Kengetallen bepalen voor typegebouwen

Departement Industriële wetenschappen en technologie Opleiding industrieel ingenieur elektromechanica Optie elektrotechniek

Kengetallen bepalen voor typegebouwen

Eindwerk aangeboden tot het behalen van het diploma van industrieel ingenieur in elektromechanica (master) door

Xavier Beyaert

o.l.v. Raf Christiaens, R. Boydens N.V. Joan Peuteman, KHBO Academiejaar 2006 - 2007

talent@work KHBO Campus Oostende ● Zeedijk 101 ● B-8400 Oostende ● Tel. +32 59 56 90 00 ● Fax +32 59 56 90 01 ● www.khbo.be

I.

Mededeling

Deze eindverhandeling was een examen; de tijdens de verdediging vastgestelde fouten werden niet gecorrigeerd. Gebruik als referentie in publicaties is toegelaten na gunstig advies van de KHBO-promotor, vermeld op het titelblad.

Beyaert Xavier

Kengetallen bepalen van typegebouwen

-2-

II.

Woord vooraf

Om dit eindwerk te maken was maandenlange inzet en geduldig opzoekwerk vereist. Maar dit eindwerk zou niet volledig zijn geweest zonder de hulp van anderen. Daarom dank aan mijn buitenpromotor ing. Raf Christiaens voor de begeleiding en de raadgeving tijdens het opmeten en het verwerken van de meetresultaten. Ook wil ik ir. Wim en Dirk Boydens danken voor het uitschrijven van de thesisopdracht. Tevens dank ik alle medewerkers van het studiebureau R. Boydens, in het bijzonder de medewerkers van de afdeling elektrisch ontwerp voor de hulp en suggesties die ik van hen mocht ontvangen, alsook voor de aangename werksfeer. Verder dank ik de docenten en personeelsleden van de KHBO. In het bijzonder Dr. ir. J. Peuteman voor de begeleiding tijdens het schrijven van deze scriptie. Tenslotte dank ik ook mijn ouders, die me de kans hebben gegeven om verder te studeren en omdat ik steeds op hun steun en vertrouwen heb kunnen rekenen.

Beyaert Xavier mei 2007

Beyaert Xavier


-3-

III.

Samenvatting

In dit eindwerk behandelen we de problematiek van het dimensioneren van een gebouw op elektrisch vlak. Hier bespreken we drie typegebouwen: de kantoren, de scholen en de rusthuizen. Deze hebben we besproken aan de hand van kengetallen. In de inleiding behandelen we verschillende factoren die hiermee te maken hebben. Zoals de verklaringen van de soorten energie die we hebben en welke verschillende correctiefactoren we moeten toepassen (graaddagen, gelijktijdigheidsfactoren, gebruiksfactoren, …). Vervolgens geven we een korte voorbeschouwing of theoretisch deel waarin we het verbruik van de verschillende gebouwen bespreken, deze bespreking is gebeurd aan de hand van de bronnen. We kijken in dit deel heel algemeen naar het elektriciteitsverbruik maar ook naar het brandstofverbruik van de typegebouwen. In het praktische deel van dit eindwerk wordt de Fluke 434 Power Quality Analyser besproken maar ook de verschillende metingen die uitgevoerd werden. Per meting werd er een kort verslag opgesteld met daarin de berekeningen van de verschillende kengetallen. Na het praktische deel komen we aan het besluit. Hierin hebben we een samenvattende tabel opgenomen en deze besproken. Dit alles ingedeeld volgens de drie vooropgestelde types gebouwen. Om dit werk te besluiten hebben we twee berekeningsmodellen opgesteld. Deze modellen zijn enkel van toepassing op de kantoorgebouwen.

Beyaert Xavier


-4-

IV.

Inhoudsopgave

I. Mededeling ................................................................................................................ - 2 II. Woord vooraf ............................................................................................................ - 3 III. Samenvatting ............................................................................................................. - 4 IV. Inhoudsopgave .......................................................................................................... - 5 V. Lijst van figuren ........................................................................................................ - 7 VI. Lijst van tabellen ....................................................................................................... - 8 VII. Lijst van symbolen en afkortingen ............................................................................ - 9 1 Inleiding .................................................................................................................. - 10 1.1 Energieverbruik ................................................................................................... - 10 1.2 Kengetal .............................................................................................................. - 11 1.3 Vermogenbalans .................................................................................................. - 12 1.4 Correctiefactoren ................................................................................................. - 13 1.4.1 Graaddagen.................................................................................................. - 13 1.4.2 Conversiefactor ........................................................................................... - 14 1.4.3 Gebruiksfactor Ku ....................................................................................... - 14 1.4.4 Gelijktijdigheidsfactor Ks ........................................................................... - 15 1.5 Voorbeschouwing................................................................................................ - 16 1.5.1 Algemeen .................................................................................................... - 16 1.5.2 Rusthuizen ................................................................................................... - 17 1.5.3 Scholen ........................................................................................................ - 18 1.5.4 Kantoren ...................................................................................................... - 19 2 Metingen.................................................................................................................. - 20 2.1 Meettoestel .......................................................................................................... - 20 2.2 Verwerkingssoftware .......................................................................................... - 21 2.3 Plaatsing .............................................................................................................. - 22 2.3.1 TN-C systeem .............................................................................................. - 22 2.3.2 TN-S systeem .............................................................................................. - 23 2.3.3 TN-C-S systeem .......................................................................................... - 23 3 Meetresultaten Rusthuizen ...................................................................................... - 24 3.1 Meting “Maria’s rustoord” .................................................................................. - 24 3.2 Meting “Sint-Jozef”............................................................................................. - 25 3.3 Meting “Sint-Anna” ............................................................................................ - 28 3.4 Meting “Wintershove” ........................................................................................ - 30 3.5 Meting “OCMW Torhout” .................................................................................. - 32 4 Meetresultaten scholen ............................................................................................ - 35 4.1 Meting “Torenhof” .............................................................................................. - 35 4.2 Verslag meting “SASK”...................................................................................... - 37 4.3 Meting “Immaculata” .......................................................................................... - 39 5 Meetresultaten kantoren .......................................................................................... - 40 5.1 Meting “Stadhuis Mechelen” .............................................................................. - 40 5.2 Meting “Volksbond Oostende” ........................................................................... - 42 5.3 Meting “Structo” ................................................................................................. - 46 5.4 Meting “IKMO brugge” ...................................................................................... - 48 5.5 Meting “N Allo” .................................................................................................. - 51 -

Beyaert Xavier


-5-

6

Besluit...................................................................................................................... - 53 6.1 Rusthuizen ........................................................................................................... - 53 6.2 Scholen ................................................................................................................ - 54 6.3 Kantoren .............................................................................................................. - 55 6.3.1 Met koeling ................................................................................................. - 55 6.3.2 Zonder koeling ............................................................................................ - 56 6.3.3 Algemeen .................................................................................................... - 56 6.4 Vergelijking tussen de drie soorten gebouwen ................................................... - 56 7 Berekeningsmodel ................................................................................................... - 57 7.1 Berekeningsmodel voor kantoorgebouwen met de koeling ................................ - 57 7.2 Berekeningsmodel voor kantoorgebouwen zonder de koeling ........................... - 58 8 Algemeen besluit ..................................................................................................... - 59 9 Literatuurlijst ........................................................................................................... - 60 -

Beyaert Xavier


-6-

V.

Lijst van figuren

Figuur 1-1 : Energieverbruik naar functie, verzorging en verpleging................................. - 17 Figuur 1-2 : Energieverbruik naar functie, onderwijs ......................................................... - 18 Figuur 1-3 : Energieverbruik naar functie, kantoren ........................................................... - 19 Figuur 2-1 : Fluke meter + stroomtang + spanningsklemmen ............................................ - 20 Figuur 2-2 : FlukeView ....................................................................................................... - 21 Figuur 2-3 : Plaatsingsmethode meter ................................................................................. - 22 Figuur 2-4 : TNC-stelsel ..................................................................................................... - 23 Figuur 2-5 : TNS-stelsel ...................................................................................................... - 23 Figuur 2-6 : TN-C-S-stelsel................................................................................................. - 23 Figuur 3-1 : Meetresultaten 1 Sint-Jozef ............................................................................. - 25 Figuur 3-2 : Vermogengrafiek 1 Sint-Jozef ........................................................................ - 26 Figuur 3-3 : Vermogengrafiek 2 Sint-Jozef ........................................................................ - 27 Figuur 3-4 : Meetresultaten 2 Sint-Jozef ............................................................................. - 27 Figuur 3-5 : Meetresultaten Sint-Anna................................................................................ - 29 Figuur 3-6 : Vermogengrafiek Wintershove ....................................................................... - 31 Figuur 3-7 : Meetresultaten Wintershove............................................................................ - 31 Figuur 3-8 : Meetresultaten OCMW Torhout ..................................................................... - 33 Figuur 3-9 : Vermogengrafiek OCMW Torhout ................................................................. - 33 Figuur 4-1 : Meetresultaten Torenhof ................................................................................. - 35 Figuur 4-2 : Vermogengrafiek Torenhof ............................................................................. - 36 Figuur 4-3 : Meetresultaten SASK ...................................................................................... - 37 Figuur 4-4 : Vermogengrafiek SASK ................................................................................. - 38 Figuur 5-1 : Meetresultaten Stadhuis Mechelen ................................................................. - 40 Figuur 5-2 : Vermogengrafiek Stadhuis Mechelen ............................................................. - 41 Figuur 5-3 : Temperatuursgrafiek Volksbond ..................................................................... - 42 Figuur 5-4 : Meetresultaten Volksbond .............................................................................. - 43 Figuur 5-5 : Vermogengrafiek Volksbond .......................................................................... - 43 Figuur 5-6 : Vermogengrafiek Volksbond één dag ............................................................. - 44 Figuur 5-7 : Vermogengrafiek Volksbond één dag piek ..................................................... - 44 Figuur 5-8 : Vermogengrafiek Volksbond koelgroep ......................................................... - 45 Figuur 5-9 : Meetresultaten Structo .................................................................................... - 46 Figuur 5-10 : Vermogengrafiek Structo .............................................................................. - 47 Figuur 5-11 : Vermogengrafiek Structo specifiek............................................................... - 47 Figuur 5-12 : Vermogengrafiek IKMO ............................................................................... - 49 Figuur 5-13 : Vermogengrafiek IKMO één dag.................................................................. - 49 Figuur 5-14 : Meetresultaten IKMO ................................................................................... - 50 -

Beyaert Xavier


-7-

VI.

Lijst van tabellen

Tabel 1-1 : Gebruiksfactor .................................................................................................. - 14 Tabel 1-2 : Gelijktijdigheidsfactor distributiekasten ........................................................... - 15 Tabel 1-3 : Gelijktijdigheidsfactor ...................................................................................... - 15 Tabel 3-1 : Meetresultaten ALSB Maria’s rustoord............................................................ - 24 Tabel 3-2 : Meetresultaten ALSB Sint-Anna ...................................................................... - 29 Tabel 3-3 : Meetresultaten ALSB OCMW Torhout............................................................ - 32 Tabel 5-1 : Meetresultaten ALSB Stadhuis Mechelen ........................................................ - 40 Tabel 5-2 : Meetresultaten ALSB Structo ........................................................................... - 46 Tabel 5-3 : Meetresultaten ALSB IKMO ............................................................................ - 50 Tabel 5-4 : Meetresultaten ALSB N-Allo ........................................................................... - 51 Tabel 6-1 : Overzicht kengetal rusthuizen .......................................................................... - 53 Tabel 6-2 : Overzicht kengetal scholen ............................................................................... - 54 Tabel 6-3 : Overzicht kengetallen kantoren (met koeling) ................................................. - 55 Tabel 6-4 : Overzicht kengetallen kantoren (zonder koeling)............................................. - 55 -

Beyaert Xavier


-8-

VII.

