Opleiding Duurzaam Gebouw : Ventilatie: ontwerp en afstelling Leefmilieu Brussel Relatie tussen de luchtkwaliteit en het ventilatiesysteem Samuel CAILLOU WTCB/CSTC
Doelstelling(en) van de presentatie
●
Overzicht: Luchtkwaliteit en ventilatie ●
Polluenten binnen
●
Polluenten in de buitenlucht
●
Polluenten in het ventilatiesysteem
●
Wat zegt de ervaring: Beoordeling ter plaatse van bijna 50 ventilatiesystemen (woningen)
●
Advies: voor performante installaties ●
Ontwerp, installatie, gebruik en onderhoud 2
Algemeen schema van de presentatie ●
Luchtkwaliteit ●
Polluenten binnen
●
Polluenten in de buitenlucht
●
Polluenten in het ventilatiesysteem
●
Microbiologische bronnen in het systeem
●
Beperken van de polluenten in de buitenlucht
●
Onderhoud
●
En indien GEEN ventilatie?
3
Binnenluchtkwaliteit Is een complex begrip
◘ Invloed op Ons comfort Onze cognitieve prestaties Onze gezondheid
◘ Hangt af van: De concentratie van polluenten in de binnenlucht Maar wat zijn deze polluenten?
Binnenluchtkwaliteit
◘ Polluenten binnen
◘ Polluenten in de buitenlucht ◘ Polluenten in het ventilatiesysteem
Bronnen van binnenhuispolluenten ◘ Menselijke activiteiten Personen ▪ CO2 : Goede indicator van menselijke aanwezigheid ▪ Bio-effluenten: Geuren en vluchtige organische stoffen Comfort, cognitieve prestaties en gezondheid
Vochtigheid ▪ Badkamer, keuken, wasplaats,... En slaapkamers… Gezondheid (schimmels!)
◘ Emissies van materialen ▪ Bouwmaterialen ▪ Meubilair en diverse objecten Gezondheid (Irritatie, giftigheid, kanker, enz.)
Binnenpolluenten en ventilatie Menselijke activiteiten
Emissie materialen
Bronnen van binnenpolluenten Ventialtie
Luchtverversingsgraad Lekken in de gebouwschil
Concentraties
< drempel? Comfort … … Gezondheid
Polluenten in de buitenlucht ? ◘ Types polluenten Gassen (SOx, NOx, enz.) ▪ Verbeteringen in de afgelopen decennia
Fijne stoffen (PM2,5, PM10, enz.) ▪ Groeiende zorg (WHO kankerverwekkend)
◘ Aandachtspunten Beperken de bronnen… Ventilatie ▪ Ventileren = vervang binnenlucht met buitenlucht … ▪ Mogelijkheden tot filtratie ?
Polluenten in het ventilatiesysteem ◘ Gassen Emissie door materialen gebruikt in het systeem?
◘ Stoffen / fibers Vrijlating door materialen gebruikt in het systeem?
◘ Microbiologische verontreiniging (bacteriën / schimmels) Ontwikkeling in het systeem zelf?
Microbiologische bronnen in het systeem
Ventilatie = bron van schimmels?
◘ Risico op vocht in het ventilatiesysteem zelf? Welk risico voor welk systeem? Welke meetresultaten in situ?
11
Humidify
Cooling Heating
Voorfilter
Risico?
Wanneer?
Condensatie Schimmels Bacteriën …
Vochtigheid Schimmels Legionella …
De hele zomer
De hele winter
Ventilatoren
Klimaatregeling
Fijne filter
◘ Altijd OK? Nee Sick Building Syndrome
◘ Hoe dit risico beperken? Ontwerp, filters, onderhoud, enz. Voorbeelden: in onze kantoren, onze voertuigen, enz. 12
Aardwarmtewisselaar
Risico? Wanneer?
Condensatie Soms in de zomer
◘ Hoe dit risico beperken? Ontwerp, voorfiltering, hellingshoek + opvang condensaat, onderhoud, enz.
