Installatietechniek 2: Eindverslag - BUVA gebouw

Installatietechniek 2: Eindverslag - BUVA gebouw

WH11B1

13-01-2012

Tutor: F. van Steijn

Bemnet Feleke

10002367

0625298558

Milan Formsma

09060332

0651937630

Dirk Glavimans

10024336

0683218703

Arjan de Groot

10059342

0611109203

Kevin Hasper

10050167

0623134974

Leen Hoogendoorn

10079037

0616611099

Nils Holty

10102779

0651238954

Chris Ignacius

07001150

0615165089

Patrick IJsveld

10015841

0628629798

Jeffrey de Vries

10102264

0634375891

1

Thema Installatietechniek 2 - WH11B1 - 13-01-2012

Notulist

Voorzitter

1.

Voorwoord

Onze projectgroep bestaat uit 10 tweedejaars Werktuigbouwkunde studenten van de Haagse Hogeschool in Delft. Dit eindrapport is geschreven in het kader van de projectopdracht van blok H1.2 Thema Installatietechniek 2. De opdracht wordt uitgevoerd als adviseur voor het plaatsen van een installatie in een kantoorgebouw. Dit rapport bevat verscheidende lagen informatie over de keuze van verschillende machines, stakeholders, concepten, eisen en aanbevelingen.

2


2. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

9.

10.

11.

Inhoudsopgave Voorwoord Inhoudsopgave Inleiding Opdrachtformulering Projectgrenzen & randvoorwaarden Projectopzet Programma van eisen S.A.B.O.P. A 8.1. Gebruikte parameters EPC 8.2. Omrekening ventilatie eis 8.3. Kosten per vierkante meter 8.4. Klimaatbeleving 8.5. Advies aan de opdrachtgever 8.6. Advies aan de architect 8.7. Advies aan de ondernemingsraad S.A.B.O.P. B 9.1. De verschillende stakeholders 9.2. Belangrijke zachte eisen 9.3. Concepten 9.4. Gekozen concept S.A.B.O.P. C 10.1. Vermogensberekeningen 10.1.1. Berekening diameter buizen 10.1.2. Vermogensberekening LBK 10.1.3. Vermogensberekening installatie 10.1.4. Vermogensberekening WKK 10.1.5. Vermogensberekening ketel 10.2. Gekozen machines 10.2.1. Koelinstallaties 10.2.2. Luchtkanalen 10.2.3. Warmtekrachtkoppeling 10.2.4. Luchtbehandelingskast 10.2.5. Straaldüsen 10.2.6. Ketel Regelingen in het gebouw

2 3 4 4 4 5 6 7 7 8 9 9 10 11 11 12 12 12 13 15 16 16 16 17 18 18 19 21 21 21 22 23 24 24

Bijlagen I. II. III. IV. V. VI. VII. VIII. IX. X. XI.

27 28 31 34 35 37 41 46 51 57 58 59

3

Plan van aanpak Oppervlakteberekening Warmtebehoefteberekening Koellastberekening Eindconcept Principeschema’s Practicum 1 – Leidingproef Climasim Verklarende woordenlijst Excursie foto’s Installatietekeningen


3.

Inleiding

Tijdens dit project moeten wij als projectgroep in de rol van adviseur bij een installatietechnisch adviesbureau een ontwerp maken voor de klimaatinstallaties van een gebouw. De functie van het installatiesysteem is het verzorgen van een gezond werkklimaat. Hierbij is niet alleen de temperatuur van belang, maar ook de geluiden binnen het gebouw en de hoeveelheid licht, de warmte van dat licht (kleur) en vooral ook voldoende verse lucht. Uiteindelijk zullen er na 7 weken installatieschema’s en een bestek met verklarende tekst en berekeningen worden afgeleverd, waarna installateurs zonder onvoorziene problemen de installatie zouden moeten kunnen plaatsen.

Doelstelling Het is ons doel om een zo efficiënt mogelijke installatie te ontwerpen tegen zo laag mogelijke kosten.

4.

Opdrachtformulering

Wij als werktuigbouwkunde studenten moeten als rol van adviseur bij een installatietechnisch adviesbureau een klimaatinstallatie ontwerpen voor een gebouw. In het ontwerp moet de werking van de installatie naar voren komen doormiddel van schema’s. Ook moet worden beschreven waarom deze keuzes gemaakt zijn door gebruik te maken van verschillende berekeningen.

5.

Projectgrenzen & randvoorwaarden

Voor het project gestart wordt is het belangrijk om te weten wat wel en niet onder het project valt en waar vooraf aan voldaan moet zijn. Daarom worden van te voren de projectgrenzen en randvoorwaarden vastgesteld. Zo worden onduidelijkheden bij het uitvoeren van het project voorkomen.

Projectgrenzen   

Er zullen verschillende concepten worden gemaakt voor de installatie waaruit uiteindelijk de naar ons beste keuze zal vallen. Er zullen berekeningen worden gedaan van de transmissie- en koel-last. Er zal ook een excursie plaats vinden naar een bedrijf die in dit onderwerp is gespecialiseerd.

Randvoorwaarden  

het is van belang dat het programma Simulink goed word beheerst omdat hieruit een schema moet komen van het gekozen concept. En om dit project te kunnen realiseren zal er enige achtergrondkennis op het gebied van energieleer, wiskunde, installatietechnische berekeningen, simuleren, regeltechnieken en projectmanagement aanwezig moeten zijn.

4


6.

Projectopzet

Dit project wordt gegeven in het kader van ‘Installatietechniek’. Hierbij is het de bedoeling dat de studenten zich verdiepen in het maken van een klimaatinstallatie voor een gebouw. Er zullen schema’s gemaakt moeten worden. Zo ook zullen er diverse berekeningen uitgevoerd moeten worden, en moet beschreven worden waarom de verschillende keuzes gemaakt zijn. Verder moet er een excursie gedaan worden wat betrekking heeft op dit onderwerp. Het project wordt uitgevoerd met een groep van tien personen. De opdrachten worden, net als in voorgaande blokken, verdeeld over de groepsleden zodat iedereen een even groot aandeel in het project heeft. De gemaakte opdrachten worden gecontroleerd in groepsverband, waarna het samengevoegd wordt tot één rapport. Hiernaast zijn er een voorzitter en notulist aangewezen. Ook zullen er vergaderingen gehouden worden om te overleggen en afspraken te maken. Zo blijft de communicatie onderling goed en wordt het project naar behoren uitgevoerd.

5


7.

Programma van eisen

Harde eisen  De EPC waarde moet lager zijn dan 1,1  Bouwbesluit (verversingslucht) o Luchtwisseling met buitenlucht: 45m³ per uur per persoon o Ruimtedoorspoeling: 3x per uur o Trappenhuis aangesloten op buitenlucht  Het gebouw moet voldoen aan de eisen van de ARBO. o Op de arbeidsplaats is voldoende niet verontreinigde lucht aanwezig o Luchtverversingsinstallaties zijn altijd bedrijfsklaar o Luchtverversingsinstallaties functioneren zodanig dat werknemers niet aan hinderlijke tocht worden blootgesteld o Luchtverversingsinstallaties zijn voorzien van een controlesysteem dat storingen in de installatie signaleert voor zover dat noodzakelijk is voor de gezondheid van de werknemers personen in het gebouw.  Brandweer/brandveiligheid: o Brandwering door middel van brandcompartimenten. o Brandwerendheid:  Plafond/vloer: 60 minuten.  Wanden naar trappenhuis: 60 minuten. o Uitschakeling ventilatie in geval van brand. o Branddetectie door middel van rook & temperatuur. o Melding maken van brand bij brandweer en beveiligingsbedrijf. o Brandveilige bekabeling. Zachte eisen  Acceptabel binnenklimaat. o Temperaturen:  In de winter tussen de 18 & 21 °C.  In de zomer tussen de 18 & 24 °C. o Luchtvochtigheid moet tussen de 50% & 60% liggen. o Geluid mag niet voor overlast/gehoorschade zorgen.  De installatie moet flexibel zijn; makkelijk aan te passen en het liefst zelfbewust, dat de installatie zichzelf aanpast naar de vraag.  Gemakkelijk beheer & weinig onderhoud aan de installatie.  Zo laag mogelijke kosten.

