L'intégration des énergies renouvelables dans les bâtiments (très) basse énergie Integratie van hernieuwbare energie in (heel) laag energiegebouwen

Séminaire Bruxelles Environnement - Leefmilieu Brussel Seminarie

26/11/2009

L'intégration des énergies renouvelables dans les bâtiments (très) basse énergie Integratie van hernieuwbare energie in (heel) laag energiegebouwen Ecole maternelle Emile Bockstael à Bruxelles: exemple d’une école passive Kleuterschool Emile Bockstael te Brussel: voorbeeld van een passieve school Ir. Wim Depraetere/ Ir. Erwin Theuns Brussel, 26 november 2009 VK ENGINEERING

1. Situering project

Bouwheer: Stad Brussel

Architect: NVT Architecten (D)

Stabiliteit: Bureau d’étude Weinand (B)

Technieken – bouwfysica: Schmidt Reuter (D) – VK Engineering (B)

Kleuterschool +/- 2.500 m2 voor 300 kinderen

Aanbesteding project 2010

Voltooiing project begin 2012

2

VK ENGINEERING

1


26/11/2009

1. Situering project Planzicht gelijkvloers tuin

klassen binnentuin conciërgewoning slaapzaal

3

VK ENGINEERING

2. Ontwerpconcept Passieve school

PHPP-berekening

School wordt ontworpen volgens de Passiefhuis-standaard

Intensieve isolatie van de wanden

Uopake gevel < 0,15 W/m2K

Udak < 0,15 W/m2K

Uvloer < 0,15 W/m2K

Uramen < 0,8 W/m2K

Luchtdichtheid n50 < 0,6 vol/h

Maximale warmtebehoefte 15 kWh/m2

4

VK ENGINEERING

2


26/11/2009

2. Ontwerpconcept Duurzame Architectuur

Maximalisatie isolatiepeil

Constructie in massief hout (gevel, dragende muren, vloer, dak) Regelbare buitenzonnewering

In de zomer wordt de zon buiten gehouden

In de winter kan men gebruik maken van de gratis zonnewinsten

Groendak

Duurzaam Materiaalgebruik

Binnenafwerking in hout

Duurzaam hout (FSC, …)

…

5

VK ENGINEERING

2. Ontwerpconcept Duurzame Technieken

Balansventilatie met warmte- en vochtrecuperatie

Vraaggestuurde ventilatie i.f.v. bezetting klas / slaapzaal Lucht-aardewarmtewisselaar

Winter voorverwarmen verse lucht

Zomer koelen verse lucht

Max 10.000 m3/h

25 strengen ND250

Basisverwarming warmtepomp met horizontale bodemcollector

Piekverwarming condenserende CV-ketel

Daglichtdimming licht-energie-efficiënte verlichting

Aanwezigheidsdetectie

6

VK ENGINEERING

3


26/11/2009

2. Ontwerpconcept Duurzame hernieuwbare energie Bodem:

Energiebron warmtepomp (verwarming) Lucht-aardwarmtewisselaar (ventilatie)

Zon:

Zonnecollectoren voor centrale productie SWW

Fotovoltaïsche zonnecellen elektriciteit (70 m2)

Duurzaam watergebruik

Waterzuinige toestellen en kraanwerk

Hergebruik regenwater voor onderhoud tuin

Groendak

7

VK ENGINEERING

L'intégration des énergies renouvelables dans les bâtiments (très) basse énergie Integratie van hernieuwbare energie in (heel) laag energiegebouwen L’immeuble des bureaux INFRAX WEST Torhout: exemple d’intégration optimale des énergies renouvelables Kantoorgebouw INFRAX WEST Torhout: voorbeeld van optimale integratie van hernieuwbare energie Ir. Wim Depraetere Brussel, 26 november 2009 VK ENGINEERING

4


26/11/2009

Inhoud 1.

Situering project

2.

Ontwerpconcept

3.

Hybride ventilatie

4.

Intelligente groene gevel

5.

Betonkernactivering

6.

Geothermie

7.

Energetische prestaties

8.

Voorbeeldgebouw

9.

Besluit

9

VK ENGINEERING

1. Situering project

Centralisatie sites INFRAX WEST (WVEM)

Nieuwe site 41.350 m2

Geïntegreerd totaalontwerp Logistiek centrum

Magazijn 4.184 m2 Buitenopslagplaats

Kantoren 5.432 m2

Semi-publiek

250 werknemers

Hoogste comfortklasse (CR1752, NBN EN ISO 7730)

Kwalitatieve hoogstaande architectuur

Flexibel

Duurzaam

Energiezuinig E60

Wedstrijdontwerp herfst 2005

Oplevering project zomer 2009 10

VK ENGINEERING

5


26/11/2009

2. Ontwerpconcept Filosofie ontwerpteam CBA-VKE

Geïntegreerd ontwerp

Trias Energeticas

Flexibiliteit kantoor

Kolomvrije overspanning

Kantoren vrij indeelbaar

Individuele of landschapskantoren

11

VK ENGINEERING

2. Ontwerpconcept Optimaal comfort kantoor Thermisch comfort

Stralingsverwarming en –koeling

21-23°C winter, 23,5-25,5°C zomer

< 100 h (5%) overschrijdingsuren (26°C vaste ramen – 28°C opengaande ramen)