◘ Alternatieven? Aardwarmtewisselaar met glycolhoudend water Andere freecooling-oplossingen en antivries 13
Bodem-lucht warmtewisselaar
Voorverwarming in de winter
Voorkoeling in de zomer
14
Bodem-lucht warmtewisselaar Voorverwarming in de winter
◘ Systeem D: tot 85% rendement Aardwarmtewisselaar: kan maximaal 15 % recupereren winter = beperkt effect Voordeel: vermijden van bevriezing van de wisselaar
20°C
17°C
3°C
20°C 0°C
0°C
9.8°C
18.2°C 8°C
15
Luchtinlaat
Risico?
Filter
Vervuiling + vochtigheid
Warmtewisselaar
Beperkt: droge lucht!
Ventilator
Dubbele stroom (systeem D) Leiding
Beperkt: droge lucht!
Wanneer ?
◘ Hoe het risico beperken? Ontwerp, keuze van filter, onderhoud, enz. Filter: ▪ Regelmatig onderhoud ▪ Vervanging 1 x/jaar, in het begin van de winter 16
Continue meting van vocht (systeem D) ◘ Buiten
◘ Toevoerlucht
Vocht microbiologisch risico ◘ Vb: febr. juli (gemiddelde over 24 uur) 100
80
60
40
RH ODA RH SUP
20
03/07/2011
13/06/2011
24/05/2011
04/05/2011
14/04/2011
25/03/2011
05/03/2011
13/02/2011
0
Toevoerlucht altijd < 70% Buitenlucht soms > 80%
Natuurlijke toevoer (systeem A en C) RTO - RAO
Risico?
Vervuiling + vochtigheid (idem filters…)
Wanneer?
◘ Hoe het risico beperken? Ontwerp, keuze van rooster, onderhoud, enz. 19
Microbiologische analyses (Optivent-project) Schimmels en bacteriën
◘ Luchtstalen: Toegevoerde lucht Vergeleken met buitenlucht
Schimmels en bacteriën? ◘ Bronnen van schimmels Vooral buiten Normaal gezien niet in gebouwen (indien er geen vochtproblemen zijn)
◘ Bron van bacteriën Vooral binnen: gebruikers, dieren, voedselresten, …
◘ Grote variatie van andere bronnen buiten Omgeving, seizoen, enz.
◘ Maar vergelijking toegevoerde lucht/buitenlucht
Schimmels Seizoensgebonden invloed / bron = buitenlucht Lente (n =9)
Zomer (n=3) 5,0 Molds x10³ CFU/m³
Molds x10³ CFU/m³
5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0
4,0 3,0 2,0 1,0 0,0
Supply
Indoor 7
42
Outdoor
Supply
Average
Outdoor
Average
Herfst (n=17)
Winter (n=6) 5,0 Molds x10³ CFU/m³
5,0
Molds x10³ CFU/m³
Indoor
4,0 3,0 2,0 1,0 0,0
4,0 3,0 2,0 1,0 0,0
Supply 16
Indoor 17
19
Average
Outdoor
Supply
Indoor 37
Average
Outdoor
Schimmels – Systeem D 4,0
Voor grote meerderheid van gevallen
Molds (X 10 ³ CFU/m³)
◘ Toegevoerde lucht << Buitenlucht
3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5
◘ Er zijn echter uitzonderingen
Supply air
Indoor air
Outdoor air
4,0 Supply (X 10 ³ CFU/m³)
◘ Geen bron in het systeem ◘ Maar eerder een vermindering dankzij de filters
0,0
3,0
2,0
1,0
0,0 0,0
1,0 2,0 3,0 Outdoor (x10³ CFU/m³)
4,0
Schimmels – Systeem C 3,0
Minder sterke vermindering dan D Correlatie toegevoerde lucht / buitenlucht
◘ Systeem C: geen filter!