Lijst van symbolen en afkortingen

φ ALSB fp HVAC IT Icc Inom I KGelek,opp KGelek,bed KGelek,bureau KGelek,leerling Ks Ku LED lln LS LSB P PAVG PC PE PEN PF Pin Pmax Ptot Put Q Qtot QAVG Qmax S Stot SAVG Smax Te Ti TL-lampen TN TN-C TN-S TN-C-S U UPS VREG

Beyaert Xavier

Hoek tussen actief en reactief vermogen na compensatie Algemeen laagspanningsbord Conversiefactor Heating ventilation and airconditioning Isolé terre Kortsluitstroom Nominale stroom Stroom Kengetal per oppervlakte Kengetal per bed Kengetal per werkpost Kengetal per leerling Gelijktijdigheidsfactor (s = simultaneously) Gebruiksfactor (u = utilisation) Light emmitting diode leerlingen Laagspanning Laagspanningsbord Actief vermogen Gemiddeld actief vermogen Personal computer Beschermingsgeleider Beschermingsgeleider + nulgeleider Powerfactor Geïnstalleerd vermogen Maximaal actief vermogen Totaal actief vermogen Gebruiksvermogen Reactief vermogen Totaal reactief vermogen Gemiddeld reactief vermogen Maximaal reactief vermogen Schijnbaar vermogen Totaal schijnbaar vermogen Gemiddeld schijnbaar vermogen Maximaal schijnbaar vermogen Buitentemperatuur Binnentemperatuur Fluorescentielampen Terre neutre Terre neutre - combiné Terre neutre - séparé Terre neutre - combiné - séparé Spanning Uninterruptable power supply Vlaamse reguleringsinstantie voor de elektriciteits- en gasmarkt


-9-

1

Inleiding

De doelstelling van dit eindwerk is het bepalen van kengetallen van drie soorten gebouwen: rusthuizen, scholen en kantoren. De kengetallen die wij zullen berekenen, aan de hand van onze meetwaarden, zijn kengetallen gebaseerd op het maximaal verbruik. De situatie is momenteel zo dat we, uit ervaring, een vermogenbalans opstellen om het verbruik te bepalen van een gebouw. Dit is nogal omslachtig en tijdrovend. We zoeken dus naar een beter overzicht van het verbruik bij de drie vooropgestelde soorten gebouwen. Dit kunnen we doen door het bepalen van kengetallen. Deze kengetallen bestaan uit het verbruik tegenover een parameter. Door deze kengetallen kunnen we dan een ruwe schatting maken naar het verbruik van het gebouw. Dit laat ondermeer toe te bepalen of er best met middenspanning gevoed wordt zodat er een transformator nodig is. Het type transformator kan dan ook bepaald worden. Hieronder zullen we eerst enkele begrippen bespreken die in verband staan met dit eindwerk. Vervolgens gaan we de meetresultaten bespreken en op het einde vormen we een algemeen besluit.

1.1

Energieverbruik

Er bestaan twee soorten energiebronnen namelijk de primaire en de secundaire bronnen. De primaire energiebronnen zijn deze die rechtstreeks uit de natuur komen zoals steenkool, aardolie, aardgas, wind, waterkracht, enz…. De secundaire energiebronnen zijn ontstaan door de omzetting van primaire energie in secundaire energie. Voorbeelden van secundaire energiebronnen zijn elektrische energie en mechanische energie. Onder de mechanische energie verstaan we stoom, perslucht, enz…. Om het juiste energieverbruik in rekening te brengen moeten we alles terugrekenen naar primaire bronnen, dit gebeurt door middel van conversiefactoren en graaddagen. Gezien we enkel kijken naar het elektriciteitsverbruik moeten we alleen rekening houden met de conversiefactoren. De graaddagen gebruiken we enkel om het brandstofverbruik terug te rekenen naar het primair energieverbruik. We bespreken verder de graaddagen en dit omdat we bij de verklaring van kengetallen het totale kengetal berekenen dus inclusief het brandstofverbruik. Conversiefactoren zijn afhankelijk van het rendement die we hebben bij de omzetting van primaire naar secundaire energie. De energieomzetting kan rechtstreeks of onrechtstreeks gebeuren. Het grote verschil zal in het rendement zitten, de rechtstreekse omzetting zal een groter rendement hebben dan de onrechtstreekse omzetting. Bij de onrechtstreekse omzetting werkt men via verschillende tussenstappen en dat bij de rechtstreekse omzetting men direct de wenselijke energievorm heeft. Voorbeelden van onrechtstreekse omzetting zijn thermische centrales, nucleaire centrales, …. Voorbeelden van rechtstreekse omzetting zijn windmolens, hydraulische centrales, geisers, ….

Beyaert Xavier


- 10 -

1.2

Kengetal

Het kengetal (KG) is een vergelijking van het energieverbruik met een bepaalde parameter. Meestal wordt dit weergegeven als het energieverbruik per eenheid van oppervlakte. We kunnen echter ook het kengetal weergeven tegenover andere parameters zoals het volume van een gebouw, het aantal personen, het aantal werkposten, het aantal bedden, enz…. Het kengetal zorgt ervoor dat we een getal hebben die grootte onafhankelijk is en dus een specifiek energieverbruik weergeeft. Het totale kengetal bestaat uit twee delen namelijk het elektrisch en het brandstof kengetal:

Werkelijk elektriciteitsverbruik per jaar Totale bruto vloeroppervlak Gecorrigeerd brandstofverbruik per jaar = Totale bruto vloeroppervlak

Elektrisch kengetal KG Elektrisch =

Brandstof kengetal KG Brandstof

KGtotaal = KG Elektrisch + KG Brandstof Het gecorrigeerd verbruik houdt rekening met het aantal graaddagen en vergelijkt de verbruiken met een referentie gebouw gelegen in Brussel 2000 (1714,4 graaddagen). De verklaring van graaddagen vindt u lager in dit document. Het gecorrigeerd brandstofverbruik wordt verkregen met behulp van onderstaande formule:

Gecorrigeerd brandstofverbruik = werkelijk verbruik ×

1714,4°d werkelijk aantal graaddagen

Kengetallen worden beïnvloedt door een aantal factoren zoals: gebouwsoort, inhoud en oppervlak, bouwjaar, jaar ingebruikname, renovatiejaar, bestemmingen, ligging, bouwstijl, aantal bouwlagen, capaciteit enz…. Maar meestal worden de kengetallen berekend in functie van de totale vloeroppervlakten, aangezien dit meestal het enige beschikbare gegeven is. We hebben hier geen onderscheid gemaakt tussen geconditioneerde en niet-geconditioneerde ruimtes (technische kokers en ruimtes zitten ook in de berekening). Indien we het kengetal van een bepaald gebouw in kWh/m² zouden vinden, kunnen we deze vergelijken met de referentiewaarden van SenterNovem. Deze waarden zijn terug te vinden in de brochure Cijfers en tabellen 2006. Hieruit kunnen we dan afleiden als een gebouw al dan niet energie-efficiënt is, of dat de energie-efficiëntie gedaald of gestegen is. Kengetallen hebben betrekking op verschillende punten: - Vaststellen van benodigde ruimte; - Uitgangspunten voor het ontwerp; - Vaststellen van warmtelast, koellast en elektrische last; - Dimensioneren van elektrische installaties; - Dimensioneren van werktuigkundige installaties.

Beyaert Xavier


- 11 -

Om het kengetal te kunnen berekenen, doen we hoofdzakelijk beroep op de energieboekhouding van een gebouw. Een dergelijk energieboekhouding bestaat uit: o Het aantal tellers voor elektriciteit en stookolie, bruikbare vloeroppervlakte en de jaarlijkse hoeveelheid gebruikte vloeroppervlakte en de jaarlijkse hoeveelheid gebruikte elektriciteit, aardgas, stookolie en andere brandstoffen. o Deze hoeveelheden kunnen berekend worden op basis van factuurgegevens, telemetrische opnamegegevens en registratie van de tellers o Gegevens genormaliseerd aan de hand van een interpolatie over het gemeten energieverbruik, een omrekening naar kWh met de vastgestelde conversiefactoren, een uitschakeling van de weersomstandigheden door conversie aan de hand van graaddagen en een omrekening naar primaire energie.

Wij rekenen met de maximale piekverbruiken in plaats van met de kilowattuur-verbruiken van de gebouwen. We rekenen met de piekverbruiken, omdat het de bedoeling is om een gebouw te dimensioneren op elektrisch vlak dus op het maximaal verbruik dat het gebouw kan hebben. We bekomen zo een kengetal die weergegeven is in kW/m², in plaats van in kWh/m². De waarden die wij terugvinden in de literatuur en in Cijfers en Tabellen van SenterNovem zijn weergegeven in kWh/m². Gezien deze zijn weergegeven in kWh kunnen we ze niet vergelijken met onze opgemeten waarden want deze zijn zoals hierboven al vermeld in kW/m². Elektriciteit is een secundaire energiebron en moet dus omgerekend worden naar de primaire energiebron met de conversiefactor 2,5. Brandstoffen zijn al primaire energiebronnen en moeten dus niet geconverteerd worden. De brandstoffen moeten echter wel geconverteerd worden tegenover de weersomstandigheden. Dit doen we via de graaddagen. Maar dit is opnieuw allemaal in kWh en dus niet van toepassing voor ons.

1.3

Vermogenbalans

Een vermogenbalans is een berekening die we moeten uitvoeren om het verbruik te kunnen schatten van een gebouw. We moeten het verbruik weten zodat we kunnen beslissen of er een transformator moet komen of niet en ook om het vermogen van deze transformator te bepalen. Een vermogenbalans is eigenlijk de som van alle verbruiken die kunnen voorkomen binnenin en rondom het gebouw. We moeten hier wel rekening houden met twee correctiefactoren namelijk de gebruiksfactor en de gelijktijdigheidsfactor. We hebben twee verschillende termen in een vermogenbalans namelijk: -

Geïnstalleerd vermogen (Pin) = som van de vermogens van alle verbuikers. Pin = P1 + P2 + ... + Pn

Beyaert Xavier


- 12 -

-

Gebruiksvermogen (Put) = het totale vermogen van alle verbruikers rekening houdend met: - De gebruiksfactor Ku (0
Put = K u1 × K s1 × P1 + K u 2 × K s 2 × P2 + ... + K un × K sn × Pn Aan de hand van het gebruiksvermogen zullen we de transformator dimensioneren. Dit echter als het gebruiksvermogen te groot is om direct op het laagspanningsnet aan te sluiten.

1.4

Correctiefactoren

Graaddagen en conversiefactoren worden gebruikt na de meting om het verbruik terug te rekenen naar de primaire energie. Gebruiksfactoren en gelijktijdigheidsfactoren worden bij de vermogenbalans gebruikt. Wij zullen proberen via onze metingen een makkelijkere en veel efficiëntere manier op te stellen om het maximum verbruik van een gebouw te weten. Hieronder hebben we de correctiefactoren bondig uitgelegd zodat we een idee krijgen waar deze vandaan komen en wat hun functies zijn.

1.4.1 Graaddagen Graaddagen worden gebruikt om het energieverbruik te corrigeren op de invloed van de buitentemperatuur en dus ook de invloed van het klimaat. De graaddag van een bepaalde dag is het verschil tussen een conventionele binnentemperatuur Ti en de gemiddelde buitentemperatuur Te, graaddagen van een bepaalde periode is de som van de graaddagen van alle dagen van die periode. °d (15 / 15) = ∑ (Ti − Te )

Te Ti

de gemiddelde buitentemperatuur gedurende de dag, gedefinieerd als het rekenkundig gemiddelde van de gemeten minimum- en maximumtemperatuur en dit gedurende 24 uur. de gemiddelde dagelijkse binnentemperatuur over dezelfde 24 uur. In België wordt een gemiddelde waarde van 15°C aangenomen.

Om de graaddagen over een bepaalde periode te bekomen, neemt men de som van de positieve waarden. Hoe hoger het aantal graaddagen, hoe kouder het stookseizoen. De graaddagen worden berekend door het KMI en kan via deze instantie opgevraagd worden.

Beyaert Xavier


- 13 -

1.4.2 Conversiefactor In het besluit van de Vlaamse Regering tot vaststelling van de eisen op het vlak van de energieprestaties en het binnenklimaat van gebouwen (uitvoering van de Europese richtlijn EPD, 2002/91/EG) gelden volgende conversiefactoren naar primaire energie (fp). Art. 11. Voor de bepaling van het E-peil gelden volgende conversiefactoren naar primaire energie (fp). 1° fossiele brandstoffen: fp = 1 2° elektriciteit: fp = 2,5 3° d.m.v. warmtekrachtkoppeling zelfopgewekte elektriciteit: fp = 1,8 4° biomassa: fp = 1 Hier hebben we te maken met elektriciteit en gebruiken we dus een conversiefactor van 2,5. Dit getal is afkomstig van het rendement. In de sector van de elektriciteitsopwekking hebben we rendementen die rond de 40% liggen. Wanneer we de primaire energie willen weten moeten we delen door 0,4 ofwel vermenigvuldigen met 2,5 (1/0,4).