6


8.

S.A.B.O.P. A

8.1.

Gebruikte parameters EPC

Alle gebruikte waarden zijn te vinden in de figuren in bijlage V. Wanneer er verwezen wordt naar een figuur binnen dit hoofdstuk, wordt er dus verwezen naar deze bijlage. Wat duidelijk is (figuur V.1): - Functie van het gebouw is zowel kantoor als fabriekshal. In het programma is er gekozen te rekenen aan een kantoor. - De gemiddelde hoogte per vertrek is 3 meter. - De oppervlakte van het dak is 8500 m². - De oppervlakte van de vloer van de begane grond is 7875 m² Wat er wordt aangenomen: - De bezettingsgraad voor het kantoor is ongeveer 3.3 t/m 8 m² pp gekozen. (figuur V.1) - Het gewicht van het vloer/plafond is >400 kg/m². (figuur V.1) - De binnenwand van het kantoor is licht. (figuur V.1) - De borstwering van het kantoor is zwaar. (figuur V.1) - Het gebruiksoppervlak van de kantoren is 17000 m². Dit is berekend door van het totale oppervlak een deel af te halen en daarmee te beredeneren wat het gebruiksoppervlak zou kunnen zijn. (figuur V.1) - De oppervlaktes van de gevels zijn geprobeerd te berekenen maar is voor nu nog meer een schatting (zie figuur V.1): o Oppervlakte gevel 1 is 462 m² o Oppervlakte gevel 2 is 495 m² o Oppervlakte gevel 3 is 440 m² o Oppervlakte gevel 4 is 117 m² - Het raamoppervlak per gevel is: o Gevel1 (Noord) is 150 m² (32%) o Gevel2 (Oost) is 50 m² (10%) o Gevel3 (Zuid) 50 m² (11%) o Gevel4 (West) 10 m² (9%) - Er is kijkend naar een ruimte in het gebouw van de HHS berekend dat er ongeveer 8.0 W/m² nodig is. (de gehele ruimte delen door de hoeveelheid W van de tl-buizen, figuur V.6) Met deze gegevens in gevuld komen we op een waarde uit van: Laten we verder voor alle basisgegevens van het gebouw de basiswaarden van het programma staan komen we op een EPC waarde van 2.10.

7


Voor het krijgen van een EPC waarde van <1.0 hebben we de volgende dingen aangepast: - 85% warmte terugwinning (figuur V.5) - Alle isolatie is op de hoogste waarde gezet. (figuur V.2) - Voor het opwekken van de benodigde warmte is gekozen voor warmtekracht (figuur V.4) - Voor het opwekken van de benodigde koelte is gekozen voor compressie koelmachine (figuur V.4) - Er is gekozen voor centraal verwarmde lucht en voor beperkte luchtkoeling. (figuur V.4) - Het warmwatertapsysteem wordt geregeld door een HR ketel met CVboiler (figuur V.7) - Er worden 8 multikristalijn PV-cellen gebruikt. Deze staan naar het noorden georiënteerd (figuur V.7) - Er wordt gebruik gemaakt van veeg- en daglichtschakeling (figuur V.6) - Er wordt gebruik gemaakt van automatische buiten zonwering (figuur V.2) Met deze veranderingen komen we op een EPC waarde van 0.88. Dit voldoet aan de eis lager te zijn dan 1.0. De parameters zijn zodanig ingesteld dat er een goede EPC waarde uitkomt en de prijs niet te hoog is.

8.2

Omrekening ventilatie eis

Ventilatie eisen bouwbesluit 2003 (uitgaand van artikel 3.46 t/m 3.52) De ventilatie-eisen voor een verblijfruimte met een industriële functie bedragen minder dan de verblijfsruimte met een kantoorfunctie. Omdat het gebouw beide functies moet ondersteunen en de waardes niet veel verschillen kan er gebruik gemaakt worden van de ventilatie eis van een kantoor. Ventilatie eis verblijfsruimte met kantoorfunctie bedraagt: 1,0 dm³ /s per m ² Gebruiksoppervlakte bedraagt: 17000m² Inhoud gebouw: 69413 m³ 17000m² × 1,0 dm³ /s per m ² = 17000 dm³ /s 17000 dm³ /s × 3,6 = 61200 m³/h (61200 m³/h) / (69413 m³) = 0,8817 / h Arbowet Het maximaal aantal werknemers wordt geschat op maximaal 150 werknemers tegelijk. Ventilatie eis per persoon die lichtelijk lichamelijke arbeid verricht = 45m³/h 45m³/h × 200 = 9000 m³/h (9000 m³/h) / (69413 m³) = 0.13 / h 0,8817 / h + 0.13 / h = 1,01 / h Deze eisen zijn opgesteld aan de hand van minimale waarden. Ook is er nog geen rekening gehouden met het aantal toiletten en de soorten werkzaamheden die in het gebouw plaatsvinden. De ventilatievoud die in praktijk voor kantoorgebouwen gebruikt wordt ligt tussen de 4 en de 8.

8


8.3

Kosten per m²

Aan de hand van het programma EP varianten, hebben wij een installatie ontworpen die voldoet aan de EPC eis van 1.0 Hierbij hebben wij geprobeerd om de kosten per vierkante meter zo laag mogelijk te houden. Bij het concept was de uiteindelijke EPC 0.88. Hierbij berekende het programma zelfstandig wat de kosten zijn voor de onderdelen van de installatie. De kosten per onderdeel zijn in [€*m-2] Gevel Dak Vloer Ramen Zonwering Warmteopwekking Koude-opwekking Installatie Ventilatoren Warmteterugwinning Bevochtiging Verlichting Warmtapwater PV-cellen Zonnecollectoren

10.46 59.51 30.87 3.62 0.81 6.10 10.19 107.77 0.76 7.62 0.00 39.26 0.91 0.28 0.09

Dit geeft een totaalprijs van 278.25 euro per vierkante meter [€*m-2].

8.4

Klimaatbeleving

De EPC-waarde en de kosten van de installatie bedragen 0,88 en 278,25 E/m2GO. Om deze tot deze waarden te komen is er nog geen rekening gehouden met de het klimaat in het gebouw. Dit is gedaan omdat de klimaatbeleving niet als een harde eis wordt gezien en dus nog niet in S.A.B.O.P. behandeld zal worden. Dit is dan ook de rede dat het programma EP-Varianten de TO-indicatie ‘erg slecht’ bij het binnenklimaat aangaf. Door zo laag mogelijke kosten en EPCwaarden in te voeren blijkt de klimaatbeleving er op achteruit te zijn gegaan. In S.A.B.O.P. B zal er rekening met de zachte eisen gehouden worden en het klimaat zo goed mogelijk aangepast worden met een zo min mogelijk gewijzigde EPC-waarde.