2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 Supply air
Indoor air
Outdoor air
3,0 Supply (x 10³ CFU/m³)
◘ Maar
2,5 Molds (x 10³ CFU/m³)
◘ Toegevoerde lucht < Buitenlucht
2,0
R² = 0,97 1,0
0,0 0,0
1,0 2,0 Outdoor (x 10³ CFU/m³)
3,0
Bacteriën – Systeem D
◘ Idem schimmels Vermindering dankzij de filters (verbindingen van deeltjes en elektrostatische interacties)
◘ Bron van bacteriën = binnen Binnenomgeving + mens. lichaam
0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 Supply air
Indoor air
Outdoor air
1,5 Indoor (x 10³ CFU/m³)
◘ Binnen > Buiten > Toegevoerd ◘ Toegevoerd << Buiten
Bacteria (X 10³ CFU/m³)
1,0
1,0
0,5
0,0 0,0
0,5 1,0 Supply(x 10³ CFU/m³)
1,5
Uitzondering systeem D Schimmels + geur
◘ Evaluatie Zeer vervuilde kanalen ▪ Isolatie, planten, steenpuin, enz.
Kanalen in een oud deel van een plat dak met oude isolatie en materialen, mogelijk vochtig
26
Uitzondering systeem D Schimmels + geur
◘ Evaluatie Te korte afstand tussen ventilatieopening en afvoeropeningen Met zeker recirculatie van afgevoerde lucht
27
Uitzondering systeem D Schimmels + geur
◘ Evaluatie Geen mogelijkheid voor het reinigen van kanalen ▪ Kleppen in het platte dak ▪ Niet meer bereikbaar …
28
Samenvatting microbiologische analyses Optivent ◘ Invloed buitenlucht = bron schimmels ◘ Bron bacteriën = binnen (personen, enz.) ◘ Systeem D Filters vermindering schimmels en bacteriën Maar, uitzonderingen … ontwerp en onderhoud!
◘ Systeem C Geen filter afhankelijk van buitenlucht
◘ Meer informatie: artikel op www.aivc.org Sanitary aspects of domestic ventilatie systems: An in situ study J.Van Herreweghe, S. Caillou, M. Roger and K. Dinne
Beperken van de polluenten in de buitenlucht
Positie luchtinname: voorbeelden ◘ Slechte voorbeelden… Afvoer
Luchtinname!
Rioolbeluchting
Afstand luchtinname – andere afvoeropeningen ◘ Voldoende afstand tot andere afvoeropeningen Van hetzelfde gebouw En van de naburige gebouwen!
◘ Types van afvoeren
Afvoer ventilatie Afvoer dampkap, droogkast, enz. Rookgasafvoer verbrandingstoestellen Rioolbeluchting Enz.
Afstand luchtinname: vereenvoudigde regel ◘ Algemene regel: luchtinname 2 m lager dan alle andere afvoeropeningen (ventilatie, dampkap, verwarming, enz.) Indien mogelijk op een andere wand
◘ Praktisch voorbeeld Luchtinname op een gevel Afvoeren op het dak
◘ Voor stookolie en hout: Voorzie een grotere afstand!
Afstand luchtinname: gedetailleerde berekening
◘ Berekening volgens NBN EN 13779, bijlage A.2.4 Formules voor verschillende typische gevallen Vb: op het dak, op dezelfde hoogte
450 m³/u min 3,5 m…
Andere gevallen: zie EN 13779 of vereenvoudigde regel
Afstand “luchtinname”– andere afvoeropeningen ◘ Ook voor de natuurlijke toevoeropeningen van systemen A en C! Goed voorbeeld
Natuurlijke toevoeropeningen
Plaatsing luchtinname: andere adviezen ◘ Verwijderd van vervuilingsbronnen Dieren, bodem,…: min 0.7 – 1 m van maaiveld Parking, vuilnislokaal, beplanting, enz. Verkeer: kies indien mogelijk een andere gevel
◘ Bescherming tegen regen Regenkap Luchtsnelheid max. 2 m/s (maar moeilijk…)
Filtratie: waarom filteren met systeem D? ◘ Prioriteit = beschermen van de installatie Min. klasse G4 (klassen volgens EN 779) Kwaliteit en luchtdichtheid van de filter zijn belangrijker dan de klasse op zich!
◘ Bonus = verbeteren van de luchttoevoerkwaliteit Doel: filtratie stofdeeltjes van buiten: ▪ PM10, PM2.5, pollen, schimmels, enz.
Enkel mogelijk met systemen B en D Om dit doel te bereiken moet ook de gebouwschil voldoende luchtdicht zijn …
Filterkeuze: beschermen van het systeem ◘ Opgelet met de luchtdichtheid van filter en filterbehuizing Vermijden van “sokfilters” Kies een goed ontworpen groep om “bypass”-lekken te vermijden
Filter in de verkeerde richting
Slechte filter vervuilde kanalen!