1.4.3 Gebruiksfactor Ku Men maakt gebruik van de gebruiksfactor omdat toestellen niet altijd bij hun nominaal vermogen werken. Enkele redenen daarvoor kunnen zijn: - De keuze uit een standaardreeks van machines; men kiest de eerste die groter is dan het vereiste vermogen, - Een groot aanloopkoppel vereist een overdimensionering, - Het veelvuldig op nullast en deellast draaien. De gebruiksfactor geeft dus aan op hoeveel procent van het nominaal vermogen de verbruiker werkt. Deze factor hangt sterk af van het type verbruiker. Aard elektrische gebruiker Industriële installatie Motoren Verlichting Verwarming Stopcontacten

Ku 0,30 … 0,90 0,75 1,0 1,0 0,5

Tabel 1-1 : Gebruiksfactor

Beyaert Xavier


- 14 -

1.4.4 Gelijktijdigheidsfactor Ks Het gewoon optellen van het vermogen van alle geïnstalleerde verbruikers om te komen tot het geïnstalleerd vermogen (Pin) van de voeding zou leiden tot overdimensionering. Daarom wordt het vermogen gewogen met een gelijktijdigheidsfactor die rekening houdt met het feit dat in een elektrische installatie nooit alle toestellen gelijktijdig in werking zijn. De gelijktijdigheidsfactor geeft eigenlijk aan in welke mate men de verbruikers in een bepaalde kring tegelijkertijd kan gebruikt. De bepaling van de gelijktijdigheidsfactor vergt een grondige kennis van de beschouwde installatie en een ervaring van de uitbatingsvoorwaarden. De gelijktijdigheidsfactor voor één toestel is meestal gelijk aan één. De factor wordt steeds kleiner naarmate het aantal verbruikers toeneemt. Dit wil zeggen dat de gelijktijdigheidsfactor kleiner wordt naarmate men dichter de voedingsbron nadert. De onderstaande gegevens geven een indicatie: Voor distributiekasten:

Aantal kringen 2 tot 3 4 tot 5 6 tot 9 10 en meer

Ks 0,9 0,8 0,7 0,6

Tabel 1-2 : Gelijktijdigheidsfactor distributiekasten

Voor groepen verbruikers: Aard elektrische gebruiker Verlichting Verwarming – HVAC/R Stopcontacten Keukens Liften: 1e motor Liften: 2e motor Liften: volgende motoren PC en Netwerken (ICT) Woningen zonder elek. verwarming 2 appartementen 4 appartementen > 8 appartementen

Algemeen 1,00 1,00 0,10 … 0,20 0,70 1,00 0,75 0,60

Kantoren 0,95 1,00 0,10 0,60 … 0,85

Ziekenhuizen 0,70 … 0,90 0,90 … 1,00 0,10 … 0,20 0,60 … 0,80

1,00

1,00

0,60 0,40 0,25

Tabel 1-3 : Gelijktijdigheidsfactor

Beyaert Xavier


- 15 -

1.5

Voorbeschouwing

Alles wat in de voorbeschouwing staat is puur uit theoretisch standpunt. De informatie om dit te kunnen schrijven hebben we uit verschillende bronnen gehaald.

1.5.1 Algemeen Het globaal energieverbruik neemt toe bij kantoren, scholen en verzorgingstehuizen. We hebben weliswaar een afname door efficiënt verlichten en de steeds strengere wetgeving maar het globale energieverbruik stijgt opnieuw door de toename van het aantal koelinstallaties. De steeds strenger wordende wetgeving in België (de EPB-eis1). Deze is ingevoerd door de Vlaamse regering in het kader van het behalen van de Kyotonorm. Een oplossing voor het stijgend energieverbruik van koelinstallaties zou zijn: het efficiënt koelen stimuleren door warmtepompen en energieopslag in de bodem. We zien namelijk dat doorheen de tijd de hoeveelheid mechanische koeling stijgt. Wat als gevolg heeft dat het verbruik stijgt. Bijkomend bij de mechanische koeling is het inregelprobleem2 dat men ondervindt. Hierdoor stijgt het verbruik nog meer. We moeten echter wel zeggen dat de mechanische koeling hoofdzakelijk voorkomt bij kantoorgebouwen. In rusthuizen en scholen wordt er meestal nog niet mechanisch gekoeld. Met de verlichting gaat het in de goede richting uit. We zien namelijk dat men steeds meer energiebesparende toestellen en lampen gebruikt. Het verbruik daalt ook door spaarlampen en hoge frequentie lampen te gebruiken in plaats van de gewone conventionele gloeilampen, halogeenlampen en TL-buizen. We noemen dit relighting3, dit is momenteel al grotendeels uitgevoerd binnenin de oudere gebouwen. Vergelijking tussen de drie typegebouwen in de hoeveelheid verbruikte energie. Eerst komen de verzorgings- en rusthuizen, door gebruik het ganse jaar door, daarna komen de kantoren en op de laatste plaats de scholen. De scholen hebben het laagste energieverbruik doordat ze met de laagste gebruikstijden zitten. Vergelijking tussen de drie in het maximum verbruikte vermogen. Eerst komen de kantoren daarna de rusthuizen en als laatste de scholen. Bij kantoren zijn er koelgroepen aanwezig en deze trekken grote piekstromen en dus ook grote vermogens. Bij kantoorgebouwen zit men ook met zwaardere extractoren in vergelijking met de andere typegebouwen. De rusthuizen hebben meer piekverbruik dan scholen gezien men met verschillende verbruikers zit en dus verschillende pieken. Wanneer een school en een rusthuis een keuken hebben dan zal deze van het rusthuis meer verbruiken. In rusthuizen blijft namelijk iedereen eten en in een school is dit niet het geval. In een rusthuis wordt de lift ook veel frequenter gebruikt en het zijn toch grotendeels zwaardere liften dan in schoolgebouwen. Wanneer we kijken naar de 1

EPB-eisen: EnergiePrestatieregeling in België. Hier komen enkele eisen in voor namelijk: K-peil, k-waarden, E-peil, ventilatie en risico op verhitting. Is van kracht sedert 1 januari 2006. 2 Inregelprobleem is het gelijktijdig koelen en verwarmen van een gebouw hierdoor ontstaat er een grote stijging van het verbruik. 3 Relighting: dit is het herbereken en het vervangen van oude armaturen zodat men minder energie toch de gewenste lux behouden.

Beyaert Xavier


- 16 -

verwarming dan zal deze in kantoren en rusthuizen zwaarder zijn doordat men met procentueel meer bureaus of kamers zit. Scholen hebben enkel het verbruik van de lichten en van de verwarminginstallatie en tegenwoordig komt er ook het verbruik bij van de verschillende pc’s en beamers.

1.5.2 Rusthuizen Definitie: Eén of meer gebouwen die functioneel een inrichting voor collectief verblijf vormen, waar aan bejaarden die er op duurzame wijze verblijven, huisvesting wordt gegeven alsmede geheel of gedeeltelijk de gebruikelijke gezins- en huishoudelijke verzorging over te nemen. In de loop der jaren is het gemiddeld aantal bedden gestegen en ook het aantal behandelingen zijn gestegen. We kunnen vaststellen dat het globaal verbruik bij verzorgingtehuizen stijgt. Door efficiënter te verlichten in de gebouwen zal het verbruik voor een deel dalen maar globaal zal het verbruik stijgen. Het dalen van het verbruik door verlichting komt door meer spaarlampen te gebruiken en dit in de plaats van gloeilampen en dergelijke. Wat ook een invloed heeft in het verbruik van de verlichting, zijn de steeds beter ontworpen verlichtingsarmaturen. Op het diagram is het algemeen energieverbruik weergegeven. Dit is het aardgas of stookolieverbruik, plus het elektriciteitsverbruik.

verwarming 11% warm tapwater

6% 3%

verlichting

1% koeling 17%

59%

overig gebouwgebonden verbruik koken

6% overig

Figuur 1-1 : Energieverbruik naar functie, verzorging en verpleging

We zien hier dat koeling en koken erbij komt maar verwarming blijft toch de grootste energieverbruiker van het gebouw. Wanneer we kijken naar het elektriciteitsverbruik binnenin deze grafiek zien we dat verlichting hier een grote rol speelt samen met koken. Dit is toch specifiek voor de verzorgings- en rusthuizen. De keuken speelt een grote rol in het verbruik van het gebouw, ook al werkt die grotendeels op gas. Toch vereisen sommige apparaten veel energie zoals de vaatwas, combisteamer, warmhoudkarren, friteuse enz.

Beyaert Xavier


- 17 -

1.5.3 Scholen Definitie: Eén of meerdere gebouwen die bestemd zijn voor een onderwijsfunctie. Deze moeten bestaan uit ruime klaslokalen, administratieve kantoren, vergaderlokaal en dergelijke. Bij onderwijsinstellingen stijgt het verbruik eveneens. Dit komt door de stijging van het aantal uren dat een school open is en door de stijging van het aantal computers die aanwezig zijn in een school. We hebben de laatste jaren ook vastgesteld dat het aantal leerlingen toeneemt en als gevolg er meer verbruikt wordt. Er is natuurlijk een verschil tussen kleuterschool, lagere school, middelbare school, hogeschool en universiteiten. Onder de verschillende soorten kunnen we dan nog een verder onderscheid maken, namelijk als er labo’s aanwezig zijn of niet. Wanneer we een technische school bekijken zien we dat er een groter verbruik zal zijn doordat deze met technische ruimten zitten waar er zich veel machines bevinden. Het hangt ook af van de verblijfstijd. Hiermee bedoelen we dat universiteiten en hogescholen een grotere verblijftijd hebben dan het middelbaar, lager en kleuteronderwijs. Op het diagram is het algemeen energieverbruik weergegeven. Dit is het aardgasverbruik plus het elektriciteitsverbruik.

5% 2% verwarming warm tapwater 27% verlichting

1%

65%

overig gebouwgebonden verbruik overig

Figuur 1-2 : Energieverbruik naar functie, onderwijs

Hier zien we ter bevestiging dat verwarming een groot deel inneemt bij het verbruik van een gebouw. Verlichting heeft hier natuurlijk ook een groot aandeel in. Waar we ook rekening mee moeten houden en wat hier niet is weergegeven, is de aanwezigheid en gebruik van een eigen keuken. Het elektriciteitsverbruik zal dan sterk afhangen van de verlichting maar ook van de keuken. Scholen serveren meer en meer warm eten over de middag, dit wil dus zeggen dat er een keuken aanwezig is. Indien er geen keuken is dan zal men het eten warm moet houden. Het warmhouden van het eten gebeurd door middel van warmhoudbakken die ook een grote energieverbruikers zijn.

Beyaert Xavier


- 18 -

1.5.4 Kantoren Definitie: Een gebouw bestemd voor een dienstverleningsfunctie waarin voornamelijk administratief werk wordt verricht. Het verbruik in kantoorgebouwen stijgt door de mechanische koeling die meer en meer te vinden is in de gebouwen. Nieuwere kantoren hebben een lager verbruik doordat ze uitgerust zijn met nieuwere technieken en energiezuinigere toestellen. Het bijkomende probleem, tevens oorzaak van een stijging in verbruik, is het inregelprobleem van de koeling. Een andere ontwikkeling is dat we meer mensen in een kantoor plaatsen waardoor het energieverbruik stijgt. Meer mensen betekent meer computers en meer koeling nodig. We zullen ook meer letten op het soort verlichting dat we gebruiken. We gaan bijvoorbeeld spaarlampen gebruiken in plaats van gloeilampen. We zullen tegenwoordig ook steeds meer andere opties toepassen om het verbruik te doen dalen zoals: daglichtafhankelijke verlichting, spiegeloptiekarmaturen, aanwezigheidsdetectie en veegschakelingen4. Maar ook bij de computers zullen we meer energiezuinige maatregelen treffen zoals bijvoorbeeld flatscreens gebruiken in plaats van beeldbuizen. Op het diagram is het algemeen energieverbruik weergegeven. Dit is het aardgas of stookolie verbruik plus het elektriciteitsverbruik.

5% 2% verwarming warm tapwater 27% verlichting

65% 1%

overig gebouwgebonden verbruik overig

Figuur 1-3 : Energieverbruik naar functie, kantoren

We zien dat verwarming de grootste energieverbruiker is, gevolgd door verlichting. Voor ons is het aandeel van de verlichting belangrijk. Wanneer we op elektrisch vlak zouden kijken, zouden we zien dat de verlichting een van de grootste elektriciteitsverbruiker is. De koeling is niet opgenomen in deze verbruiksgrafieken wat jammer is want deze is toch een grote verbruiker.