9


8.5

Advies aan de opdrachtgever

Bij het ontwerpen van de installatie wordt er goed gekeken naar de hoogte van de kosten per m2. Door het aanpassen van de parameters in het programma EP Varianten is het mogelijk de kosten te drukken, en tegelijkertijd ook de EPC norm te halen. Door middel van warmteterugwinning van 85% kan er ongeveer acht euro per vierkante meter worden bespaard dan als er geen warmteterugwinning is. De investeringskosten liggen hierdoor wel hoger, alleen op deze manier kan er eenmaal na aanschaf geld worden bespaard doordat warmte beter wordt benut. Ook kan er door middel van betere isolatie op den duur geld worden bespaard, omdat er in de winter minder aan warmte ontsnapt uit het gebouw, en doordat er in de zomer minder warmte naar binnen komt. De opwekking van warmte door middel van warmtekracht zorgt voor een redelijke stijging van de kosten per m2, echter is dit nodig om aan de EPC norm te voldoen. Voor warm tapwater kan er voor een HR ketel met CV-boiler worden gekozen. Hiermee kunnen de kosten ten opzichte van een warmtepomp lager uitvallen terwijl de EPC nagenoeg gelijk blijft. Voor de ventilatievoud is het aan te raden om een ventilatievoud van n=2 te gebruiken, omdat hierdoor de kosten per m2 lager uitvallen en de EPC hier ook lager van wordt. Verder is het advies om het gebouw te voorzien van een veeg- en daglichtschakeling Dit heeft slechts een hele kleine invloed op de prijs per m2, maar wel een redelijk effect op de EPC.

10


8.6

Advies aan de architect

Er zijn een aantal stakeholders die eisen stellen aan het concept van het gebouw. De architect zal rekening moeten houden met de eisen (en eventuele wensen) van de andere stakeholders zoals de eigenaar, de brandweer, de gemeente en andere.   

De architect zal met brandveilige materialen moeten ontwerpen. De architect zal het gebouw efficiënt mogelijk moeten indelen. De architect zal zich aan het budget van de eigenaar moeten houden.

Er zijn een paar punten van advies aan de architect voor het gebouw aan de hand van de EPV-berekening:  Deel de kantoorruimtes efficiënt in, want daarmee zorg je dat de warmt/koeltestroom zo efficiënt mogelijk loopt. (figuur V.1)  Gebruik zonwering om in de zomer minder koelte opwekking nodig te hebben. (figuur V.2)  Hou rekening met het indelen van de ramen met de richting van het gebouw. Dit in verband met zonnewarmte en natuurlijke efficiëntie. (figuur V.2)  Hou rekening met het plaatsen van de warmte en koelte installaties in het gebouw, aangezien deze installaties ook warmte afgeven. (figuur V.4)  Hang in het gebouw de juiste ventilatie buizen op en op de meeste efficiënte plekken, omdat het dan minder energie kost om het gebouw te ventileren. (figuur V.5)  Zorg ervoor dat de lichtinstallatie duurzaam is. Denk aan led verlichting en veeg –en daglichtschakelaars en dergelijke. (figuur V.6)  Plaats zonnepanelen en zonnecollectoren op het dak om energie te besparen. (figuur V.7)  Kies goede isolatie materialen voor de binnen- en buitenmuren. Dit zal de benodigde energievraag verkleinen.

8.7

Advies aan de ondernemingsraad

Als toekomstige gebruiker van het gebouw stellen jullie hoge eisen aan de nieuwe werkplek. Immers zal dit jullie tweede huis worden. Het is niet makkelijk, het is zelfs onmogelijk, om het iedereen naar de zin te maken. Op het moment dat iemand het een prima temperatuur vindt, kan er zo iemand zijn die het koud heeft en een derde kan het zelfs weer te warm hebben. Voorlopig kunnen we nog niet zeggen hoe de klimaatbeheersing er precies uit gaat zien. Dit komt pas naar voren in S.A.B.O.P. B. Dit advies geldt voor S.A.B.O.P. A. De ventilatie, temperatuur, etc. zullen allemaal voldoen aan de opgelegde normen.

11


9.

S.A.B.O.P. B

9.1

De verschillende Stakeholders

  

De opdrachtgever/ financieel verantwoordelijke De architect De ondernemingsraad (vertegenwoordiger van de toekomstige gebruiker)

9.2 





Belangrijke zachte eisen Opdrachtgever/ financieel verantwoordelijke. o De prijs per m2 moet laag liggen. o Het systeem moet zijn waarde behouden (lang meegaan). o De tijdsduur die het kost om de installatie te installeren moet niet te lang duren. o Het moet niet te complex worden (anders wordt het te arbeidsintensief, waardoor het meer geld gaat kosten). o De installatie moet voldoen aan alle regels & eisen. Architect o De installatie moet passen bij het uiterlijke ontwerp van het gebouw. o De installatie voor het binnenklimaat moet niet ten koste gaan van het interieur van het gebouw. o De installatie moet professioneel overkomen, zodat het bedrijf daaronder geen imageschade oploopt. Ondernemingsraad (vertegenwoordiger van de toekomstige gebruiker) o Klimaatsysteem moet makkelijk toegankelijk zijn voor onderhoud. o Binnenklimaat moet comfortabel zijn (thermisch & olfactief). o Het thermische klimaat mag maximaal 1 à 1,5 % van de tijd meer dan 25% ontevredenen geven. o De klimaatinstallatie mag geen geluidsoverlast geven.

12


9.3

Concepten

In S.A.B.O.P. A is terug te vinden welk concept er gekozen was. Nu wordt er specifiek naar het klimaat (tabblad) gekeken in het programma EP Varianten. Hieruit zijn er weer 3 concepten opgesteld, en aan de hand van de bovenstaande eisen wordt de beste keuze naar voren gehaald. 9.3.1

Concept I

In dit concept is de EPC waarde het laagst: 0,88 gaf het programma aan. De kosten per m2 zijn: € 278,25 deze kosten verschillen ook niet veel met de andere concepten. Het voldoet grotendeels aan alle eisen van de stakeholders: De financieel verantwoordelijke:  De installatie is niet te complex, waardoor de kosten te overzien zijn. De architect:  Door minder grove apparatuur neemt de installatie minder ruimte in beslag. De ondernemingsraad:  Het klimaat is thermisch comfortabel en ventileert voldoende zodat het ook olfactief comfortabel is.

13


9.3.2.

Concept II

In dit concept is de EPC waarde het hoogst: 1,17 gaf het programma aan. De kosten per m2 zijn: € 287,93 deze kosten verschillen ook niet veel met de andere concepten. Het voldoet grotendeels aan alle eisen van de stakeholders: De financieel verantwoordelijke:  Door de grotere hoeveelheid ramen kan er overdag bespaard worden op de verlichting. De architect:  De uitstraling wordt verbeterd door het grotere raam percentage. De ondernemingsraad:  Door de grotere hoeveelheid ramen komt er meer daglicht binnen, waardoor de werkstimulans bevordert wordt

14


9.3.3.

Concept III

In dit concept is de EPC waarde: 0,93 door de beperkte luchtkoeling en maar 30% procent raam. De kosten per m2 zijn: € 279,34 deze kosten verschillen ook niet veel met de andere concepten. Het voldoet grotendeels aan alle eisen van de stakeholders: De financieel verantwoordelijke:  Goede gemiddelde prijs De architect:  Voldoende ramen De ondernemingsraad:  De keuze interne warmtelast is middel, waardoor het prima voldoet aan het comfort.

9.4.