Luchtkwaliteit

Binnenluchtkwaliteit IDA2 50 m3/h verse lucht per persoon

Visueel comfort

Maximaal daglicht

Contact met de buitenwereld

Kunstlicht aangepast aan de werkomgeving

Akoestisch comfort

Buiten/binnen (demping)

Binnen (absorptie)

12

VK ENGINEERING

6


26/11/2009

2. Ontwerpconcept Energiezuinig en duurzaam

Doorgedreven thermische isolatie

Geen koudebruggen

Lage temperatuur verwarming

Hoge temperatuur koeling

Natuurlijke ventilatie

Maximaal gebruik van daglicht

Peil van globale warmte-isolatie K44 Betonkernactivering BKA en vloerverwarming

Hybride ventilatie Proportionele daglichtafhankelijke lichtsturing Bodem als duurzame energiebron Boorgatenenergieopslagveld (BEO-veld) Fotovoltaïsche zonnecellen Zon als duurzame energiebron

Performante regeling technische installaties

13

VK ENGINEERING

2. Ontwerpconcept Duurzaam watergebruik Beperken watervraag

Waterzuinige toestellen en kraanwerk

Hergebruik van regenwater

Spoeling toiletten en urinoirs

Onderhoud gebouwen

Onderhoud groenaanleg

Beperken afvoer regenwater

Groendak lunchruimte Waterdoorlatende verharding parking

Buffering en infiltratie regenwater

Groene waterbuffers parking

14

VK ENGINEERING

7


26/11/2009

2. Ontwerpconcept Kwalitatieve architectuur

15

VK ENGINEERING

2. Ontwerpconcept Gelijkvloers

Verwarmen: vloerverwarming + vloerconvectoren

Koeling: lucht + topkoeling vloer

Ventilatie: mechanische balansventilatie

16

VK ENGINEERING

8


26/11/2009

2. Ontwerpconcept Verdieping +1/+2

Verwarmen: BKA + vloerconvectoren

Koeling: BKA

Ventilatie: hybride ventilatie

17

VK ENGINEERING

2. Ontwerpconcept Dwarsdoorsnede 16 m

1m 3,4 m

Modulatie gevel BxH 120 cm x 60 cm

18

VK ENGINEERING

9


26/11/2009

3. Hybride ventilatie Basisfilosofie

19

VK ENGINEERING

3. Hybride ventilatie Natuurlijke ventilatie (tussenseizoen)

Gedetailleerde CFD-simulaties

20

VK ENGINEERING

10


26/11/2009

3. Hybride ventilatie Mechanische ventilatie (winter/zomer)

Verticale verdeling lucht in de gevel

21

VK ENGINEERING

4. Intelligente groene gevel Opbouw gevel

22

VK ENGINEERING

11


26/11/2009

4. Intelligente groene gevel Gevel als regulator licht – lucht – geluid – energie energieraam

lichtraam kijkraam luchtraam

23

VK ENGINEERING

4. Intelligente groene gevel Gevel als regulator licht – lucht – geluid – energie

Geïntegreerd ontwerp van de gevel

Kijk, -licht, lucht- en energieramen

Thermische gebouwschil

Lucht- en regendichtheid

Optimalisatie daglichttoetreding

Passieve zonnewering

Akoestische buffer binnen/buiten

Integratie technieken

Ventilatievoorzieningen

Regenwaterafvoer

Fotovoltaïsche zonnecellen

Noord

Zuid Verticale snede Horizontale snede 24

VK ENGINEERING

12


26/11/2009

4. Intelligente groene gevel Integratie PV-cellen in gevel (BIPV)

Groene zonnecellen

Energie-efficiëntie 13,9%

104 panelen 120 cm x 60 cm

4x2 kringen

Geïnstalleerd vermogen 7,7 kWp nominaal

Opbrengst 4.534 kWh/jaar (588 kWh/kWp/jaar)

Patroon groene print gevel

25

VK ENGINEERING

5. Betonkernactivering Thermisch geactiveerd vloersysteem Verwarmen op lage temperatuur

Koelen op hoge temperatuur

26

VK ENGINEERING

13


26/11/2009

5. Betonkernactivering Voordelen

Straling in plaats van convectie

Kleine temperatuursgradiënten

Geen hoge luchtdebieten voor koeling

Geen geluidshinder

Grotere systeemrendementen

Betonkern kan ‘s nachts worden gekoeld

Lage energiekost

Lagere CO2-emissie

Alternatieve energiebronnen mogelijk (b.v. aardwarmte)