4

Veegschakeling: schakeling in de verlichtingsinstallatie van utiliteitsgebouwen waarbij op zelfgekozen, vastgestelde tijden de verlichting wordt uitgeschakeld.

Beyaert Xavier


- 19 -

2

Metingen

In functie van dit eindwerk zijn metingen uitgevoerd met behulp van de fluke 434. Door die metingen kunnen we een beter zicht krijgen op het verbruik van een typegebouw. Het nadeel bij de metingen die wij uitgevoerd hebben, is dat wij gedurende een week gemeten hebben en dus niet over een jaar. We zien enkel wat er die week verbruikt werd en niet wat er seizoensafhankelijk is zoals koeling, verwarming, zonnewering, verlichting, …. Om dit te compenseren hebben we waar mogelijk de resultaten genoteerd van de meter op het ALSB. De metingen hielden in dat we het vermogen gedurende een bepaalde tijd maten zodat we het gemiddelde en het maximale verbruik konden weten van het soort gebouw. Door de meting uit te voeren kregen, we een grafiek met het verbruikte vermogen in functie van de tijd. Om toestemming voor de meting te krijgen, moesten we op de eerste plaats navragen wie hiervoor verantwoordelijk was. Dit bleek het hoofd van het gebouw te zijn. Na overleg en uitleg over ons project verleende deze toestemming tot meting. Verdere afspraken in verband met tijd en datum werden met die persoon gedaan.

2.1

Meettoestel

De meter die we hebben gebruikt, is de Fluke 434 driefase Power Quality Analyzers. Het is een compleet instrument voor het opsporen en verhelpen van problemen met driefasesystemen. Het meet vrijwel elke parameter in een voedingssysteem: spanning, stroomsterkte, frequentie, vermogen, stroomverbruik (energie), onbalans en flicker, harmonischen en interharmonischen. Het toestel registreert ook gebeurtenissen zoals spanningsschommelingen, transiënten, stroomstoringen en snelle spanningsveranderingen. Het toestel is tevens aansluitbaar op een pc of laptop. Zo kunnen we gegevens binnenhalen en eventueel langere metingen uitvoeren via het programma FlukeView. We hebben het toetstel gebruikt in Power And Energy mode. We hebben hiermee het vermogen kunnen meten.

Figuur 2-1 : Fluke meter + stroomtang + spanningsklemmen

Meer informatie over de meter is terug te vinden via de website van Fluke: www.fluke.be.

Beyaert Xavier


- 20 -

2.2

Verwerkingssoftware

Wanneer we de meting hebben uitgevoerd, verwerken we de resultaten via het programma FlukeView Power Quality Analyser. In dit softwarepakket kunnen we de verschillende trends of grafieken binnenhalen. Zoals het verloop van het actief, reactief en het schijnbaar vermogen maar ook de powerfactor, cosφ, spanning en het stroomverloop. Dit kan alleen als we in ‘Power and Energy’ gemeten hebben. In andere modes zullen we natuurlijk andere parameters kunnen uitlezen. De software geeft ook alle belangrijke waarden terug in de kolom rechts van de grafiek. Hierin staan onderander de maxima en de minima. Het softwarepakket en de meter geven telkens weer het verloop per fase en het totaal verloop weer. Via de software kunnen we ook langere metingen doen. Dit doen we door de meter aan de pc of laptop aan te sluiten en de gegevens te loggen op de harddisk van de pc of laptop. Wanneer de meter aangesloten is op de laptop of pc, dan kunnen we via de laptop of pc de meter bedienen.

Figuur 2-2 : FlukeView

Beyaert Xavier


- 21 -

2.3

Plaatsing

Wanneer we de meting willen uitvoeren zullen we eerst en vooral controleren met welk net er gewerkt wordt om dit dan in te stellen op de meter. De meter zal ons tonen hoe we het toestel moeten aansluiten, zie de figuur hieronder. Voor we de meter plaatsen gaan we na of dit wel veilig is voor ons en voor de installatie. We gaan dan als volgt te werk. We plaatsen de stroomtangen rond de kabels en de spanningsklemmen zetten we op de hechtingspunten van de kabel met de hoofdautomaat. We moeten er wel op letten dat de schakelaartjes op de stroomtangen correct staan. We moeten tevens de voeding van de meter en de aardingsklem aansluiten. Als dit alles gedaan is, schakelen we het toestel in en controleren via de scoop modus of deze correct is aangesloten. Indien dit het geval is, zullen we de meting starten.

Figuur 2-3 : Plaatsingsmethode meter

Meestal hebben we gemeten over een TN-C systeem. Verder in de kringen werkt men ook wel met een TN-S systeem. De twee systemen vallen te combineren en zo hebben we dan een TN-C-S systeem. Hieronder vindt u hoe de systemen zijn opgebouwd.

2.3.1 TN-C systeem Bij een TN-C systeem wordt het sterpunt van de transformator geaard en de massa’s van de andere toestellen zijn met dit punt verbonden. Bij een TN-C systeem wordt de functie van de beschermingsgeleider en de nulgeleider door dezelfde geleider vervuld. Men noemt deze geleider de PEN-geleider. Het TN-C systeem mag gebruikt worden voor de verdeling van de spanning maar niet tot op het niveau van de eindgebruikers.

Beyaert Xavier


- 22 -

Figuur 2-4 : TNC-stelsel

2.3.2 TN-S systeem Een TN-S systeem is ongeveer gelijk aan een TN-C systeem. Alleen wordt de functie van beschermingsgeleider en nulgeleider door een afzonderlijke geleider vervuld. Het nulpunt van de transformator en de beschermingsgeleider worden rechtstreeks geaard. De massa’s van de verbruikers worden verbonden met de beschermingsgeleider. Deze beschermingsgeleider mag nooit onderbroken worden. Een TN-S systeem is verplicht als men met kabelsecties werkt kleiner dan 10 mm² voor koper en 16 mm² voor aluminium.

Figuur 2-5 : TNS-stelsel

2.3.3 TN-C-S systeem Een TN-C-S systeem bestaat uit een TN-C en en TN-S systeem. Bij een TN-C-S systeem komt het TN-S systeem altijd stroomafwaarts voor ten opzichte van het TN-C systeem. Deze overgang is verplicht wanneer de kabelsectie daalt onder 10 mm² voor koper en 16 mm² voor aluminium. Bij de bouw van een TN-C-S systeem moet men er op letten dat men de nulgeleider kan loskoppelen zonder de aardingsgeleider te onderbreken.

Figuur 2-6 : TN-C-S-stelsel

Beyaert Xavier


- 23 -

3 3.1

Meetresultaten Rusthuizen Meting “Maria’s rustoord”

Dossiernummer:

1254

Oppervlakte: Aantal eenheden:

5153 m2 57 Rustoord 20 + Rust- en verzorgingstehuis 37 70 kamers voorzien

Wanneer:

Vrijdag 22/12/2006

Temperatuur: Installatie:

10°C 3 x 400V + N Icc = 10 kA

Opmerking:

TNC-S f = 50 Hz

400A

enkel gemeten van de meter die zich op het ALSB bevindt.

Waarden afgelezen op verdeelbord: Imax,1 Imax,2 Imax,3 Imax,N Pavg Qavg Savg PF

113,3 A 87,8 A 62,6 A 69,2 A 33,6 kW 1,8 kVAR 33,72 kVA 0,999

Pmax Qmax Smax

51,82 kW 11,55 kVA 51,85 kVAR

Tabel 3-1 : Meetresultaten ALSB Maria’s rustoord

Het gebouw bestaat hoofdzakelijk uit kamers. Het heeft een keuken die hoofdzakelijk op gas werkt. In de keuken is er een friteuse van 18 kW aanwezig en dit is heel wat wanneer we kijken naar het gemiddelde. We zien dat deze 33,6 kW is wanneer we daar 18 kW bij doen, dan bekomen we 51,6 kW. Dit ligt zeer dicht bij de maximale waarde van het verbruikte vermogen. Er is ook een vaatwas in de keuken aanwezig, die op elektriciteit werkt, maar deze verbruikt echter maar 9,1 kW. Dit toestel zal niet voor de maximale waarde gezorgd hebben. Doordat de keuken vooral op gas werkt, bekomt men een redelijk laag piekverbruik. We merken opnieuw op dat de keuken een groot aandeel heeft in het verbruik van het gebouw. Het maximale verbruikte vermogen is hier 51,8 kW.

Beyaert Xavier


- 24 -

Besluit: Wanneer we een maximaal vermogen van 51,8 kW hebben en weten dat het oppervlakte 5153 m² dan bekomen we volgend kengetal: KGelek ,opp =

51,8 kW W = 10,05 5153 m² m²

Het rusthuis is erkend voor 57 plaatsen maar het is voorzien voor 70. Er zijn 70 kamers aanwezig in het gebouw en zo bekomen we onderstaand kengetal: 51,8 kW kW = 0,740 bed 70 bedden 51,8 kW kW = = 0,908 bed 57 bedden

KGelek ,bed = KGelek ,bed

3.2

Meting “Sint-Jozef”

Dossiernummer:

1125


5155 m2 65 72

Wanneer:

06/11/2006 tot 13/11/2006

Temperatuur:

gemiddeld 10 graden

Duur van meting:

Ongeveer een week

Installatie:

3 x 400V + N

Opmerking:

46 kamers + 2 tweepersoonskamers +15 serviceflats serviceflat rekenen als 1,5 bed

400A

verwarming met verwarmingslinten

Resultaten op meter:

Figuur 3-1 : Meetresultaten 1 Sint-Jozef

Beyaert Xavier


- 25 -

We zien in de meetresultaten dat het gebouw ongeveer 38,6 kW verbruikt dit is het gemiddelde verbruik over een week. Uit de resultaten kunnen we zien dat de installatie inductief belast wordt.

Figuur 3-2 : Vermogengrafiek 1 Sint-Jozef

In de grafiek zien we duidelijk de verschillende dagen. Het is een rusthuis dus er wordt zeven dagen op zeven ongeveer evenveel elektriciteit verbruikt. Het is wel zo dat er op zaterdag en zondag minder verbruik is. Het maximum piekverbruik gedurende onze meting is 87,9 kW. Het profiel van een rusthuis is dus duidelijk een profiel met vele verschillende pieken. Dit komt doordat je met verschillende kamers zit en dus toestellen hebt die op verschillende tijdstippen aan en uit worden geschakeld. In het rusthuis wordt er gewerkt met een warmhoudkeuken dit wil zeggen dat er warmhoudkarren aangesloten worden op het elektriciteitsnet en daardoor zien we rond half twaalf een piek. Besluit:

Het maximum verbruik is gelijk aan 87,9 kW. Het oppervlakte is 5155 m² en dus hebben we het volgende kengetal: KG elek ,opp =

87,9 kW W = 17,1 5155 m ² m²

Het aantal bedden is hier 72 hierin heb ik wel één serviceflat gerekend als 1,5 bed. Met een maximum van 87,9 kW bekomen we het volgende kengetal: KG elek ,bed =

Beyaert Xavier

87,9 kW kW = 1,221 72 bedden bed


- 26 -

We hebben nog een tweede week gemeten en dan bekomen we volgende resultaten. De meting heeft plaatsgevonden tijdens de feestdagen, met kerstdag en Nieuwjaar inclusief. Wanneer:

22/12/2006 tot 02/01/2007

Temperatuur: gemiddeld 10 graden Duur van meting: Opmerking:

een anderhalve week

Er was wel een kerstmarkt voor het gebouw. De stroom die men daarvoor nodig had, kwam uit het rusthuis.


Figuur 3-3 : Vermogengrafiek 2 Sint-Jozef

Wat ons opvalt is dat het verbruik op dinsdag 26/12 en op dinsdag 02/01 hoger is. Dit is te verklaren doordat er terug normaal gewerkt wordt. Op kerstdag is er minder verbruik. En dit komt doordat een deel van de ouderen deze dag doorbrengen bij familie.

Figuur 3-4 : Meetresultaten 2 Sint-Jozef

Beyaert Xavier


- 27 -

Het gemiddelde verbruik van de tweede meting ligt hoger dan deze van de eerste meting. Dit is te verklaren door het kouder weer en door extra verbruiken gedurende de kerstperiode. Het gemiddelde van de tweede meting is 39,5 kW en deze van de eerste meting was 38,6 kW. Besluit:

Hier hebben we een piekverbruik van 92,5 kW. De oppervlakte is opnieuw 5155 m² en het aantal bedden is gelijk aan 72 dit wil dus zeggen dat we kengetallen hebben die gelijk zijn aan: 92,5 kW W = 17,9 5155 m ² m² 92,5 kW kW = = 1,285 72 bedden bed

KG elek ,opp = KG elek ,bed

Het verbruik van dit rusthuis is groter dan de vorige en dit omdat hier met draadverwarming wordt gewerkt en er serviceflats aanwezig zijn.