Gekozen concept

Uiteindelijk is Concept I het beste uit de verf gekomen. Vooral omdat hierbij de laagste EPC-waarde wordt gehaald (0,88) en de prijs was hier ook het voordeligst (€ 278,25). In dit concept zelf worden de grote voordelen voor de stakeholders beschreven, die zeer gunstig zijn. Ook voor de andere concepten zijn deze gunstig. Maar vooral omdat zowel de kosten als de EPC-waarde het gunstigste was, hebben we voor dit binnenklimaat gekozen.

15


10.

S.A.B.O.P. C

10.1

Vermogensberekeningen

Voor de vermogensberekening van de pompen, hebben we de diameter van de buizen nodig en de volumestroom erdoorheen. 10.1.1 Berekening diameter buizen Totale inhoud gebouw: 69413m3 Ventilatievoud: 2h-1 Totale volumestroom:

69413 * 2

= 138826 m3/h = 38.6 m3/s

Dit wordt gedeeld door het aantal luchtbehandelingskasten (8 stuks). Dan hou je een volumestroom van 38.6/8 = 4,82 m3/s over. (waarin A = oppervlakte van de doorsnede in m2,

= volumestroom in m3/s &

v= de snelheid in m/s) 3

= 4,82 m /s

V = 5,3 m/s (gemiddelde van benodigde snelheid leefzone & werkruimtes). A = 4.82/5,3 A = 0.91 Bij een ronde ventilatiebuis wordt de straal: R = 0,54 [m] D = 1,09 [m]

16


10.1.2 Vermogensberekening LBK Voordat de werkelijke vermogensberekening uitgevoerd kan worden, moeten we eerst het drukverlies in de leidingen weten. Drukverlies in leidingen (hoofdleiding): L = 30 [m] D = 1,08 [m] = 1,2 [kg/m3] v = 5,3 [m/s] Labda = opzoeken met Reynolds & relatieve ruwheid = 1,81 * 10-5 (dynamische viscositeit) Ns/m2 Re = 3,2 * 105 relatieve ruwheid: R = e/D e = 0,15 * 10 -3 (gegalvaniseerd staal) R = 0,00014 hieruit volgt (Moody diagram) Labda = 0,018 = 8,427 Pa Deze waarde is alleen voor de eerste (dikke) buis die direct uit de ventilatie stroomt, daarna takt deze buis af in kleinere leidingen. totaal: 73 roosters (waarin de lucht word onttrokken) 69 Blazers (waarin de lucht word geblazen) We kunnen er bij de berekening vanuit gaan dat er dus een extra weerstand van 69 luchtroosters bijkomt en 69 (kleinere) aftakkingen verdeelt over 8 LBK’s. Bij een volumestroom per LBK (diameter 1,1[m]: 17353.25m3/h verdeeld over 8.625 roosters (per LBK). Kom je uit op een diameter van 0,13 [m] per buis met een volumestroom van 201,2 m3/h Drukverlies in kleinere leidingen (aftakkingen): Lgemiddeld = 12,8 [m] D = 0,13 [m] = 1,2 [kg/m3] v = 5,3 [m/s] Labda = opzoeken met Reynolds & relatieve ruwheid = 1,81 * 10-5 (dynamische viscositeit) Ns/m2 Re = 0,38 * 105 relatieve ruwheid: R = e/D e = 0,15 (gegalvaniseerd staal) R =0,0012

17


hieruit volgt (Moody diagram) Labda = 0,028 = 46,5 Pa + elk luchtrooster wat voor weerstand zorgt (30 Pa) + elke bocht voor het einde van het rooster en afbuiging van het hoofdkanaal (5 Pa + 5 Pa) + elke afsluiter voor elk rooster (0,9 Pa) Dit voor 8,625 aftakkingen: wordt een totaaldrukval van = 401,1 Pa + roosters 517.6 Pa + bochten 43.1 Pa + afsluiters 7.8 Pa Totaal = 969.6 Pa 10.1.3

Vermogensberekening installatie =

-

aanzuigdeel: filter: verwarmer: koeler: geluiddemper: warmtewiel: = = =

=

20 Pa 150 Pa 30 Pa 175 Pa 35 Pa 150 Pa 560 Pa 978 + 560 Pa = 1538Pa 4,82 [m3/s] * 1538 7,4 kW

Met een rendement van 70% komt de elektromotor (die de LBK aandrijft) uit op een vermogen van 10,6 kW Let op!! Dit is de waarde van het vermogen voor 1 LBK, in het ontwerp zitten 8 LBK’s 10.1.4 Vermogen WKK: Bij transmissieberekening is er een vermogen berekend van 24,3 W/m2 Over een (gebruiks-) oppervlakte van 17.000 m2 kom je op een totaalvermogen van 413100 W (0,41 MW) die de wkk moet leveren. (zie bijlage III)

18


10.1.5 Vermogensberekening ketel Voor de Ketel berekening wordt er gekeken naar de hoeveelheid warme tapwater er nodig is voor het BUVA gebouw bij het piek verbruik. Hierna zal de hoeveelheid energie berekende worden die nodig is om het benodigde hoeveelheid water te verwarmen naar een temperatuur van maximaal 55˚C. Berekening warm water verbruik In het gebouw zijn er 6 wasbakken aanwezig en een keuken. Uit praktijk tests is gebleken dat bij het normaal wassen van de handen ongeveer 1 liter water wordt gebruikt per keer, er kunnen ongeveer 2 á 3 mensen hun handen wassen per wasbak per minuut, hierdoor wordt er 2.5 * 6 * 1 = 15 Liter/min. Bij de keuken wordt er vanuit gegaan van 40 Liter/min. Dit komt er dus op neer dat er op piek tijden 55 Liter/min water wordt gevraagd van het systeem. Vermogen berekening E = m*c*△T Soortlelijke warmte van water: 4.18 kJ/kg*K De massa van het water is 55 kg Voor de laagste temperatuur wordt 10 ˚C genomen, dit resulteert in een △T van 55 – 10= 45 ˚C Epiek= 45*4.18*45 = 8464.5 KJ 8464.5 / 60 = 141.075 kW De benodigde vermogen van de ketels moet dus zijn: 141.1 kW Bronnen: http://www.isso.nl/fileadmin/user_upload/GIW_ISSOdag/Toepassing_eisen_tapwaterinstallaties_2.pdf http://www.besteproduct.nl/Siemens_SE25E851EU/specificaties.html#!k=ajax

19


Pompvermogen van de Ketel: diameter buizen berekening: 55 Liter/min (zie vorige berekening) 9,2 * 10-4 m3/sec v = 2 m/s (maximaal, anders geluidsoverlast) A = 4,58 * 10-4 Bij een ronde buis wordt de straal: R = 0,012 [m] D = 0,024 [m] Vermogen pomp:

L = 10 [m] D = 0,024[m] = 999,972 [kg/m3] v = 2,5 [m/s] (maximaal) Labda = opzoeken met Reynolds & relatieve ruwheid = 101 * 10-5 (dynamische viscositeit) Ns/m2 Re = 5,9*104 relatieve ruwheid: R = e/D e = 0,15 (gegalvaniseerd staal) R = 0,00625 hieruit volgt (Moody diagram) Labda = 0,034 leidingen= 4427,8 Pa = 210 Pa 9,2 * 10-4 * 4637,8 = 4,3 kW Elektromotor die m aandrijft rendement van 70%

Pelektromotor = 6,14 kW

20


10.2

Gekozen machines

10.2.1 Koelinstallaties Om de benodigde koeling te leveren aan het gebouw is er minimaal een compressiekoelmachine nodig met een capaciteit van 171,1 KW. De koelmachine die hiervoor gebruikt gaat worden is:

MiniAir lucht koelmachine Type: 1602 Luchthoeveelheid: 43.800 m³/h Koel capaciteit: 175 kW COP: 2.5 Aanvoertemperatuur koude opwekking: 24 graden Koude opwekking max. temperatuurverschil: 6 K Lengte: 5150 mm Breedte: 1245 mm Hoogte: 1995 mm Bron: http://www.horos.nl/resources/media/docu/MiniAir_binnenopstellingwp.pdf 10.2.2 Luchtkanalen Er word gekozen voor ronde luchtkanalen waarbij de minimaal benodigde diameter 1,1m bedraagt. Omdat deze maat niet als standaard maat word verkocht word gebruik gemaakt van een luchtkanaal(beginstuk) met een diameter van 1,25m. Dit luchtkanaal moet vertakt worden naar 4 luchtkanalen. Door het grootte luchtkanaal te delen door 4 komen we uit op een kleinere luchtkanaal van 31,25 mm. Omdat dit geen standaard maat is voor een luchtkanaal word hiervoor 30mm gebruikt. Dit kan de capaciteit aan omdat er eigenlijk maar een oorspronkelijke luchtkanaal van 1,1m nodig is.

