vermogen kan door de ventilatie worden overgebracht? 1- De kenmerken van punt N aan de uitgang van batterij BC

ts1 = - 10°C Φ1 = 80 % Δt = 22°C Q = 2000 m3/h

Ts2’ = 35°C Φ2’ = 4 % 1

2

2’

87

3. KLIMAATREGELING?

a.

LUCHTDISTRIBUTIE

b.


c.

VERWARMING/KOELING

d.


88

3. KLIMAATREGELING?

Symbool

c) KOELING ●

Koudebatterijen ►

De koudebatterij is de warmtewisselaar die de lucht afkoelt.

Koelvloeistof

Batterij met koelvloeistof / koud water

Koelvloeistof

vereist een sifon

afvloeiing van het condenswater

opvangbak voor het condenswater

Bron: blog GuidEnR - Les systèmes de climatisation couramment utilisés

89

3. KLIMAATREGELING? c) KOELING Evolutie van de lucht – “droge” koeling (zonder condensatie) Bron: AFPA – DEAT – F.Cabeza

De refroidissement Le oppervlaktetemperatuur est représenté van de surkoudebatterij le diagrammeblijft psychométrique hoger dan de par une horizontale entre les dauwtemperatuur vanpoints de lucht A etvoor B. die door de koudebatterij gaat. Il s'agit Deze warmte donc d'une die uittransformation de lucht wordtinverse getrokken, du VERWARMING. is de voelbare warmte. Onisremarque Er geen condensatie que lorsque van la waterdamp température vant sèche de lucht. diminue: - la température Deze koeling vande derosée waterdamp reste constante, zonder wijziging van toestand wordt - l'humiditéofabsolue voelbare “DROGE” x reste koeling constante. genoemd.

90

3. KLIMAATREGELING? c) KOELING Evolutie van de lucht – Koeling en ontvochtiging van de lucht

Koelbatterij (100% efficiëntie toegelaten)


De koeling van de lucht, tot een temperatuur lager dan het dauwpunt ervan, gaat altijd gepaard met een ontvochtiging.

De daling van de droge temperatuur gaat gepaard met: - de daling van de dauwtemperatuur, - de daling van de absolute luchtvochtigheid. Een dergelijke transformatie wijzigt zowel de voelbare warmte als de latente warmte van de beschouwde lucht. 91

3. KLIMAATREGELING? c) LUCHTVERMENGING ●

Kasten voor luchtvermenging ►

De vermenging beoogt de homogene samenvoeging van luchtdebieten van verschillende herkomst. Dit is bijvoorbeeld het geval voor de verse buitenlucht en de afvoerlucht in de lokalen. Bron: airtradecentre.com Bron: dimclim.fr

Lokaal

Buiten Vermenging

Vermenger met lamellen 92

3. KLIMAATREGELING? c) LUCHTVERMENGING Evolutie van de lucht – Vermenging van luchtmassa’s Grafische modellering

Het mengpunt M ligt op een rechte lijn tussen de 2 punten. De plaats hangt af van het massadebiet.

Lokaal

Buiten Vermenging

Toepassing van de wet van de luchtvermenging geeft: hM = ( qmE . hE + qmL . hL ) / ( qmE + qmL )

rM = ( qmE . rE + qmL . rL ) / ( qmE + qmL ) θM = ( qmE . θE + qmL . θL ) / ( qmE + qmL )


93

3. KLIMAATREGELING? c) VERWARMING Evolutie op een luchtbehandelingscentrale – winter:

Bron: CRETAL Ph

De lucht in A wordt met de lucht in B vermengd tot de lucht in C. De lucht wordt vervolgens verwarmd in de warmtebatterij tussen C en D. Tot slot wordt de lucht in het lokaal geblazen. 94

3. KLIMAATREGELING? c) KOELING Evolutie op een luchtbehandelingscentrale – zomer:

Bron: CRETAL Ph

De lucht in A wordt met de lucht in B vermengd tot de lucht in C. De lucht wordt vervolgens afgekoeld in de koudebatterij tussen C en D. Tot slot wordt de lucht in het lokaal geblazen. 95

3. KLIMAATREGELING?

a.