3.3

Meting “Sint-Anna”

Dossiernummer:

1155


5663 m2 87

Wanneer:

vrijdag 1/09/06

Temperatuur:

19°C

Meter geplaatst rond: Duur van meting:

Opmerking:

15.00 00:19:12 3 x 400V + N Icc = 13 kA

Installatie:

82 bedden + 5 bedden kortverblijf

TNS f = 50 Hz

630A

Het gebouw heeft zijn eigen keuken. Gemeten na de middag dus de keuken staat niet op de meting.

Beyaert Xavier


- 28 -

Waarden opgemeten:

Figuur 3-5 : Meetresultaten Sint-Anna

Hier hebben we problemen gehad om de stroomtangen te plaatsen, op lijn 1 hebben we de volledige stroom gemeten. Op lijn 2 geen meting doordat we niet rond de kabels konden wegens te gevaarlijk. Op lijn 3 hebben we over één kabel kunnen meten. Dus het verbruik van fase drie doen we maal twee en dan bekomen we een verbruik van 11 kW. Wanneer we fase 1 en fase 3 vergelijken dan zien we dat het verbruik per fase rond de 11 kW ligt. We kunnen ervan uitgaan dat de drie fasen evenveel belast zijn en dus kunnen we die 11 kW maal drie vermenigvuldigen en dan bekomen we het totale gemiddelde verbruik dat rond de 33 kW ligt. Volgens de meter op het bord is dit 38,44 kW. Met andere woorden de metingen en berekeningen kloppen. Omdat de meting niet nauwkeurig is hebben we ter compensatie alle meetwaarden van de meter op het ALSB genoteerd. Deze vindt u hieronder. Waarden afgelezen op verdeelbord:

Imax,1 Imax,2 Imax,3 Imax,N Iavg,1 Iavg,2 Iavg,3 Iavg,N

195,3 A 188,0 A 190,3 A 61,4 A 76,05 A 88,00 A 66,91 A 15,72 A

Iogenbl,1 Iogenbl,2 Iogenbl,3 Iogenbl,N

101,5 kW 61 kVAR -1,34 117,0 kVA 73,12 A 91,36 A 76,5 A 19,92 A

P1 P2 P3 Psom

12,99 kW 15,80 kW 11,33 kW 38,17 kW

Q1 Q2 Q3 Qsom

11,94 kVAR 14,68 kVAR 12,77 kVAR 39,5 kVAR

S1 S2 S3 Ssom

17,03 kVA 21,36 kVA 17,48 kVA 58,78 kVA

Pavg Qavg Savg

38,44 kW 37,74 kVAR 53,90 kVA

Pmax Qmax Smax

Tabel 3-2 : Meetresultaten ALSB Sint-Anna

Beyaert Xavier


- 29 -

Het maximum verbruik van het rusthuis is 101,5 kW. Het maximum verbruik is waarschijnlijk voorgekomen tijdens de middag wanneer de keuken op volle toeren draaide. We weten ook dat er 6 punten zijn voor warmhoudkarren die verbruiken elk 7,5 kW dus dit zou een totaal maximum verbruik van 45 kW zijn. Er is ook een combi-steamer van 10 kW aanwezig. Er bevindt zich ook een vaatwas van 9,75 kW en een kookdouche van 16 kW in de keuken. De verwarming van het gebouw verbruikt ongeveer 29 kW. Wanneer we naar al die mogelijke verbruikers kijken dan is het verstaanbaar dat het rusthuis een piekverbruik heeft van 101,5 kW. Hier in dit gebouw is er geen koeling aanwezig dus komt het grootste verbruik van de keuken. Het gebouw heeft in de middag een verbruik van ongeveer 38,17 kW. En het gemiddeld verbruik van het gebouw is 38,44 kW. Dit is het gemiddelde sinds de meter op het ALSB is beginnen meten. Besluit: We kunnen besluiten dat dit rusthuis naast zijn normaal verbruik, die bestaat uit verlichting en het verbruik van de toestellen die op de contactdozen zijn aangesloten, zijn piekverbruik haalt uit de keuken en een kleiner deel uit de HVAC.

Het maximum vermogen is 101,5 kW en de totale oppervlakte is gelijk aan 5663 m2. We bekomen volgend kengetal: KGelek ,opp =

101,5 kW W = 17,9 5663 m² m²

In het rusthuis is er plaats voor 87 bedden en met een piekverbruik van 101,5 kW bekomen we dan een kengetal van: KGelek ,bed =

3.4

101,5 kW kW = 1,167 bed 87 bedden

Meting “Wintershove”

Dossiernummer:

848_02

Oppervlakte: Aantal eenheden: Plaatsen

4125 m2 70

Temperatuur:

10 °C

Rustoord 41 plaatsen + Rust-en verzorgingstehuis 29

Meter geplaatst op: Maandag 20/11/2006 Meter opgehaald op: Maandag 27/11/2006 Duur van meting: 1 week 165:41:07 Installatie:

Beyaert Xavier

3 x 400 / 230

630 / 0,3 - 13A


- 30 -

Opmerking:

geen zware verbruikers aanwezig in het gebouw

Meting:

Figuur 3-6 : Vermogengrafiek Wintershove

We hebben de stroomtangen enkel over één van de twee kabels per fase geplaatst dus moeten we onze resultaten maal twee doen. De maximum piek dat er hier getrokken wordt is 39,4 x 2 = 78,8 kW. We zien hier duidelijk de dagindeling. ’s Morgens is er een redelijk verbruik en naar de middag toe stijgt het verbruik. ‘s Middag zien we dat het ongeveer evenveel bedraagt als ’s morgens. Rond de middag zien we het verbruik toenemen door o.a. het aanleggen van de eetkarren, die vrij veel energie nodig hebben.

Figuur 3-7 : Meetresultaten Wintershove

Het is opmerkelijk dat de fase drie een lage cosφ heeft. We zullen verder rekenen met de gemeten waarden.

Beyaert Xavier


- 31 -

Besluit: We hebben een maximum vermogen van 78,8 kW wanneer we dit delen de oppervlakte van 4125 m² bekomen we kengetal: 78,8 kW W KGelek ,opp = = 19,1 4125 m² m²

Als we dit echter delen door het aantal bedden dus door 70 dan bekomen we het volgend kengetal: KGelek ,bed =

3.5

78,8 kW kW = 1,125 bed 70 bedden

Meting “OCMW Torhout”

Dossiernummer:

1187

Oppervlakte:

11000 m2

Aantal eenheden:

178

Wanneer:

van 11/12/2006 tot 18/12/2006

Temperatuur:

6 °C

Duur van meting:

ongeveer een week

Installatie:

3 x 400 + N + PE

Opmerking:

10.15 10.00

630A

Nog bezig met verbouwingen.

Resultaten afgelezen of ALSB:

f U PFsom PAVG QAVG SAVG

49,95 Hz 395V 0,913 135,1 kW 49,98 kVAR 144,2 kVA

I1max I2max I3max Pmax Qmax Smax

324,9 A 372,4 A 304,2 A 218,3 kW 79,73 kVAR 226,8 kVA

Tabel 3-3 : Meetresultaten ALSB OCMW Torhout

We kunnen hier zien dat het gemiddelde vermogen 135,1 kW is en het maximum vermogen 218,3 kW is. Blijkbaar is dit een langdurige piek want op de meter hebben we een hogere piek gemeten.

Beyaert Xavier


- 32 -


Figuur 3-8 : Meetresultaten OCMW Torhout

De cosφ is hier prima: het ligt dicht bij één dus ideaal. We zien hier dat het gemiddelde verbruik van het rusthuis 174,2 kW is. Hier moeten we wel rekening houden met de duur van de meting die een week was. Het werkelijk gemiddelde verbruik vinden we op de meter die vast staat op het ALSB. Het werkelijk gemiddeld verbruik is 135,1 kW.

Figuur 3-9 : Vermogengrafiek OCMW Torhout

We zien duidelijk dat er ’s morgens een piek is van 235,7 kW. De oorzaak hiervan kan de opstart van de keuken zijn of de wasserij. Daarna zien we dat het verbruik in de loop van de dag geleidelijk aan daalt. We weten echter dat de keuken een maximum elektrisch verbruik kan hebben van 126 kW dit is echter wanneer alle toestellen in dienst zijn. De wasserij kan een maximaal verbruik hebben van 62,5 kW dit enkel wanneer alle machines aan het werken zijn. Wanneer we kijken naar het verschil tussen het gemiddelde verbruik die 135,1 kW bedraagt en het maximaal verbruik van 218,3 kW dan hebben we 83,2 kW. Het verschil zal afkomstig zijn van zowel de keuken, waar niet alle toestellen werken, en de wasserij.

Beyaert Xavier


- 33 -

We kunnen duidelijk de weekdagen onderscheiden van het weekend. Het verbruik op zaterdag en zondag is lager dan in de week. Dit komt doordat er minder activiteiten zijn en er anders wordt geleefd. Besluit: We weten dus dat het maximum vermogen gelijk is aan 235,7 kW en dat de oppervlakte gelijk is aan 11000 m² we kunnen dus volgend kengetal uitrekenen: KGelek ,opp =

235,7 kW W = 21,4 11000 m² m²

Doordat we ook het aantal bedden weten namelijk 178 kunnen we het ander kengetal ook uitrekenen: KGelek ,bed =

235,7 kW kW = 1,324 bed 178 bedden

We stellen vast dat het rusthuis van OCMW Torhout het meest verbruikt.

Beyaert Xavier


- 34 -

4 4.1

Meetresultaten scholen Meting “Torenhof”

Torenhof is een school voor kleuter en voor het lager onderwijs. Men heeft er een refter, een warmhoudkeuken en een sportzaal. Dossiernummer:

1034

Oppervlakte: Aantal leerlingen:

5845 m2 288

Wanneer:

van 13/11/2006 tot 20/11/2006

Temperatuur:

9°C

Duur van meting:

ongeveer een week

Installatie:

3 x 400 + N

Opmerking:

Torenhof is een kleuterschool met een refter met warmhoudbakken.


Figuur 4-1 : Meetresultaten Torenhof

De fasen worden hier inductief belast dit komt door de vele verlichtingsarmaturen. Het gemiddeld verbruik van de school is dus 32,9 kW.

Beyaert Xavier


- 35 -

Figuur 4-2 : Vermogengrafiek Torenhof

Torenhof is een school en verbruikt dus enkel vermogen tijdens de week dit is duidelijk te zien op de trend. We kunnen de verschillende dagen zien. Woensdag valt hier op gezien de leerlingen enkel in de voormiddag aanwezig zijn. Zodoende zie we het verbruik ook zakken. Het verbruik van de woensdagmiddag is te wijten aan de middagopvang en het andere personeel die nog aanwezig is. Op de trend kunnen we ook het maximaal piekverbruik aflezen dat is hier dus 60,7 kW. De reden waarom er op woensdagmorgen minder verbruik is dan de andere voormiddagen, is te wijten aan het feit dat er de woensdagmiddag minder of geen warm eten moet warm gehouden worden. Er is bijgevolg geen of minder afwas zodat de wasmachine minder of niet wordt gebruikt. Besluit: Het kengetal per vierkante meter vinden we door het piekverbruik van 60,7 kW te delen door het aantal vierkante meter dus door 1100 m2: KGelek ,opp =

60,7 kW W = 10,4 5845 m² m²

Met het leerlingaantal kunnen we het kengetal bereken: KGelek ,leerling =

Beyaert Xavier

60,7 kW W = 210,7 leerling 288 leerlingen


- 36 -

4.2

Verslag meting “SASK”

SASK is een school die zowel kleuter, lager als middelbaar onderwijs heeft. Bij deze meting hebben we de refter en de keuken niet kunnen meten. We hebben de oppervlakte van de refter en de keuken van het totale oppervlakte afgetrokken. Oppervlakte: Aantal leerlingen:

10063 m2 1200 leerlingen

Wanneer:

van 08/03/2006 tot 15/03/2006

Temperatuur:

15°C

Duur van meting:

ongeveer een week

Installatie:

3 x 400 + N + PE

Opmerking:

De meter heeft het verbruik gemeten van het schoolgebouw en de twee sportzalen.