21


10.2.3 Warmtekrachtkoppeling Er is 1 warmtekrachtkoppeling installatie nodig om de hoeveelheid warmte te produceren voor de assemblagehal en de kantoorruimten. Dit omdat in de winter de temperatuur volgens de PvE tussen de 18 & 21 °C moet liggen en in de zomer tussen de 18 & 24 °C. Verder hebben de overige ruimtes(gangen etc.) een temperatuur tussen de 16 & 18 °C nodig in de zomer en winter.

Leverancier: ENER.G Model: ENER.G 500 Elektrisch vermogen: 500 kW Thermisch vermogen: 513 kW COP warmteopwekker 1: 4 COP warmteopwekker 2: 9 COP elektriciteitsopwekking: 0.6 Constante aanvoertemperatuur bij warmteopwekking: 80 graden Max. temperatuurverschil bij warmteopwekking: 20 K Bron: http://www.energ.nl/documenten/energ_warmtekracht-2011.pdf

22


10.2.4 Luchtbehandelingskast Om de ruimte voldoende te kunnen koelen of verwarmen worden er in totaal 8 LBK’s geplaatst. Deze moeten er voor gaan zorgen dat het klimaat binnen het gebouw gedurende het hele jaar binnen de vastgestelde waarden blijft. Leverancier: Rosenberg Model: Liberty HR+ 2025 Afmetingen: 4006 x 3292 x 2882 (lxbxh) Debiet: 11000-15000 m³/h Gewicht: 1975kg Rendement: 90% Beschikbare druk bij max debiet: 200 Pa Minimaal debiet: 11000 m³/h BLA max: 71 dB(A) BLU max: 79 dB(A) GZT max: 81 dB(A) GZA max: 73 dB(A) Opgenomen vermogen ventilator: 2,19 kW Opgenomen stroom ventilator: 11,1 A Maximaal debiet: 15000 m³/h BLA max: 78 dB(A) BLU max: 86 dB(A) GZT max: 88 dB(A) GZA max: 80 dB(A) Opgenomen vermogen ventilator: 4,21 kW Opgenomen stroom ventilator: 11,1 A Bron: http://www.rosenberg.nl/media/PDF/Rosenberg_LibertyHRplus_NL.pdf

23


10.2.5 Straaldüsen De lucht in de ruimte wordt per uur 2x geheel vervangen. Dit komt neer op een verplaatsing van 138826 m3/h. Er zijn in totaal 69 straaldüsen geplaatst. Dus moet iedere straaldüse 2011 m³/h kunnen afzuigen zonder dat hierbij geluidsoverlast bij ontstaat. Daarom is gekozen voor de volgende straaldüsen:

Leverancier: Trox Model: DUK 400 Grootste buitenmaat: 485mm rond Debiet: 2090 m³/h Bron: http://www.trox.nl/xpool/download/nl/technical_documents/diffusers/leaflets/t_ 1_2_2_duk.pdf 10.2.6 Ketel Om alle aansluitingen te kunnen voorzien van voldoende warm water is er gekozen voor de volgende HR ketel met modulerende MatriX-gasbranden

Leverancier: Viessmann Model: Vitocrossal 200 Vermogen: 47 tot 186 kW Afmetingen: 1440 x 760 x 1275 (lxbxh) Gewicht: 330 kg Inhoud: 306L Bron: http://www.viessmann.nl/etc/medialib/internetnl/pdf_documenten/technische_gegevens.Par.62539.File.File.tmp/5712-848NL.pdf

24


11.

Regelingen in het gebouw

Licht Over het algemeen is er in een gebouw niet 24/7 lichtvoorziening nodig. Factoren als zonlicht en bewolking hebben invloed op mate waarin er behoefte is aan kunstmatig licht. Bij geen tot weinig daglicht is er een vraag van acht Watt per vierkante meter aan kunstmatig licht. In het gebouw wordt er gebruik gemaakt van een veeg-endaglichtschakeling. Dit houdt in dat op ingestelde tijdstippen, zoals tijdstippen buiten kantooruren, het kunstmatige licht uit zal worden gezet. Willen mensen gebruik maken van het kunstmatig licht op momenten buiten kantooruren, dan zal het licht handmatig aan gezet moeten worden. Ook zorgt de daglichtschakeling ervoor dat het licht binnen de ruimte constant blijft. Bijvoorbeeld: schijnt de zon heel fel, dan dimt het kunstmatig licht automatisch. Komt er een wolk voor de zon dan zal het kunstmatig licht automatisch feller gaan branden. De veeg-en-daglichtschakeling zorgt er voor dat dit proces automatisch verloopt. Het gebouw is ook voorzien van automatische zonwering. De automatische zonwering heeft meerdere functies in het gebouw. Het zorgt ervoor dat er geen teveel aan zonlicht naar binnenkomt en het zorgt ervoor dat er in de zomer minder gekoeld hoeft te worden, wat tevens zuiniger is voor het energieverbruik.

Klimaat Een goed klimaat is belangrijk voor een gestructureerde en prettige werkomgeving. Hoe groter het gebouw, hoe ingewikkelder de regeling wordt om een constant klimaat te behouden. Elke ruimte in het gebouw wordt gemonitord aan de hand van een aantal meetapparaten. De gebruikte meters zijn thermostaten, luchtvochtigheidsmeters en koolstofdioxidemeters. Aan de hand van voorgenoemde meters wordt de lucht samenstelling en temperatuur gemeten. Dit wordt vervolgens verwerkt door een computer. De computer zorgt er vervolgens voor dat als de samenstelling en/of de temperatuur niet juist is, deze automatisch wordt bijgesteld door middel van de ventilatievoud en dus de luchtcirculatie. Als de temperatuur dusdanig laag is dat er verwarmt moet worden, bijvoorbeeld in de winter, dan wordt de WKK ingeschakeld en die zal op zijn beurt de lucht verwarmen en via de LBK’s rondpompen. De lucht wordt mechanisch uit de ruimte gezogen en dit gaat vervolgens langs een warmtewiel voor de warmteterugwinning. Als de lucht dusdanig koud is dat het moet worden afgekoeld, bijvoorbeeld in de zomer, dan wordt de compressie-koelmachine ingeschakeld en die zal op zijn beurt de lucht verkoelen ook via de LBK’s rondpompen. De lucht wordt Via de LBK’s door het hele gebouw rondgepompt en afgezogen. Ik de kantoorgedeeltes zitten de blazers in het plafond, maar in de fabrieksruimte hangen de blazers ongeveer halverwege om te zorgen dat de luchtverwarming en verkoeling zinvol is.