BETER COMFORT EN ENERGIE-EFFICIENTIE MET LAGERE CO2-EMISSIE

27

VK ENGINEERING

5. Betonkernactivering Opbouw vloer

28

VK ENGINEERING

14


26/11/2009

5. Betonkernactivering Simulaties BKA-vloer

Analytisch berekeningsmodel (thermisch weerstandsmodel conform prEN 15377-1)

Nummers berekeningsmodel (eindige elementen model) Gesimuleerd temperatuursverloop BKA-vloer boven +1 (figuur Rehau):

Gesimuleerd temperatuursverloop BKA-vloer boven +2 (figuur Rehau):

29

VK ENGINEERING

5. Betonkernactivering Simulaties BKA-vloer Resultaten BKA-vloer boven +1: Verwarming

Koeling

Aanvoer T [°C]

28

17

Retour T [°C]

26

20

Ruimte T [°C]

21

26

Opp. T plafond [°C]

25,6

21,0

Spec. vermogen [W/m²]

26,9

51,5

Resultaten BKA-vloer boven +2: Verwarming

Koeling

Aanvoer T [°C]

28

17

Retour T [°C]

26

20

21

26

Opp. T plafond [°C]

Ruimte T [°C]

25,0

21,0

Spec. vermogen [W/m²]

28,1

51,6 30

VK ENGINEERING

15


26/11/2009

5. Betonkernactivering Uitvoering

GEÏNTEGREERD ontwerp én uitvoering 31

VK ENGINEERING

6. Geothermie Types

Open bron

Verticale bodemcollector Horizontale bodemcollector (BoorgatenEnergieOpslag-veld)

32

VK ENGINEERING

16


26/11/2009

6. Geothermie Aardwarmte als duurzame energiebron

Bodem als energiebuffer

Balans tussen koelen warmtevraag uit BEO-veld op jaarbasis

Ontwerp gebaseerd op geologisch onderzoek en dynamische gebouwsimulaties

33

VK ENGINEERING

6. Geothermie BoorgatenEnergieOpslagveld (BEO-veld) BEO-veld:

24 verticale aardsondes 130m diep

Warmtepomp:

2 omkeerbare warmtepompen

Verwarmingsmodus 80 kW/wp

Koelingsmodus 90 kW/wp

68% warmtevraag kantoorverdiepingen

52% koudevraag kantoorverdiepingen

CV-ketel en koelmachine voor piekvragen

Tussenseizoen koude BEO-veld via WTW rechtstreeks in BKA-vloer

34

VK ENGINEERING

17


26/11/2009

7. Energetische prestaties Energiezuinig en duurzaam Laag energie kantoorgebouw:

K44 E60

Reductie t.o.v. standaardontwerp kantoorgebouw:

Totaal primair energieverbruik -42%

Totale CO2-emissie -36%

Besparing totaal energieverbruik:

35% t.o.v. standaardontwerp

30.100 €/jaar

Meerinvestering:

Energiegerelateerd +681.774 €

Subsidies -374.975 €

Terugverdientijd 10 jaar

35

VK ENGINEERING

8. Voorbeeldgebouw EFRO-demonstratieproject

Europees Fonds voor Regionale Ontwikkeling

EFRO Doelstelling 2 (2007-2013) Prioriteit 1 – Kenniseconomie en Innovatie - “Kennisdiffusie via vernieuwende voorbeelden van kennisvalorisatie”

Project OD5 - 65 : demonstratieproject duurzaam en energiezuinig kantoorgebouw INFRAX-WVEM te Torhout

Co-financiering door het Vlaams Energieagentschap VEA en departement LNE van de Vlaamse Overheid

2020Challenge

2009: Hoofdprijs voor meest vernieuwend en duurzaam ontwerp van een Belgisch advies- en studiebureau

36

VK ENGINEERING

18


26/11/2009

9. Besluit Duurzaam laag-energie kantoorgebouw E60

Succesvolle implementatie van nieuwe energieconcepten

Hybride ventilatie

BKA

Proportionele daglichtafhankelijke lichtsturing

Integratie van hernieuwbare energiebronnen

BIPV Geothermie

Vertrekkend uit een globale geïntegreerde visie duurzaamheid en energiezuinig bouwen door ontwerper én bouwheer

Gebaseerd op een sterk geïntegreerd ontwerp

Simulaties belangrijke tool voor een correct en energiezuinig ontwerp

CREATIVE DESIGN TO MEET NEW ENERGY POLICY 37

VK ENGINEERING

Contact

We make your buildings work!

VK ENGINEERING Building Services Civil & Structural Axxes Business Park Guldensporenpark Building A – nr 4 B – 9820 Merelbeke T +32 9 210 31 51 F +32 9 210 31 59 E [email protected] W www.vkgroup.be

38

VK ENGINEERING

19

L'intégration des énergies renouvelables dans les bâtiments (très) basse énergie Integratie van hernieuwbare energie in (heel) laag energiegebouwen

Recommend Documents