Opleiding Duurzaam Gebouw: Ventilatie: ontwerp en afstelling Leefmilieu Brussel DIMENSIONERING VAN DE VENTILATIE IN TERTIAIRE GEBOUWEN Lieven INDIGNE CENERGIE
Doelstelling(en) van de presentatie ●
Bespreking van de geldende reglementering op het vlak van ventilatie, vooral de elementen die betrekking hebben op de energieprestatie van gebouwen (EPB)
●
Dimensionering van een hygiënische ventilatie-installatie in een tertiair gebouw
●
Keuzecriteria voor een ventilatiegroep
●
Mogelijkheden van verwarming / koeling door de lucht
●
Vereisten met betrekking tot bevochtiging / ontvochtiging
2
Ventilatie in tertiaire gebouwen 1.
2.
Welke debieten in hygiënische ventilatie? a.
NBN EN 13779 en EPB-bijlage
b.
NBN EN 15251
c.
ANDERE
Keuze van een luchtgroep a.
3.
Welke keuzecriteria?
Klimaatregeling a.
Luchtdistributie
b.
Diagram van de vochtige lucht
c.
Verwarming/koeling
d.
Bevochtiging/ontvochtiging
3
1. WELKE DEBIETEN? ●
HYGIËNISCHE VENTILATIE: Het debiet moet een voldoende luchtkwaliteit handhaven rekening houdend met de aanwezige vervuilers. Verscheidene documenten preciseren de vereiste debieten: ►
NBN D50-001 (1): dimensionering (residentieel) vereist
►
NBN EN 13779 (2): dimensionering (tertiair) vereist
►
NBN EN 15251: gebruik en comfortcriteria (tertiair en residentieel)
►
EPB (bijlagen, verwijzing naar de normen),
►
Andere reglementen en voorschriften (ARAB,…) en ‘wetenschappelijke’ documenten (PHPP,…) 4
1. WELKE DEBIETEN? ●
●
INTENSIEVE VENTILATIE: ►
het koelen van een gebouw door gebruik van buitenlucht (gratis energie)
►
het te produceren debiet is afhankelijk van het gebouw (inertie,…), het klimaat en de af te voeren lasten.
KLIMAATREGELING: ►
het debiet wordt bepaald overeenkomstig het over te brengen vermogen (warmte of koude) en de comforteisen (pulsietemperatuur, …).
5
1. WELKE DEBIETEN?
a.
NBN EN 13779 en EPB-bijlage
b.
NBN EN 15251
c.
ANDERE
6
1. WELKE DEBIETEN? a) NBN EN 13779 en EPB-bijlage ●
De NBN EN 13779 heeft betrekking op de prestaties van de systemen
●
Bijlage VII (EPB) beoogt op de eerste plaats een minimale ventilatie in niet-residentiële gebouwen te garanderen (aanvullende eisen)
●
Bijlage VII is noodzakelijk maar volstaat niet (luchtkwaliteit)
●
Bijlage VII geldt voor niet-residentiële gebouwen of delen ervan bestemd voor menselijk gebruik
7
1. WELKE DEBIETEN? a) NBN EN 13779 en EPB-bijlage 3 soorten ruimten: ►
ruimten bestemd voor menselijke bezetting ruimten voorzien om mensen er langere tijd te laten vertoeven (…). voorbeelden: kantoren, restaurants, hotelkamers….
►
ruimten niet bestemd voor menselijke bezetting ruimten voorzien om mensen er bij normaal gebruik slechts gedurende vrij korte tijd te laten vertoeven (…). voorbeelden: archieven, opslagruimten, toiletten….
►
speciale ruimten (bijlage VII-§6.4.) onder speciale ruimten wordt verstaan: ruimten blootgesteld aan specifieke vervuilers waarvoor andere (specifieke en/of strengere) eisen gelden wat de ventilatie betreft. voorbeelden: stookruimten, afvalopslagruimten,…
8
1. WELKE DEBIETEN? a) NBN EN 13779 en EPB-bijlage ●
Ruimten bestemd voor menselijke bezetting
IDA1 IDA3: OK IDA4 is onvoldoende
Verseluchtdebiet Verseluchtdebiet
CO2-niveau in de lokalen
Luchtkwaliteit
(nietrokersruimten)
(rokersruimten)
Typische waarden Standaardwaarden
IDA1 Uitstekende kwaliteit
> 54 m³/u.pers.
> 108 m³/u.pers.
< 400 ppm
IDA2 Gemiddelde kwaliteit
36 – 54 m³/u.pers.
72 – 108 m³/u.pers. 400-600 ppm
500 ppm
IDA3 22 – 36 Aanvaardbare m³/u.pers. kwaliteit
43 – 72 m³/u.pers. 600-1.000 ppm
800 ppm
IDA4 < 22 m³/u.pers. Lage kwaliteit
< 43 m³/u.pers.