25


Water In een groot bedrijfsgebouw moet er een goede waterregeling zijn aangezien er vele toiletten en eventueel douches en kantines aanwezig zijn. De aanvoer van het water wordt geregeld door een extern bedrijf. Het rondpompen van zowel het warme als het koude water wordt geregeld door twee HR ketels met CV-boilers. De afvoer gaat via een aparte leiding naar het riool. Een HR ketel met CV-boiler staat op de beneden verdieping en is verantwoordelijk voor de waterbehoefte op de begane grond en de fabriekshal. De tweede HR ketel met CV-boiler staat in de technische ruimte en is verantwoordelijk voor de kantoorruimtes.

Veiligheid Voor de veiligheid van de werknemers, werkgevers en de eventuele goederen in het gebouw moeten er wat maatregelen worden getroffen. In het gebouw hangen in flinke regelmaat brandblussers en andere brandwerende apparaten. Er hangen hier en daar Koolstofmonoxide meters in het gebouw die aan de computer gelinkt staat. Op het moment dat die meter uit slaat zal de computer ervoor zorgen dat er een alarm af gaat en dat de luchtverhouding in zeer korte tijd weer normaal wordt. In elke kamer en ruimte zal er minimaal een rookmelder hangen die aan de computer verbonden is. Als er een brandalarm af gaat zal via de computer de brandweer automatisch een melding krijgen. Het gebouw is ook voorzien van een inbraak alarm. Dit alarm is ook aan de computer verbonden en als hij af gaat krijgt de politie automatisch een melding hiervan.

26


Bijlagen I. II. III. IV. V. VI. VII. VIII. IX. X. XI.

27

Plan van aanpak Oppervlakteberekening Warmtebehoefteberekening Koellastberekening Eindconcept Principeschema’s Practicum 1 – Leidingproef Climasim Verklarende woordenlijst Excursie foto’s Installatietekeningen


28 31 34 35 37 41 46 51 57 58 59

Bijlage I.

Plan van aanpak

Planning Lesweek 1  Afmaken Plan van Aanpak.  Beginnen met Programma van eisen & wensen.  Beginnen aan SABOP A.  Berekening maken van transmissie- & koel-last. Lesweek 2  Inleveren Programma van eisen & wensen.  Inleveren SABOP A.  Beginnen aan SABOP B.  Beginnen aan practicum opdracht.  Beginnen aan conceptrapport.  Plannen van de excursie Lesweek 3  SABOP B inleveren.  Inleveren conceptrapport met principeschema’s. Lesweek 4  Beginnen aan de Climasim opdracht.  Begin maken aan eindverslag. Lesweek 5  Inleveren Climasim opdracht.  Beginnen aan SABOP C.  Inleveren van het bestek.  Werken aan eindverslag. Lesweek 6  Werken aan eindverslag. Lesweek 7  Nacontrole eindverslag met bestek.  Bijwerken PVE.  Inleveren eindverslag met bestek, PVE en gekozen concept.

28


Persoonlijke actieplannen Bemnet Feleke  Luisteren .  Systeemdenken.  Leervermogen.  Flexibiliteit .  Vasthoudendheid. Milan Formsma  Samenwerken: wil vaak dingen apart doen.  Afwezigheid: snel vertrokken na lessen.  Ambitie: 6-jes cultuur.  Creativiteit: Is niet erg creatief.  Voortgangscontrole: Doet zijn deel en bemoeid zich verder nergens mee. Dirk   

Glavimans Beter bestand worden tegen stress Mening meer durven geven. Beter op details letten.

Arjan de Groot  Groepsgericht leiderschap: Arjan heeft dit blok geen leidinggevende taak op zich genomen.  Besluitvaardigheid: Arjan heeft niet getoond dat hij een knoop door hakt, dit komt ook omdat hij geen rol heeft gehad die dit toe laat. Kevin Hasper  Stressbestendigheid: Kevin kan soms doordat hij vrij druk is moeilijk met stress omgaan.  Plannen en organiseren: Kevin is soms ook niet zo goed in het plannen en organiseren van dingen omdat hij niet een goed overzicht heeft van wat er gedaan moet worden en wanneer het af moet.  Omgang met details: Mede door minder goede stressbestendigheid gaan er soms details verloren. Leen   

Hoogendoorn Discipline. Resultaatgerichtheid. Ambitie.

Nils Holty  Ambitie: Nils heeft volgens mij minder ambitieuze ideeën bij projecten, en wil het graag simpel houden en snel af hebben.  Discipline: Nils is niet vaak aanwezig geweest bij de colleges.  Creativiteit: Doordat Nils erg veel zoekt naar een zo simpel mogelijke oplossing, zal hij met minder creatieve ideeën komen.

29


Chris   

Ignacius Afwezigheid. Luisteren: Wacht het te vaak af. Discipline: als hij niet verder kan om dingen af te maken laat hij het zitten tot het meer naar hem toegereikt word

Patrick IJsveld  Stressbestendigheid: je bent niet erg stressbestendig en als er teveel stress is dan verlies je de controle op waar je mee bezig bent.  Plannen: je bent niet erg goed in plannen. Desalniettemin heb je je werk wel altijd op tijd af  Initiatief: je toont niet erg veel initiatief maar doet simpelweg wat anderen willen dat je doet.  Voortgangscontrole: De voortgangscontrole zou bij Patrick wel wat beter kunnen, om zo als groep niet achter te komen met stukken die af moeten. Jeffrey de Vries  Concentratie: probeer de aandacht erbij te houden.  Discipline: probeer ten aller tijde aanwezig te zijn.  Overzicht: probeer overzicht te houden binnen het project.

30


Bijlage II.

Oppervlakteberekening

Bij de oppervlakte- en inhoudsberekeningen zijn de waarde afmetingen van de functionele binnen- en buitenmaten van het gebouw berekend. Dit is uitgevoerd aan de hand van de afmetingen die te vinden zijn in de autocad tekening BWK00. Echter was de hoogte in deze tekeningen niet bekend. Om deze reden is er een grove schatting gemaakt van de hoogte van het gebouw. Dit is gedaan aan de hand van een foto van het BUVA-gebouw en de afmeting van de omgeving t.o.v. het gebouw (zie afbeelding 1.1).

Afbeelding II.1 Oppervlakte begane grond (lengte x breedte) (67m+106m) – (62,7 x 2,525) (11,479 x 19,167) (7,715 x 83,676) (6,497 x 7,1) __________________________________________________________+ 7875,489533 m2 Oppervlakte 1e etage 7875,489533 546,548 79,49565 __________________________________________________________+ 8501,533183 m2 Oppervlakte 2e etage 14,797 x 94,857 = 1403,599029 m2

31


Oppervlakte 3e etage 14,797 x 94,857 = 1403,599029 m2 Oppervlakte 4e etage 43,737 x 14,82 = 648,18234 m2 Totale oppervlakte etages 7875,489533 8501,533183 1403,599029 1403,599029 648,18234 __________________________________________________________+ 19832 m2 Inhoud (grondoppervlak x hoogte) 19206 x 3,5 = 69413 m3 Omtrek begane grond 106,3 67,1 32,088 2,525 62,7 4,356 83,676 7,715 76,978 7,1 18,404 83,734 __________________________________________________________+ 462,676 m Omtrek 1e etage 462,676 7,1 6,955 6,955 11,430 __________________________________________________________+ 495,116 m

32


Omtrek 2e en 3e etage 4 x 94,857 4 x 14,819 __________________________________________________________+ 438,704 m Omtrek 4e etage 2 x 43,737 2 x 14,82 __________________________________________________________+ 117,114 m Totale omtrek 462,676 495,116 438,704 117,114 __________________________________________________________+ 1630,724 m Buiten oppervlak muren (totale omtrek x hoogte) 1630,724 x 3,5 = 5707,534 m2 Uitstekend vloeroppervlak Dit vloeroppervlak steekt uit en grenst aan de buitenlucht daardoor kan warmte ontsnappen of binnenkomen. Uitstekende vloer kantine : 11,430 x 6,955 = 79,49565 m2 Uitstekende vloer directie- en vergaderzaal: 7,1 x 76,978 = 546,548 m2 Totaal oppervlak aangrenzend aan buitenkant Dakoppervlak = vloeroppervlak 1e etage = 8501,533183 m2 5707,534 79,49565 546,548 8501,533183 __________________________________________________________+ 14835 m2

33


Bijlage III.