LUCHTDISTRIBUTIE

b.


c.

VERWARMING/KOELING

d.


96

3. KLIMAATREGELING? d) BEVOCHTIGING ● Waarom? Wanneer de koude buitenlucht wordt verwarmd, daalt de relatieve vochtigheid ervan (de absolute vochtigheid blijft constant). En een te groot verseluchtdebiet kan tot droge lucht leiden, wat oncomfortabel kan zijn (< 30 %) Vochtigheidsgraad

Vochtgehalte (g/kg)

Enthalpie h (kJ/kg)

Zone 1: droogteproblemen. Zones 2 en 3: ontwikkeling van bacteriën en microzwammen. Zone 3: ontwikkeling van mijtachtigen. Zone 4: polygoon van hygrothermisch comfort Bron: R. Fauconnier

Temperatuur (°C)

97

3. KLIMAATREGELING? d) BEVOCHTIGING ● Waarom? ARAB Inzake luchtvochtigheid bepaalt het ARAB: Het arbeidsklimaat mag niet worden verstoord door overmatige vochtigheid of droogte. Bovendien moet een relatieve luchtvochtigheid van 40 tot 70% gehandhaafd worden, onder voorbehoud van technologische eisen.

Europese norm NBN EN 13779 (2004) In het temperatuurbereik 20-26°C schrijft de norm een relatieve vochtigheidsgraad voor van 30-70 %.

98

3. KLIMAATREGELING? d) BEVOCHTIGING ● Om te bevochtigen of te ontvochtigen Om het risico van droge lucht te beperken, dient: 1. de toevoer van verse lucht beperkt te worden tot het minimum dat voor de hygiëne vereist is, en geniet hercirculatielucht de voorkeur als de vereiste luchttoevoer groter is (bijv. voor de verwarming) 2. een deel van het vocht van de vervuilde lucht gerecupereerd te worden d.m.v. hygroscopische recuperatoren 3. de verse lucht bevochtigd te worden

99

3. KLIMAATREGELING?

Symbool

d) BEVOCHTIGING Evolutie van de lucht – Vernevelingsbevochtiger Luchtbehandelingsleiding

Druppelafscheider

Het water wordt door sproeiers verneveld in de luchtstroom of op een afvloeiingsoppervlak dat voor een betere bevochtiging van de lucht zorgt.

- Veel gebruikt voor 1980 - Opgelet voor woekerende bacteriën - LENARD-effect (lucht laadt zich met statische elektriciteit) - Vereist warmtebatterij voor en na + druppelafscheider - Verboden voor cleanrooms

Met recyclage Bron: Energie+

Gebruik vrijwel volledig vervangen door nieuwe installaties!

100

3. KLIMAATREGELING?

Symbool

d) BEVOCHTIGING Evolutie van de lucht – Vernevelingsbevochtiger Bron: dimclim.fr

Of adiabatische bevochtiging (geen uitwisseling van warmte met buiten). De evolutie van de lucht gebeurt theoretisch met constante natteboltemperatuur. De helling van de evolutie hangt af van de temperatuur van het vernevelde water, dus van de verzadigingstemperatuur “sat”.

De bevochtiger volstaat niet om de lucht te verzadigen. Hiervoor is een “oneindig uitwisselingsoppervlak” nodig. 101

3. KLIMAATREGELING?

Symbool

d) BEVOCHTIGING Evolutie van de lucht – Stoomluchtbevochtiger Luchtbehandelingsleiding

Vervangt de bevochtigers door verneveling van water.

Elektroden Stoomcilinder

De waterdamp wordt rechtstreeks in de leiding of in de luchtbehandelingscentrale geïnjecteerd.

Watertoevoer

- Geen probleem met hygiëne - Eenvoudiger en nauwkeuriger onderhoud en regeling - Geen bijkomende warmtebatterijen - Geen drukvallen op de lucht Bron: Energie+

102

3. KLIMAATREGELING?

Symbool

d) BEVOCHTIGING Evolutie van de lucht – Vernevelingsbevochtiger Bron: dimclim.fr

De theoretische evolutie [ES] gebeurt bij constante droge temperatuur (isotherm). Door de enthalpie van de damp (rv = 2676 kJ/kg bij 100 °C) gebeurt de reële evolutie [ES'] volgens een helling die afhangt van de rv. De reële temperatuurstijging bedraagt 1 tot 2 °C naargelang het geval en de temperatuur van de damp.