Figuur 4-3 : Meetresultaten SASK

Blijkbaar is er tijdens de meting iets fout gegaan, we zien namelijk dat we een spanning hebben van ongeveer 130V. Deze spanning is wortel drie keer kleiner dan normaal dus zullen we het vermogen met wortel drie vermenigvuldigen zodat we een betere waarde verkrijgen. Op de figuur zien we dat het gemiddelde verbruik rond de 91,5 kW ligt. De cosφ is hier bijna ideaal. We zien ook duidelijk dat we een inductieve belasting hebben dit komt door de vele TL-lampen die in de school aanwezig zijn.

Beyaert Xavier


- 37 -

Figuur 4-4 : Vermogengrafiek SASK

We zien terug dat er een verschil is tussen de morgen en de middag. Het gaat hier om een school die zijn sportzaal verhuurt dus we kunnen zien wanneer de verlichting in de sporthal aanstond en hoeveel deze verbruikt. We meten hier een piek van 146,2 kW deze komt de vrijdagmorgen voor. De sportzaal verbruikt 20 kW dit kunnen we zien want het regimeverbruik ’s nachts is 7 kW maal wortel drie en het verbruik de zondag is 18,1 maal wortel drie. We hebben een verschil van ongeveer 20 kW. Als we naar de piek ’s morgens kijken dan kunnen we vaststellen dat deze stijgt van zes uur ’s morgens tot rond kwart na negen. We kunnen duidelijk zien dat rond 10.30 en 15.00 een speeltijd is voorzien en dat het lager en kleuter rond 16.15 gedaan heeft met de lessen want dan daalt het verbruik en blijft enkel het verbruik van het hoger over. Besluit: Het kengetal kunnen we hier berekenen doordat we het maximum verbruikte vermogen van 146,2 kW hebben en ook de totale oppervlakte van 10063 m². We bekomen dan een kengetal van KG elek ,opp =

146,2 kW W = 14,5 10063 m ² m²

Er zijn 1200 leerlingen ingeschreven in de school en zo bereken we dan volgend kengetal: KGelek ,leerling =

Beyaert Xavier

146,2 kW W = 121,8 leerling 1200 leerlingen


- 38 -

4.3

Meting “Immaculata”

Immaculata heeft kleuter, lager en middelbaar onderwijs. We hebben hier gewerkt met de resultaten van de factuur doordat we niet konden meten. Dossiernummer:

904 - 1158

Oppervlakte: Aantal leerlingen:

8080 m2

Installatie:

3 x 400 + N

Opmerking:

Doordat het ALSB geen meter heeft hebben we de facturen opgevraagd.

Factuurgegevens:

Vermogen normalen uren Vermogen stille uren

Januari 125 kW 40 kW

Februari 131 kW 25 kW

Maart 122 kW 36 kW

In de gegevens zien we dat het verbruik in de stille uren toch verschilt van elkaar dit komt doordat de verwarming meer heeft moeten werken in de verschillende maanden. Het maximale gemiddelde verbruik is hier 131 kW. We zullen met deze waarde verder rekenen. Besluit: We nemen het grootste verbruik dus hier is dit 131 kW en we delen dit door de oppervlakte van 8080 m² dan bekomen we het volgend kengetal: KGelek ,opp =

131 kW W = 16,2 8080 m² m²

Wanneer we dit echter delen door het aantal leerlingen dan hebben we een kengetal van: 131 kW W = 125,2 KGelek ,leerling = leerling 1046 leerlingen Deze kengetallen komen overeen met de kengetallen die we gevonden hebben bij SASK.

Beyaert Xavier


- 39 -

5 5.1

Meetresultaten kantoren Meting “Stadhuis Mechelen”

Dit is het nieuwe deel van het stadhuis van Mechelen. Er is koeling aanwezig in het gebouw maar werkte op het moment van de meting niet. Het heeft wel al gewerkt maar door een slechte regeling waren er problemen. Dossiernummer:

1256

Oppervlakte:

4331m2

Temperatuur:

17°C

Wanneer: Woensdag 30/08/06 Meter geplaatst rond: 10.15 Meter opgehaald rond: 10.54 Duur van meting: 00:39:34

3 x 400V + N

Installatie: Opmerking:

Stroommeting gebeurde enkel over één van de twee kabels dus in de berekening moet men daar rekening mee houden. Het grote deel van de verlichting brandde en er was een normale bezetting. In het gebouw is er een drukkerij aanwezig maar die werkte niet op volle vermogen op het moment van de meting.

Gegevens afgelezen op ALSB:

Imax Q

171,4 A één fase 60 kVA

Tabel 5-1 : Meetresultaten ALSB Stadhuis Mechelen

Waarden bekomen door metingen:

Hieronder zie je de tabel met de gemeten waarden, deze waarden zijn echter gemeten over één stroomkabel en moeten dus worden verdubbeld.

Figuur 5-1 : Meetresultaten Stadhuis Mechelen

Beyaert Xavier


- 40 -

Op de meter van het verdeelbord hebben we gezien dat het verbruik 60 kVA is. In de tabel ziet u dat wij 28,9 kVA in totaal hebben gemeten. Dit was over één kabel dus moeten we alles maal twee doen en bekomen we dus 57,8 kW. In de tabel is het wel een gemiddelde, als men het werkelijk verbruik wil weten moet men kijken in de grafiek hieronder.

Figuur 5-2 : Vermogengrafiek Stadhuis Mechelen

We hebben ongeveer 40 minuten gemeten wat zeer weinig is om een overzicht te krijgen van het verbruik van een gebouw. Het gemiddelde verbruik is 30 kW dus werkelijk 60 kW. Dit verbruik is afkomstig van de verlichting en de tientallen pc’s, printers en kopieerapparatuur die in het gebouw aanwezig zijn. Er zijn pieken te zien die 40 kW dus 80 kW hoog zijn dit wil zeggen dat er een verbruik bijkomt van 80 – 60 = 20 kW. Berekend maximum vermogen:

We hebben een maximum stroom van één enkel fase. We weten dat er hier drie fasen aanwezig zijn, zodoende kunnen we het maximum vermogen berekenen van die ene fase. Om het totale maximum vermogen te weten, vermenigvuldigen we dan het maximum vermogen van die ene fase maal drie. Door maal drie te doen zullen we een maximaal piekvermogen krijgen die veel groter is dan het werkelijke piekvermogen. Hier hebben we de cosφ ideaal genomen en dus gelijk aan 1 gesteld. Pmax,1 fase = I fase × U = 171,4 ⋅ A × 230 ⋅ V = 39,4 ⋅ kW Ptot ⋅max = 3 × Pmax,1 fase = 3 × 39,4 ⋅ kW = 118,266 ⋅ kW

Beyaert Xavier


- 41 -

Het maximum verbruik zal afkomstig zijn van de koelgroep, de verlichting en de tientallen werkposten. De koelgroep heeft een vermogen van rond de 56 kW dus wanneer we het regimeverbruik optellen met die 56 kW bekomen we een verbruik van 116 kW. Met werkposten bedoelen we een bureau met pc en ook nog per aantal werkposten een printer. Besluit: We kunnen deze meting niet gebruiken doordat hij over een te korte periode gemeten is. De koelgroep was ook nog niet optimaal dus hier weten we nog geen exact maximum verbruik. We kunnen wel gebruik maken van de maximale berekende waarde namelijk de 118,266 kW wanneer we dit delen door de oppervlakte van 4331 m² of door het aantal werkposten van 146 bekomen we volgende kengetal: 118,266 kW W = 27,3 4331 m ² m² 118,266 kW kW = = 0,810 146 werkposten werkpost

KG elek ,opp = KG elek , post

We weten dat er zich in het stadhuis een koelgroep bevindt van 75 kW dus kunnen we het kengetal berekenen zonder de koelgroep KG elek ,opp =

5.2

43,3 kW W = 10,0 4331 m ² m²

Meting “Volksbond Oostende”

De volksbond van Oostende bestaat uit vele verschillende bureaus waar men met twee, drie a vier personen zit. Het gebouw heeft een koelgroep en een kelder die enkel als opslagruimte dient. Dossiernummer:

1205

Oppervlakte: Aantal werkposten:

5880 m2 – 318 m² - 75 m² = 5487 m² 173

Wanneer:

van 23/10/2006 tot 30/10/2006

Temperatuur:

Figuur 5-3 : Temperatuursgrafiek Volksbond

Beyaert Xavier


- 42 -

Meter geplaatst rond: Meter opgehaald rond:

15.00 9.30

Duur van meting:

ongeveer een week

Installatie:

3 x 400V + N

400A

Opmerking:

Stroommeting gebeurt door de meter over een van de twee toekomende kabels te plaatsen dus moeten we de gemeten waarden maal twee doen. Met twee toekomende kabels bedoelen we dat er twee kabels per fase toekomen.

Kenmerken:

Hier is een koelgroep aanwezig die 130 kW verbruikt.


Figuur 5-4 : Meetresultaten Volksbond

We kunnen zien aan de meting dat het gebouw een gemiddelde van 31,8 kW verbruikt. We komen hieraan omdat we over één kabel hebben gemeten terwijl er twee kabels toekomen voor één fase. Uit de resultaten halen we ook dat de cosφ ideaal is namelijk één.

Figuur 5-5 : Vermogengrafiek Volksbond

Beyaert Xavier


- 43 -

Hierboven zien we de curve van de hele week. De verschillende werkdagen zijn duidelijk merkbaar. We zijn de maandagmorgen begonnen met meten en we zien vervolgens de verschillende dagen.

Figuur 5-6 : Vermogengrafiek Volksbond één dag

We hebben ingezoomd op de dinsdag en we zien hier duidelijk dat er over de middag een minder verbruik is. Er is een mooie opsplitsing van de dag in twee. Het gemiddelde verbruik overdag is ongeveer 55,6 kW. Opmerkelijk is ook dat er in de voormiddag een groter verbruik is dan in de namiddag dit zal te wijten zijn aan de hoeveelheid lichten die aanstaan. We zien duidelijk dat het maximum verbruik hier niet gehaald wordt, we kunnen het maximum verbruik terugvinden op onderstaande grafiek.

Figuur 5-7 : Vermogengrafiek Volksbond één dag piek

Dit is het verloop van de donderdag, hier zien we een piek van 87,9 x 2 = 175,8 kW. Uit de meting van dinsdag 29/08/06 weten we dat de koelgroep ongeveer zo’n pieken trekt, zie hieronder. We weten ook uit de temperatuurscurve dat de donderdag de warmste dag van de week was. Het is de enigste dag waar de temperatuur ongeveer gelijk was aan 20°C.

Beyaert Xavier


- 44 -

De onderstaande meting hebben we op dinsdag 29/08/06 uitgevoerd en zien we goed het verloop van de koelgroep.

Figuur 5-8 : Vermogengrafiek Volksbond koelgroep

We zien dat het gebouw een constant verbruik heeft van 22,9 kW x 2 = 45,8 kW dit zonder de koelgroep. Wanneer de koelgroep startte werd er een piek getrokken van 73,4 kW x 2 = 146,8 kW en dan start de groep in drie stappen tot een maximum van 84,2 kW x 2 = 168,4 kW. We hebben hier alles maal twee gedaan zodat we het werkelijk vermogen weten. We kunnen dus besluiten dat we hier een koelgroep hebben van 168,4 – 45,8 = 122,6 kW. Dit klopt want er is een koelgroep van Daikin geïnstalleerd die 130 kW kan verbruiken. Op de grafiek zien we dat de koelgroep een periode van 15 minuten heeft gewerkt. Besluit: We zien aan onze metingen dat het maximum verbruik 175,8 kW is en dat de oppervlakte gelijk is aan 5487 m² dan bekomen we volgend kengetal: 175,8 kW W = 32,0 5487 m² m² 175,8 kW kW = = 0,976 180 werkposten werkpost

KGelek ,opp = KG elek , post

Uit het asbuilddossier5 hebben we gehaald dat de koelgroep een vermogen heeft van 130 kW wanneer we dit van het piekverbruik aftrekken dan kunnen we de kengetallen berekenen maar dan zonder het verbruik van de koelgroep. 45,8 kW W = 8,34 5487 m² m² 45,8 kW kW = = 0,254 180 werkposten werkpost


5

Asbuiltdossier = een dossier waar instaat wat er allemaal geïnstalleerd is in het gebouw.