Warmtebehoefteberekening

Bekende gegevens: Ae = Oppervlakte (buitenwerks) U = Warmtedoorgangscoëfficiënt = Binnentemperatuur I = Buitentemperatuur e Au = Vloeroppervlakte ρ = Dichtheid van de lucht c = Soortelijke warmte van de lucht Transmissieverlies: Ae tr =U i– e) (W)

(

5707.5 [m2] 0.5 [W/m2] 20 [°C] -10 [°C] 19832 [m2] 1.2 [kg/m3] 1000 [J/kg]

)

Warmteverlies ten gevolge van natuurlijke ventilatie of infiltratie: v = qv i– e) ( ) v

vi 3

/

Warmte voor opwarmen na nacht of weekend: opw = Avi 2

Globale warmtebehoefte: w

tr

v

opw

Warmtebehoefte per m2

34

w


2

Bijlage IV.

Koellastberekening

Globale koellast

Interne belasting:

Warmtebelasting personen: qp (W) p p = Aantal personen in de ruimte qp = Warmteafgifte per persoon in W Tabel 8.6

150pers 100W (zittend kantoorwerk)

Warmtebelasting verlichting: ql Avl (W) i = Convectieve warmteafgifte verlichting in W/m2 2.5W/m2 Tabel 8.7 2 2 = Vloeroppervlak van de ruimte in m 1700m (gebruikersoppervlak)

ql Avl

Warmtebelasting apparatuur (kantoren) qa Avl a = Convectieve warmteafgifte apparatuur in W/m2 5W/m2 Tabel 8.8 (helft van de mensen heeft een computer) = Vloeroppervlak van de ruimte in m2 1700m2 (gebruikersoppervlak)

qa Avl

Extreme warmtebelasting e

z,gl

tr,gl

z,w

inf

(W)

Zonbelasting via glas: Agl qconv (W) z,gl =z 2

z Agl ZTA qconv

]

= Zonweringfactor luifel 1 (weinig/geen luifel & oriëntatie noord Tabel 8.9) 2 = Glasoppervlak in m2 (ep varianten) = Zontoetredingsfactor beglazing/zonwering 0.73 (EPV) (Hr glas) = Convectieve warmte t.g.v. zonnestraling in W/m2

35


Transmissie via glas: Agl tr,gl =U e– i) (W) 2

U Agl e I

= = = =

2 Warmtedoorgangscoëfficiënt Tabel 8.10 2 2 Glasoppervlak in m (ep varianten) Ontwerp-buitentemperatuur in °C (meestal 28 °C) 30 °C Ontwerp-binnentemperatuur in °C (meestal 25 °C) 22 °C

Zonbelasting via wanden en dak: Awi qw (W) z,w =a 2

a Awi

= Absorptiecoëfficiënt (gemiddeld 0.7) = Inwendige oppervlakte buitenwand in m2

qw

= Warmtestroom via wanden en daken in W/m2

2

tabel 8.12

Warmtebelasting ten door infiltratie inf=qinf e– i) (W)

qinf e I

= = = =

36

Luchtvolumestroom in m3/s Dichtheid van lucht kg/m3 Ontwerp-buitentemperatuur in °C (meestal 28 °C) Ontwerp-binnentemperatuur in °C (meestal 25 °C)


3

30 °C 22 °C

Bijlage V.

Eindconcept

Hieronder staan screenshots van de verschillende tabbladen van het gekozen concept in EP-Varianten. Er is gekozen voor een wkk die als warmtebron dient. Wat handig is, dat de wkk ook gelijk voor energie kan zorgen (desnoods om terug te leveren aan het net). De warmte die de wkk opwekt wordt verspreid door verschillende radiatoren in het kantoorgebouw, tevens wordt er warme lucht het gebouw in geblazen (die warmte komt ook bij de wkk vandaan). Voor de koeling wordt er een compressiekoelmachine geïnstalleerd, die d.m.v. gekoelde lucht de ruimte naar een lagere temperatuur brengt. Het tapwater wordt verwarmd d.m.v. een HR ketel, hierdoor hoeft er geen complex systeem vanaf de wkk, wat veel geld bespaart. Hieronder wordt vooral ingegaan op het klimaat van het gebouw en hoe dat wordt gerealiseerd.

37


Hier wordt gekozen voor beperkte luchtkoeling, omdat dit gemiddeld het meest efficiënt is. Door verschillende waardes in te voeren met de lucht, komt de beperkte luchtkoeling het beste uit de verf. De ventilatievoud is berekend, en uitgekomen op 2 (ruim genomen).

38


Hier wordt gekozen voor beperkte luchtkoeling, omdat dit gemiddeld het meest efficiënt is. Door verschillende waardes in te voeren met de lucht, komt de beperkte luchtkoeling het beste uit de verf. De gekoelde lucht zelf wordt door een compressiekoelmachine koud gemaakt. De verwarmde lucht verwarmd door de wkk wordt bijgestaan door radiatoren die zijn warmte ook uit de wkk haalt.

39


Hier is het vermogen van de verlichting (uitgerekend 6,7 W/m2) verhoogd naar de minimale invoerwaarde, anders werd deze niet meegenomen in de berekening door het programma.

Hier wordt het tapwatersysteem extra voorzien van een HR ketel met cv-boiler. Dit is relatief goedkoper (en makkelijker) met installeren.

40


Bijlage VI.

41

Principeschema’s


42


43


44


45


Bijlage VII.

Practicum 1 – Leidingproef

Bij leidingberekeningen wordt uitgegaan van weerstandsfactoren voor rechte buizen en weerdstandscoëfficiënten van appendages. Deze gegevens worden ontleend aan productgegevens van de leveranciers in dit project. Bij deze praktijkbeproeving wordt het luchtstroming apparaat van het laboratorium voor energietechniek gebruikt om de waarden te bepalen. Opdracht Om het opdracht te realiseren moeten enkele stappen gevolgd worden, namelijk:   



Er moet een schets gemaakt worden van de proefopstelling en de meetpunten moeten hierin aangegeven worden. Er moet een grafiek gemaakt worden die het verband tussen de onderdruk P in de leiding (met mondstuk) tot meetpunt 14 en de pijplengte L. De weerstandsfactor λ van de rechte buis moet berekend worden door middel van een meting en deze waarde moet vergeleken worden met de theoretische waarde volgens Blasius. De weerdstandscoëfficiënten ζ van de rechte elleboog moeten berekend worden, de rechte elleboog met schoepen en de rechte bocht met straal R=114mm. Deze waarden moeten vergeleken worden met de waardes uit de literatuur.