Filterkeuze: verbeteren IAQ (Bonus) ◘ Idem: opgelet met luchtdichtheid van de filter! ◘ Filterklasse Klasse F7 En voorfiltratie G3 of G4
◘ Voorbeelden
Bijkomende F7-filterbox achter de groep Sommige groepen zijn ontworpen voor 2 filters Voorfilter G3 in het kanaal Voorfilter G3 direct op de filter in de groep geplaatst
Buitenluchtinname = voorfilter? ◘ Grof rooster Grof afval: bladeren, enz Toegang klein ongedierte vermijden
◘ Fijn rooster? Beter vermijden! Zeer snelle verstopping Zeer hoge drukverliezen (omdat de oppervlakte veel kleiner is dan die van een echte filter…)
Onderhoud
Vervuiling op de werf ◘ Beschermen van alle onderdelen Gedurende het transport EN de opslag Tijdens de montage (met andere lopende werken)
◘ Gebruik de ventilatie niet om het gebouw te drogen!
Onderhoud (door gebruiker) ◘ Filters Min. 1 x per jaar vervangen, voor de winter Regelmatig te reinigen ▪ Elke 2-3 maanden naargelang situatie ▪ Voorzichtig stofzuigen
De groep moet gemakkelijk toegankelijk zijn!
◘ Ventielen Zeer regelmatig Gemakkelijk door de gebruiker
Onderhoud (door gebruiker) ◘ Natuurlijke toevoeropeningen Redelijk regelmatig, volgens vervuilingsgraad Gemakkelijk door de gebruiker
Onderhoud ◘ Warmtewisselaar Volgens de voorschriften van de fabrikant In het algemeen in een bad met water
◘ Ventilatoren Naargelang van de vervuiling Systeem C wordt sneller vuil (geen filters)
◘ Distributiekanalen en -collectoren Om de 9 jaar bij effectieve filtratie Afvoerkanalen (C en D) worden sneller vuil … Toezichtluik nodig indien meer dan 4 bochten of een obstakel Toegankelijke distributiecollectoren!
Voorbeelden van vervuiling van de kanalen Toevoerkanalen
6 jaar horizontaal
9 jaar
16 jaar
verticaal…
Afvoerkanalen
Onderhoud van de kanalen ◘ Principe Stofzuigsysteem met filter aangesloten op 1 ventiel Ronddraaiende borstel via een ander ventiel Alle andere ventielen afgedicht
En wat indien GEEN ventilatie?
Condensatie ◘ De overmaat aan damp, die de lucht niet langer meer kan vasthouden, zal condenseren op koude oppervlakken ◘ Voorbeelden: Enkel glas Koudebruggen Afgeschermde koude wanden ▪ Achter kasten ▪ Achter een bed
49
Condensatie
50
De gevolgen ◘ … voor het gebouw Schimmels Vochtschade ▪ Verf, behang, pleisterwerk ▪ Verminderd isolerend vermogen
51
Voor meer informatie Artikelen WTCB
◘ Onderhoud van ventilatiesystemen ◘ Metingen van de mechanische ventilatiedebieten ◘ Akoestische aspecten die verband houden met de mechanische ventilatie in eengezinswoningen ◘… ◘ www.wtcb.be ◘ www.optivent.be
Te onthouden van de presentatie ●
Binnenpolluenten ►
●
●
●
De luchtverversing verzekeren (debieten)
Polluenten in het ventilatiesysteem ►
Een goed ontworpen, goed geïnstalleerd en goed onderhouden systeem is geen bron van polluenten
►
Filters (D) en RTO (A, C) worden de kritieke punten
►
Filtratie (D) kan de ingang van schimmels beperken
Polluenten de buitenlucht ►
Positie luchtinname en RTO
►
Filtratie (D) kan de luchtkwaliteit verbeteren
Herinnering: het echte gevaar = geen ventilatie! 53
Contact Samuel CAILLOU Adjunct Labohoofd Labo Verwarming en Ventilatie, WTCB
: 02 655 77 97
E-mail:
[email protected]
54