Beyaert Xavier


- 45 -

5.3

Meting “Structo”

Het gebouw van Structo bestaat volledig uit glas en heeft dus een koelgroep om dit alles te koelen. Door een slechte afregeling van de koelgroep en de verwarming zijn er regelproblemen en dit kun je zien op de grafiek die we bekomen hebben tijdens onze meting. Dossiernummer:

1247

Oppervlakte: Aantal werkposten: Wanneer:

1200m2 52 dinsdag 29/08/06

Temperatuur:

21°C

Meter geplaatst rond: 14.26 Meter opgehaald rond: 17.06 Duur van meting: 02:40:40 Installatie: Opmerking:

3 x 400V + N 200A geen maximale bezetting niet alle verlichting werkte verlichting werkt met bewegingssensoren

Waarden afgelezen op verdeelbord: Imax,1 Imax,2 Imax,3 Imax,N

115,4A 123,4A 113,1A 36,4A

Pmax Qmax Smax

71,79 kW 7,59 kVAR -35,62 79,88 kVA

Tabel 5-2 : Meetresultaten ALSB Structo

Waarden van de meting: Hieronder vind je de resultaten van de meting: dit houdt de tabel in en de grafiek van de trend. In de tabel zien we dat het gemiddelde verbruik tijdens de meting 35,6 kW bedraagt.

Figuur 5-9 : Meetresultaten Structo

Beyaert Xavier


- 46 -

Figuur 5-10 : Vermogengrafiek Structo

Hier kunnen we het totale verloop zien van de verschillende fasen en het totaal, het verloop van het totaal vindt men uitvergroot hieronder.

Figuur 5-11 : Vermogengrafiek Structo specifiek

Beyaert Xavier


- 47 -

De grootte tussen deze stijgingen in verbruik is tien minuten en dus 600 seconden. Men heeft ons verteld dat er een timer op de koelgroep zit die ervoor zorgt dat de koelgroep zeker 600 seconden niet werkt wanneer hij net heeft gewerkt. We zien hier dat de hoogste piek 61,5 kW, de regime waarde is rond de 16 kW. Het regime gedrag van de verhogingen in verbruik ligt rond de 37 kW. Besluit: Als we vertrekken vanuit de waarden die we op het ALSB afgelezen hebben dan bekomen we een kengetal die gelijk is aan: 71,79 kW W = 59,8 1200 m² m² 71,79 kW kW = = 1,381 werkpost 52 werkpost


De koelgroep heeft hier een grootte van 40 kW en hebben we dus een verbruik van 31,8 kW zonder de koelgroep we komen dan volgende kengetallen uit. 31,79 kW W = 26,5 1200 m² m² 31,79 kW kW = = 0,611 werkpost 52 werkpost


5.4

Meting “IKMO brugge”

IKMO brugge bestaat uit verschillende bureaus maar ook uit enkel consultatie ruimtes. Het gebouw bevat ook een grote werkplaats. Dossiernummer:

1153

Oppervlakte: Aantal werkposten:

2023 m2 85 werkposten

Wanneer:

Van 30/10/2006 tot 06/11/2006

Temperatuur:

± 13 °C

Duur van meting:

Ongeveer een week

Installatie:

3 x 400V + N

Opmerking:

50 eerste verdieping + 35 gelijkvloers.

240A afgeregeld op 180A

Aangesloten op het laagspanningsnet er is geen transformator aanwezig.

Beyaert Xavier


- 48 -


Figuur 5-12 : Vermogengrafiek IKMO

Hierboven zien we het verbruiksprofiel van het kantoorgebouw van IKMO Brugge. We zien duidelijk de verschillende werkdagen. We hebben van maandag tot maandag gemeten maar we zien duidelijk vier dagen verbruik. Dit komt omdat er op woensdag 1 november niet gewerkt werd. We zien dat er ‘s morgens meer verbruik is dan in de middag. Dit is te wijten aan de verlichting die vroeg in de morgen overal brandt. Het valt ook op dat er over de middag minder energie wordt verbruikt. Dit is te wijten aan de lunchpauze. Het maximum maten we op donderdagmorgen en is 46,4 kW maar als we kijken naar de meetgegevens van de meter op de kast is dit 121,6 kW. Dit is voorgekomen wanneer we een volledige bezetting hadden in het gebouw en wanneer de koelgroep, de machines , de medische apparaten en dergelijke volop aan het werken waren. De zwaarste verbruikers in dit gebouw zijn namelijk de verschillende werkposten samengeteld en natuurlijk ook de verlichting.

Figuur 5-13 : Vermogengrafiek IKMO één dag

Beyaert Xavier


- 49 -

We zien ook dat het verbruik op donderdag en maandagmorgen opmerkelijk hoger is. Dit komt waarschijnlijk omdat de verwarming in werking treedt na een dag of weekend inactiviteit. Wanneer er opgewarmd wordt zullen de circulatiepompen werken en deze zullen voor het elektrisch verbruik zorgen.

Figuur 5-14 : Meetresultaten IKMO

Hierboven zien we de totale gemiddelde waarden van de meting gedurende een week. De cosφ is hier ook niet slecht: het leunt dicht aan bij 1. De belasting van het gebouw is hier inductief; dit kunnen we zien aan de tekens naast de waarden van het schijnbaar vermogen. Wat wel opvalt is dat fase één minder belast is dan de andere twee fasen. Resultaten meter op bord: IAVG,1 IAVG,2 IAVG,3 Imax,1 Imax,2 Imax,3

67,06 A 89,61 A 92,82 A 174,1 A 202,2 A 194,4 A

PAVG QAVG SAVG Pmax Qmax Smax

56,98 kW 1,05 kVAR 57,88 kVA 121,6 kW 32,82 kVAR 124,0 kVA

Tabel 5-3 : Meetresultaten ALSB IKMO

We zien hier dat het kantoorgebouw een piek trekt van maximum 202,2 A en een maximum verbruik heeft van 121,6 kW. Dit is te wijten aan de vier koelgroepen die daar aanwezig zijn. Besluit: Het maximum vermogen dat de meter op het ALSB gemeten heeft is 121,6 kW, we weten ook dat de oppervlakte 2023 m² is en dat er 85 werkposten in het gebouw aanwezig zijn. Met dit gegeven kunnen we de kengetallen uitrekenen. 121,6 kW W = 60,1 2023 m ² m² 121,6 kW kW = = 1,431 werkpost 85 werkposten


Beyaert Xavier


- 50 -

5.5

Meting “N Allo”

N Allo is een call center dit wil dus zeggen dat men daar met veel personen en dus computer dicht bij elkaar werken. Dit gebouw heeft om die reden een zware koelgroep. Dossiernummer:

1406

Oppervlakte:

2900 m2

Wanneer:

donderdag 22/03/2007

Temperatuur:

9°C

Installatie:

3 x 400V + N

Opmerking:

afgelezen om 9.45

TNC

Meter niet kunnen plaatsen dus enkel de gegevens die we hebben kunnen aflezen op het ALSB. De koelgroep heeft nog niet gedraaid. Nakijken hoeveel de koelgroep zal verbruiken.

Waarden afgelezen op verdeelbord: Imax,1 Imax,2 Imax,3 Imax,N Iavg,1 Iavg,2 Iavg,3 Iavg,N

218,2 A 195,1 A 187,2 A 61,8 A 164,3 A 156,3 A 150,2 A 15,6 A

Iogenbl,1 Iogenbl,2 Iogenbl,3 Iogenbl,N

129,3 kW 62,91 kVAR -8,57 117,0 kVA 156,4A 153,9 A 155,5 A 18,4 A

P1 P2 P3 Psom

27,26 kW 23,86 kW 24,63 kW 79,58 kW

Q1 Q2 Q3 Qsom

1,98kVAR 3,99 kVAR 1,90 kVAR 7,28 kVAR

S1 S2 S3 Ssom

27,78 kVA 25,58 kVA 24,41 kVA 75,66 kVA

Pavg Qavg Savg

103,5 kW 32,87 kVAR 108,7 kVA

Pmax Qmax Smax

Tabel 5-4 : Meetresultaten ALSB N-Allo

Beyaert Xavier


- 51 -

Besluit: We kunnen zien dat het maximale verbruikte vermogen hier 129,3 kW is en de oppervlakte gelijk is aan 2900 m². We komen volgende kengetallen uit: 129,3 kW W = 44,6 2900 m ² m² 121,6 kW kW = = 0,495 werkpost 261 werkposten


Het kengetal zal hier normaal hoger liggen doordat de koelgroep niet in de meting is opgenomen. Er zal een koelgroep van 160 kW werken dus zouden we dan een maximum verbruik krijgen van 289,3 kW en vervolgens een kengetal van: 289,3 kW W = 99,8 2900 m ² m² 289,3 kW kW = = 1,108 werkpost 261 werkposten


Beyaert Xavier


- 52 -

6 6.1

Besluit Rusthuizen

Dossiernr. 1187 848,02 1155 1125,01 1254

Naam OCMW Wintershove Sint-Anna Sint-Jozef Maria's rustoord

Aantal P [kW] bedden A [m²] 235,7 178 11000 78,8 70 4125 101,5 87 5663 92,5 72 5155 51,82 70 5153 51,82 57 5153 Tabel 6-1 : Overzicht kengetal rusthuizen Plaats Torhout Vlamertinge Bulskamp Moorsele Dadizele

KG [W/bed] 1324,2 1125,7 1166,7 1284,7 740,3 909,1

KG [W/m²] 21,4 19,1 17,9 17,9 10,1 10,1

Wanneer we naar bovenstaande tabel kijken, dan kunnen we vaststellen dat het verbruik per vierkante meter in de buurt van elkaar ligt. Het varieert van 10,1 W/m² tot 21,4 W/m², wat niet veel is. Toch zien we dat er vier van de vijf metingen tussen 17,9 W/m² en 21,4 W/m² liggen. Het gemiddelde is dan 19,1 W/m², deze waarde kunnen we gebruiken als referentiewaarde. We moeten er echter wel rekening mee houden dat er een foutmarge op zit want we hebben het gemiddelde genomen als referentiewaarde. Als we kijken naar het verbruik per bed of per plaats binnen een verzorgingstehuis dan zien we dat deze opnieuw dicht bij elkaar liggen met uitzondering van het rusthuis Maria’s rustoord. Het varieert hier van 1,126 kW/bed tot 1,324 kW/bed. Het gemiddelde is hier dan gelijk aan 1,225 kW/bed. Het lage verbruik bij Maria’s rustoord is te wijten aan het feit dat de keuken volledig op gas werkt en dus geen elektrische energie verslindt. Enkel de friteuse, vaatwas en dampkap zijn de grootste verbruikers van de keuken. Het verbruik is ook zo laag doordat het rusthuis maar een erkenning heeft voor 57 plaatsen terwijl er 70 kamers aanwezig zijn in het rusthuis. Dus het rusthuis is niet volledig bezet en heeft dus ook nog niet het maximum verbruik bereikt. OCMW Torhout heeft hier het grootste verbruik doordat hij met een groot aantal plaatsen zit en dus ook een grote oppervlakte. Er is een keuken aanwezig en een wasserij. Gezien we hier met extra verbruik zitten, namelijk een wasserij, zullen we ook een groter piekverbruik hebben. We kunnen besluiten dat het energieverbruik van verzorgings- en rusthuizen zich bevindt in het verbruik van de verschillende bewoners en de verlichting. Wanneer we het maximum verbruik van het gebouw bekijken stellen we ons de vraag of er al dan niet een keuken en/of een wasserij aanwezig is. Wat er ook een aandeel heeft in het maximum verbruik is de verwarming en de liften. De verwarming heeft namelijk veel circulatiepompen. Het produceren van warm tapwater kunnen we hier ook zien als een grote verbruiker. Dit vooral wanneer men met grote boilers werkt want deze verbruiken veel op één ogenblik. Indien we met vele kleine boilers werken dan zitten we terug met het feit van de gelijktijdigheid.