Aanwijzingen De waarnemingen voor het bepalen van de onderdruk in de leiding en de weerstandsfactor worden uitgevoerd met de ventilatormotor op het hoge toerental en de ventilatorschuif voor 30 à 40% geopend. Bij de berekeningen dient uit te worden gegaan van een met behulp van de gaswet berekende waarde van de dichtheid van de lucht(R=287 J/kgK). De weerstandsfactor λ dient te worden bepaald in het gebied met volledig ontwikkelde stroming, bijvoorbeeld tussen meetpunt 12 en 13. Start metingen Zorg dat de meetflens erop zit, regel de stelknop boven het afleesvenster zo dat alle meetpunten op 21 staan, start de ventilator en lees alle meetpunten af. Vervolgens doet men het kniestuk op de buis met daarop weer de meetflens en stel meetpunt 0 zo af dat deze gelijk is aan de vorige meeting zonder kniestuk en lees weer alle meetpunten af, dat met alle drie de kniestukken. De afstand tussen de meetpunten moet bepaald worden. Bepalen ζ hulpstuk: trek van de weerstand tussen 12 en 13 de weerstand tussen die punten van de meting zonder hulpstuk af. Dit verschil is de weerstand van het hulpstuk. Gegevens: Inwendige diameter van het mondstuk

46

=76,13mm


Inwendige diameter van de pijp

=79,20mm

Steeds nadat een nieuwe spanning is afgesteld dient gewacht te worden totdat de stationaire toestand is bereikt. Zodat de temperatuur van het element vrijwel constant is en zo de meeting het meest nauwkeurig is. Schets en proefopstelling

Waarnemingen In de onderstaande tabel zijn de waarden van de metingen gegeven. Deze waarden zijn ook in de onderstaande grafiek gegeven dat de verband tussen de onderdruk P en de pijplengte L geeft.

Onderdruk tot lengte

 

De horizontale as geeft de lengte aan (verschillende meetpunten). De verticale as geeft de onderdruk P aan.

47


De weerstandsfactor en weerstandscoëfficiënt De weerstandsfactor λ van de rechte leiding zal worden berekend in een volledig ontwikkeld stromingsgebied, in dit geval tussen de meetpunten 12 en 13. De weerstandsfactor λ kan berekend worden door gebruik te maken van de DarcyWeisbach vergelijking, ook wel de Fanning vergelijking genoemd. ⁄      

∆p= Drukverschil. Λ= weerstandsfactor L= leidinglengte D= leidingdiameter ρ = dichtheid van het fluïdum = gemiddelde stroomsnelheid

∆p= - = 500-505= -5Pa L= 1000mm D= 79,20mm

  

P= omgevingsdruk R= dichtheid van de lucht T= omgevingstemperatuur

  

= Dichtheid Hg(kwik) = 13.5∙10³kg/m³ gravitatieversnelling = 9.81m/s² barometerstand = 762∙ m/HG

p= (13.5∙10³)∙9.81∙(762∙ R= 287J/kgK T=22+273=295K

)= 100915.47Pa

⁄

48


⁄ ⁄

De wet van Blasius beschrijft een turbulente stroming in een pijp met gladde wanden. Deze vergelijking geldt bij een Getal van Reynolds tussen de 2320 en 100.000.

⁄

 

= weerstandsfactor Re= Getal van Reynolds

 

=Dichtheid van het fluïdum = Gemiddelde stroomsnelheid

 

= Leidingdiameter = Dynamische viscositeit

  

= dynamische viscositeit (Pa∙s) = kinematische viscositeit (m²/s) = dichtheid van het fluïdum

49


⁄

Bij

⁄

→Blasius.

geldt:

De weerstandscoëfficiënt(ζ):

⁄

50

⁄


Bijlage VIII.

Climasim

Het Climasim programma is een programma die berekeningen uitvoert per installatiecomponent om het effect te zien op energieverbruik, thermisch comfort en regelbaarheid van een gebouw. De keuze voor de installatiecomponenten zijn in de definitief ontwerp gemaakt. De hoofdmodellen zijn aan elkaar gekoppeld.

Het klimaatmodel levert weergegevens aan het gebouwmodel ten behoeve van de bepaling van de externe warmtewinsten en –verliezen en weergegevens aan het installatiemodel (zonnecollectoren, warmtepompen, koeltorens etc.) ten behoeve van de vermogensbepaling. Het gebruiksmodel levert aan het gebouwmodel de gewenste binnentemperatuur en informatie over interne belastingen (personen-, verlichtings- en apparatenwarmte) en aan het installatiemodel informatie over de gewenste ventilatie en de elektriciteitsbehoefte van apparaten. In het gebouwmodel wordt de binnentemperatuur en/of de warmte- en koude behoefte bepaald. De berekende binnentemperatuur en de behoeften worden toegevoerd aan het installatiemodel dat op zijn beurt warmte, koude en mechanische ventilatielucht levert aan het gebouwmodel. In het installatiemodel wordt uit gerekend wat het energiegebruik is om de gewenste warmte en elektriciteit (t.b.v. koude levering, apparaten, verlichting, pompen en ventilatoren) te leveren. Van al de verschillende modellen zijn er screenshots gemaakt van de ingevulde gegevens. Hier beneden zijn de screenshots te zien in de verschillende hoofdmodellen.

51


Gebruiksmodel:

52


Klimaatmodel:

53


Installatiemodel:

Gebouwmodel:

54


Simulatie resultaten: Aan de hand van de ingevulde gegevens kwamen de hier onder weergegeven resultaten uit . Deze resultaten geven de jaarlijks energiegebruik en temperaturen aan. Jaarlijks energiegebruik:

55


Temperaturen:

56


Bijlage IX.

Verklarende woordenlijst

Buitenwerks

Een buitenwerkse maat is de afstand van de ene buitenzijde van een voorwerp tot de andere buitenzijde. De diktes van de wanden worden hierbij meegerekend.

Cv-ketel

Centraleverwarmingsketel

Hr-ketel

Hoogrendementsketel

LBK’s

Luchtbehandelingkast

Wkk

Warmtekrachtkoppeling

57


Bijlage X.

58

Excursie foto’s


Bijlage XI. Installatietekeningen         

Hal - begane grond Hal - 1e verdieping Hal - dak Kantoor - begane grond Kantoor - 1e verdieping Kantoor - 2e & 3e verdieping Kantoor - 4e verdieping Zij-kantoor - begane grond Zij-kantoor - 1e verdieping

Symbo olnum mer 1

Symbool

Omschrijving Aanvoer warm tapwater vanaf Hr-ketel

2

Aanvoer koud tapwater naar Hrketel

3

Afvoer warm/koud tapwater naar riolering

4

Gasleiding naar Hr-ketel

5

Elektriciteitsleiding

6

Luchtkanaal aanvoer vanaf luchtbehandelingskast (symbool 11) Luchtkanaal afvoer naar luchtbehandelingskast (symbool 11) Leiding van verdieping naar onderliggende verdieping

7 8

9

59

Leiding van verdieping naar bovenliggende verdieping


10

Leiding van bovenliggende verdieping naar huidige verdieping

11

Leiding van onderliggende verdieping naar huidige verdieping

12

Luchtbehandelingskast (LBK) +

13

-

14

15

16

60

Warmteterugwinning Luchtkanaal afvoer naar luchtbehandelingskast (symbool 11) vanaf onderliggende verdieping (in combinatie met symbool 13) Luchtrooster, voert lucht naar boven af richting de luchtbehandelingskast (symbool 11) (in combinatie met symbool 12) Uitblaas lucht vanaf luchtbehandelingskast (symbool 11) de ruimte in


Installatietechniek 2: Eindverslag - BUVA gebouw

Recommend Documents