In het kader van een voorontwerp wordt de evolutie als isothermisch beschouwd. 103

3. KLIMAATREGELING?

a.

LUCHTDISTRIBUTIE

b.


c.

VERWARMING/KOELING

d.


104

3. KLIMAATREGELING? d) ONTVOCHTIGING Evolutie van de lucht – Ontvochtiger door koudebatterij

Bron: teddington.com

Luchtbevochtier die van een koker kan worden voorzien

- De lucht die door de ontvochtiger gaat, wordt afgekoeld tot onder het dauwpunt. - Condensatie van de waterdamp op het oppervlak van de koudebatterij - De droge lucht gaat vervolgens door de condensator waar hij wordt opgewarmd en teruggestuurd.

105

3. KLIMAATREGELING? d) ONTVOCHTIGING Evolutie van de lucht – Ontvochtiger door koudebatterij Bron: dimclim.fr

- Niet echt energiezuinig procedé - De kosten blijven beperkt door recuperatie van de warmte van de condensatiegroep

106

3. KLIMAATREGELING? d) ONTVOCHTIGING Evolutie van de lucht – Ontvochtiger door adsorptie - Het water in de lucht wordt in contact gebracht met stoffen die sorptie-eigenschappen hebben, m.a.w. die waterdamp kunnen absorberen. - Het meest gebruikte vaste adsorptiemiddel is silicagel. Ontvochtiger door adsorptie Bron: teddington.com

- Het adsorptiemiddel bestaat uit een roterend wiel: terwijl de ene zone geregenereerd wordt, zorgt de andere voor de ontvochtiging. Bron: dimclim.fr

107

3. KLIMAATREGELING? d) ONTVOCHTIGING Evolutie van de lucht – Ontvochtiger door adsorptie Bron: dimclim.fr

- De evolutie gebeurt grotendeels volgens een natte isotherm. - Bij eerste benadering kunnen we aannemen dat de evolutie isenthalpisch is. 108

Nuttige hulpmiddelen, websites, enz.: WEBSITES ●

http://www.eurovent-certification.com/

●

http://sites.uclouvain.be/energie-plus

●

http://www.energieplus-lesite.be

●

http://gidsduurzamegebouwen.leefmilieubrussel.be/nl/g-ene02een-energie-efficient-ventilatiesysteemontwerpen.html?IDC=1048&IDD=5340

●

http://www.wtcb.be/homepage/index.cfm?cat=publications&sub=inf ofiches&pag=42&art=1

●

http://www.dimclim.fr

NORMEN: ●

NBN EN 1886; 1998 Ventilatie van GebouwenLuchtbehandelingseenheden

●

NBN EN 13779; 2007 (N) Ventilatie niet-residentiële gebouwen

●

LG03-eurovent-6-8; 2005

109

Referenties Gids Duurzame Gebouwen: ●

Opleiding Passief en (zeer) lage energie – gedeelte ventilatie http://www.leefmilieu.brussels/themas/gebouwen/goede-praktijken-om-te-bouwenen-te-renoveren/om-u-te-helpen/opleidingen-duurzaam-37

●

Gids Duurzame Gebouwen: http://gidsduurzamegebouwen.leefmilieubrussel.be/ Fiche G_ENE02 Een energie-efficiënt ventilatiesysteem ontwerpen

110

Om te onthouden van de presentatie

●

Welke norm(en) gebruiken? ►

Voor de dimensionering voor tertiaire gebouwen

►

Voor de keuze van een groep

●

Welke invloed heeft de EPB?

●

Welke keuzecriteria zijn er voor mijn luchtgroep?

●

Hoe comfort garanderen aan de gebruikers met een klimaatregeling “alleen lucht”?

111

Contact

Lieven INDIGNE Sr. Projectverantwoordelijke Gegevens 

: 03 272 19 39

E-mail: [email protected]

112

Opleiding Duurzaam Gebouw: Ventilatie: ontwerp en afstelling

Recommend Documents