Beyaert Xavier


- 53 -

6.2

Scholen

Dossiernr. 904 1034

Naam Immaculata SASK Torenhof

Plaats P [kW] Aantal lln A [m²] Sint-Michiels 131 1046 8080 Sint-Kruis 146,19 1200 10063 Waregem 60,70 288 5845 Tabel 6-2 : Overzicht kengetal scholen

KG [W/lln] 125,2 121,8 210,8

KG [W/m²] 16,2 14,5 10,4

Wat we uit de waarden hierboven kunnen besluiten is dat het kengetal rond de 15 W/m² ligt. Wanneer we kijken naar het verbruik per leerling dan kunnen we besluiten dat dit verbruik rond de 125 W/lln ligt. Om een beter resultaat te krijgen hebben we meer dan drie meetwaarden nodig. We zien hier wel dat er een verschil is tussen grote en kleine scholen. Kleine scholen gaan bijna het dubbel van verbruik hebben per leerling. Maar hebben dan wel een derde verbruik minder per vierkante meter. Hieronder hebben we het aantal m² uitgerekend per leerling: Immaculata: SASK: Torenhof:

8080 m² m² = 7,7 1046 leerlingen leerling 10063 m² m² = 8,3 1200 leerlingen leerling 5845 m² m² = 20,3 288 leerlingen leerling

We zien duidelijk dat het aantal vierkante meter per leerling bij kleinere scholen groter is. We stellen dus vast dat wanneer de school groter is dat het aantal vierkante meter per leerling kleiner wordt en dus dat het verbruik per leerling kleiner wordt. En dus zal het verbruik per vierkante meter stijgen doordat er meer leerlingen per vierkante meter aanwezig zijn. Het verbruik binnen de scholen zit hem vooral in de verlichting en de verwarming. De vele computers en eventueel projectoren die in de school zijn opgesteld zullen ook een groot deel van het verbruik voor zich nemen. Het verbruik van de multimedia zal in de toekomst alleen maar stijgen, dit doordat we steeds jonger met de computer beginnen te werken. We evolueren ook steeds meer naar scholen waar iedere student zijn cursussen op de computer heeft staan. We stellen vast dat er in scholen steeds meer computers aanwezig zijn. Bij SASK hebben we enkel de school zelf gemeten, de refter van de school met de keuken zit niet in de meting inbegrepen doordat we deze niet konden meten. Dus wanneer we het verbruik van de school met de keuken zouden weten dan zouden we zien dat het verbruik per leerling zou stijgen. Het verbruik per vierkante meter zou nog iets stijgen of zelfs niet. Doordat het oppervlak van de refter en de polyvalente zaal er nog eens zouden bijkomen.

Beyaert Xavier


- 54 -

6.3

Kantoren

Dossiernr. 1406 1153 1247 1205 1256

Aantal Naam Plaats P [kW] werkposten A [m²] KG [W/post] N-Allo Ieper 289,3 261 2900 1108,4 IKMO Brugge 121,6 85 2023 1430,6 Structo Brugge 71,79 52 1200 1380,6 Volksbond Oostende 175,8 180 5487 976,7 Stadhuis Mechelen 118,3 146 4331 810,3 Tabel 6-3 : Overzicht kengetallen kantoren (met koeling)

KG [W/m²] 99,8 60,1 59,8 32,0 27,3

Dossiernr. 1406 1153 1247 1205 1256

Koeling P KG KG Naam Plaats [kW] P [kW] [W/post] [W/m²] N-Allo Ieper 160 129,3 495,4 44,6 IKMO Brugge 25,5 96,1 1130,6 47,5 Structo Brugge 40 31,79 611,3 26,5 Volksbond Oostende 130 45,8 254,4 8,3 Stadhuis Mechelen 56,2 62,1 425,3 14,3 Tabel 6-4 : Overzicht kengetallen kantoren (zonder koeling)

m²/post 11,1 23,8 23,1 30,5 29,7

6.3.1 Met koeling We kunnen in de samenvattende tabel vaststellen dat de kantoren grotendeels hetzelfde verbruik hebben wanneer we kijken naar het aantal watt per post. Het gaat van 973,4W/post tot 1430,6 W/post. Wanneer we kijken naar de meetresultaten zien we dat er toch twee gebouwen dicht bij elkaar liggen qua kengetal. We zouden als kengetal voor kantoorgebouwen 60 W/m² kunnen nemen. Dit voor gebouwen die geen speciale functie hebben zoals N Allo waar veel werkposten op een kleine oppervlakte aanwezig zijn. Bij het kengetal watt per vierkante meter zitten we met een grotere spreiding van het kengetal. De oorzaak hiervan is te zoeken bij het aantal werkposten dat men heeft. We zien dat het aantal vierkante meter per werkpost kleiner wordt naarmate het kengetal groter wordt. Bij N’Allo zit men met ongeveer 75 werkposten op een hele kleine oppervlakte. Veel werkposten op een kleine oppervlakte en allemaal in dezelfde ruimte wil zeggen dat men goed zal moeten koelen. Dit is de reden waarom er voor een grote koelgroep gekozen werd, namelijk één van 160 kW. De koelgroep neemt ongeveer de helft van het verbruik voor zijn rekening. Het kengetal bij de Volksbond is zo klein omdat men hier een grote oppervlakte heeft die niet echt wordt gebruikt: de kelder neemt 1/7 in van de oppervlakte en het verbruik in de kelder is praktisch nihil zonder de HVAC in te calculeren. De bovenste verdieping is helemaal ingericht als vergaderzalen en hier wordt dus ook niet veel verbruikt. Hier hebben we terug een koelinstallatie om alle posten te kunnen koelen. IKMO en Structo hebben ongeveer hetzelfde kengetal dit komt omdat de gebouwen dezelfde aantal werkposten per vierkante meter hebben. Bij deze gebouwen zijn er ook koelgroepen aanwezig en deze nemen terug een groot deel van het maximum verbruik voor zich.

Beyaert Xavier


- 55 -

6.3.2 Zonder koeling Indien we de koelgroep weglaten kunnen we opmerken dat de kengetallen veel meer uit de buurt van elkaar liggen. Dit is te wijten aan het verschil in het aantal m²/post. We stellen vast dat wanneer het aantal vierkante meter per post laag is het verbruik hoger is. Het verschil is te verklaren doordat er meer computers aanwezig zijn die zorgen voor een hoger verbruik.

6.3.3 Algemeen Het constante verbruik bij kantoren ontstaat door de verschillende werkposten die aanwezig zijn en natuurlijk de verlichting van het gebouw. Het piekverbruik is afkomstig van de koelgroep en deze hangt af van het aantal werkposten per vierkante meter. Wanneer er een koelgroep voorkomt dan neemt deze toch de helft of zelfs meer van het maximum verbruik in. Dit kunnen we vaststellen wanneer we de twee tabellen van hierboven met elkaar vergelijken. We zien dit duidelijk wanneer we de koelgroep weglaten.

6.4

Vergelijking tussen de drie soorten gebouwen Wanneer we een algemene vergelijking doen tussen de drie soorten gebouwen dan merken we op dat de kantoren het grootste kengetal per oppervlakte hebben. De kantoren worden gevolgd door de rusthuizen en de scholen sluiten de reeks af. Het kengetal van de kantoren steekt toch ver uit boven de ander twee typegebouwen. De reden hiervan is dat we in de kantoorgebouwen werken met koeling en in rusthuizen en scholen dit ‘nog’ niet het geval is. Indien we de koelgroepen weglaten dan zien we dat het kengetal in de buurt van het kengetal van de rusthuizen en scholen komt. Het verschil tussen de rusthuizen en de scholen zit hoofdzakelijk in het feit dat men in een rusthuis iedereen eten geeft waar dit in scholen niet het geval is. In scholen heb je namelijk leerlingen die over de middag naar huis gaan en ook leerlingen die niet warm eten over de middag. Bij rusthuizen daarentegen zal iedereen over de middag warm eten.

Beyaert Xavier


- 56 -

7

Berekeningsmodel We hebben twee berekeningsmodellen opgesteld voor de kantoorgebouwen. Het eerste model is een model waar we de koeling erin gerekend hebben. Bij het volgend berekeningsmodel hebben we de koeling van het kantoorgebouw eruit gelaten.

7.1

Berekeningsmodel voor kantoorgebouwen met de koeling In het berekeningsmodel hieronder hebben we direct het totaal verbruik van het gebouw. Dit wil zeggen dat we het verbruik van het gebouw plus het verbruik van de koelgroep zullen hebben. m²/post tussen 5 en 10 1200 120

Kengetal W/post Kengetal W/m²

m²/post tussen 15 en 20 1250 80








Oppervlakte gebouw

Aantal werkposten

2023 m²

85 werkposten

m²/post 23,80 Vermogen via KG [W/m²] 121,380 kW

Vermogen via KG [W/post] 119,000 kW

in te vullen tussenwaarde oplossing

In dit model hebben we de gegevens ingevuld van het kantoorgebouw van IKMO.

Beyaert Xavier


- 57 -

7.2

Berekeningsmodel voor kantoorgebouwen zonder de koeling In het berekeningsmodel hebben we enkel gewerkt met het verbruik van het gebouw. We hebben de koelgroep uit het totaal verbruik gehaald en zo de kengetallen bepaald. Wanneer we het vermogen verkrijgen moeten we daar nog het verbruik van de koelgroep bij optellen en zo bekomen we het totale verbruik van het gebouw. m²/post tussen 5 en 10 350 65




m²/post tussen 10 en 15 Kengetal W/post Kengetal W/m²

500 50

m²/post tussen 20 en 25 Kengetal W/post Kengetal W/m²

1100 45


Kengetal W/post Kengetal W/m² m²/post 29,66

Oppervlakte gebouw

Aantal werkposten

4331 m²

Vermogen via KG [W/m²] 64,965 kW

146 werkposten

Vermogen via KG [W/post] 65,700 kW

in te vullen oplossing tussenwaarde

In het berekeningsmodel zonder de koelgroep hebben we als voorbeeld de gegevens ingevuld van het stadhuis in Mechelen.

Beyaert Xavier


- 58 -

8

Algemeen besluit Het is moeilijk om een definitief besluit te trekken doordat we met metingen zitten die een week geduurd hebben en die enkel het algemeen verbruik weergeven. Om het specifiek verbruik te weten en waar dit allemaal vandaan komt zouden we verschillende keren per gebouw moeten meten. Met de verschillende metingen per gebouw zouden we dan de grote verbruikers specifiek kunnen opmeten. Zo bepalen we welk aandeel deze hebben binnenin het totale verbruik. We hebben een beperkt aantal metingen door het gebrek in tijd. Vooral bij scholen hebben we een tekort aan meetresultaten waardoor de kengetallen geen duidelijk beeld geven over de scholen in het algemeen. Dit eindwerk kan een aanzet zijn tot een uitgebreidere studie waarbij er specifiekere metingen kunnen uitgevoerd worden. Door de uitgebreider studie kan men dan het model beter uitwerken en optimaliseren.

Beyaert Xavier


- 59 -

9

Literatuurlijst Daniël Van Dommelen, Productie, transport en distributie van elektriciteit. Leuven/Leusden: Acco, 2001, ISBN 90-334-4595-6 SenterNovem in opdracht van VROM/DGW in het kader van Kompas, EnergiebesparingsMonitor gebouwde omgeving 2004, Utrecht: december 2004 I. Vis in opdracht van NOVEM, Energiekengetallen U-bouw correctieslag, Arnhem: EBM-consult B.V. 17 juni 2004 K. Aernouts, K. Jespers, Energiekengetallen van de tertiaire sector in Vlaanderen 2003, Bijlage bij de Energiebalans Vlaanderen 2003: onafhankelijke methode. 2005/IMS/R240, September 2005 K. Aernouts, K. Jespers, Energiebalans Vlaanderen 2004: onafhankelijke methode, 2006/IMS/R/129, mei 2006 SenterNovem in opdracht van VROM, Cijfers en tabellen 2006. SenterNovem, Januari 2006 Besluit van de Vlaamse Regering tot vaststelling van de eisen op het vlak van de energieprestaties en het binnenklimaat van gebouwen; Gelet op Richtlijn 2002/91/EG van het Europees parlement en de raad van 16 december 2002 betreffende de energieprestatie van gebouwen Ontwerp van besluit van de Vlaamse Regering betreffende de invoering van het energieprestatiecertificaat voor publieke gebouwen; Gelet op de bijzondere wet van 8 augustus 1980 tot hervorming van de instellingen, inzonderheid op artikel 20 Richtlijn 2002/91/EG van het Europees Parlement en de Raad van 16 december 2002 betreffende de energieprestatie van gebouwen, Publicatieblad van de Europese Gemeenschappen WTC, Moderne kantoren: meer comfort met minder energie, Ministerie van de Vlaamse Gemeenschap Schneider Electric, Electrical installation guide 2005. Handleiding, Frankrijk, Schneider Electric S.A. N.V. Fluke Belgium S.A. www.fluke.be (15-08-2006)

Beyaert Xavier


- 60 -

Kengetallen bepalen voor typegebouwen

Recommend Documents