1.200 ppm
Klasse
> 1.000 ppm
350 ppm
9
1. WELKE DEBIETEN? a) NBN EN 13779 en EPB-bijlage ●
Ruimten bestemd voor menselijke bezetting ►
Ontwerpbezetting
►
Theoretische bezetting (bijlage VII-§7.2.1.) In te voeren gegevens vereist voor de berekening van het minimumontwerpdebiet in ruimten bestemd voor menselijke bezetting
Vloeroppervlakte per persoon (m² /persoon)
(…) Kantoren
15
Ontvangstruimten, onthaal, vergaderzalen
3,5
Hoofdingang
10
(…) Overige ruimten
15
36 voorgestelde categorieën + ‘overige ruimten’ 10
1. WELKE DEBIETEN? a) NBN EN 13779 en EPB-bijlage ●
Ruimten niet bestemd voor menselijke bezetting
Klasse
Verseluchtdebiet (niet-rokersruimten)
IDA1
klasse niet van toepassing
IDA2
> 2,5 m³/uur.m²
IDA3
1,3 – 2,5 m³/uur.m²
IDA4
< 1,3 m³/uur.m²
11
1. WELKE DEBIETEN? a) NBN EN 13779 en EPB-bijlage ●
Ruimten niet bestemd voor menselijke bezetting (bijlage VII-§7.2.2.) ►
Sanitaire ruimten › het aantal wc’s en urinoirs is gekend debiet: 25 m³/uur per wc of urinoir
› het aantal wc’s en urinoirs is niet gekend debiet: 15 m³/uur.m² ►
Douches › debiet: 50 m³/uur per douche
►
Andere niet voor menselijke bezetting bestemde ruimten › debiet: 1,3 m³/uur.m²
12
1. WELKE DEBIETEN? a) NBN EN 13779 en EPB-bijlage Bestemd voor menselijke bezetting
Speciale ruimte
Niet bestemd voor menselijke bezetting
Functie?
Oppervlakte per persoon
Bezetting vastgelegd door bouwteam
Wc/douches? Nee
Berekende bezetting Max.
1,3 m³/uur.m²
Ja Aantal wc’s/douches gekend?
Andere normen?
Ja 22 m³/uur.pers
25 m³/uur.wc 50 m³/uur.douches
Nee
Ja Nee Debiet volgens deze normen
15 m³/uur.m ²
Debiet volgens andere specificaties
13
1. WELKE DEBIETEN? a) NBN EN 13779 en EPB-bijlage ●
Hergebruik en doorstroming ►
Het minimale ontwerptoevoerdebiet voor ruimten bestemd voor menselijke bezetting moet worden gerealiseerd met buitenlucht. De bijkomende debieten mogen worden gerealiseerd met buitenlucht, hergebruikte lucht of doorstroomlucht (bijlage VII§7.3.)
►
In ruimten die niet bestemd zijn voor menselijke bezetting mag het toevoerdebiet volledig worden gerealiseerd met afvoerlucht uit ruimten van de kwaliteit ETA1 of ETA2 (bijlage VII-§7.3.)
Voor hergebruik moeten alle richtlijnen van bijlage A.6 van de EN 13779 (bijlage VII§7.3.) worden nageleefd
14
1. WELKE DEBIETEN? a) NBN EN 13779 en EPB-bijlage ●
Hergebruikte lucht en doorstroomlucht
Bron: VADEMECUM REGLEMENTERING EPB-WERKZAAMHEDEN 2015
15
1. WELKE DEBIETEN? a) NBN EN 13779 en EPB-bijlage ●
Drukvoorwaarden ►
Een niet te verwaarlozen onevenwicht tussen toevoer- en afvoerlucht is toegelaten. -5 Pa ≤ CP ≤ +10 Pa (bijlage VII-§7.5.) 1
abs(q CP = sign(q
v, supply
- q v, extract )
.
v, supply
V 50
- q v, extract )
0,65
.
50
V 50 V ext
met een lekdebiet bij 50 Pa
16
1. WELKE DEBIETEN?
a.
NBN EN 13779 en EPB-bijlage
b.
NBN EN 15251
c.
ANDERE
17
1. WELKE DEBIETEN? b) NBN EN 15251 “Binnenmilieu-gerelateerde inputparameters voor ontwerp en beoordeling van energieprestatie van gebouwen voor de kwaliteit van de binnenlucht, het thermische comfort, de verlichting en akoestiek” ●
Bijlage B (informatief): basis van de criteria voor de kwaliteit van de binnenlucht en de ventilatiedebieten ►
B.1 Aanbevolen ventilatiedebieten voor de berekening in nietresidentiële gebouwen › B.1.2 Methode gebaseerd op menselijke bezetting en de componenten van het gebouw › B.1.3 Methode gebaseerd op het ventilatiedebiet per persoon of per m² vloeroppervlakte
› B.1.4 Aanbevolen CO2-waarden voor de energieberekeningen
18
1. WELKE DEBIETEN? b) NBN EN 15251 “Binnenmilieu-gerelateerde inputparameters voor ontwerp en beoordeling van energieprestatie van gebouwen voor de kwaliteit van de binnenlucht, het thermische comfort, de verlichting en akoestiek” ●
●
Bijlage B (informatief): basis van de criteria voor de kwaliteit van de binnenlucht en de ventilatiedebieten ►
B.2 Aanbevolen debietwaarden voor de dimensionering van de ventilatie van woningen
►
B.3 Aanbevolen criteria voor de dimensionering van de bevochtiging en ontvochtiging
►
B.4 Ventilatie aanbevolen tijdens de uren van niet-bezetting
Bijlage C (informatief): voorbeeld van het bepalen of een gebouw weinig of zeer weinig vervuilend is
19
1. WELKE DEBIETEN? b) NBN EN 15251 ● Type gebouw of ruimte
Uittreksel (B.1.2) Klasse
Vloeroppervlakte m²/pers.
Aanvulling indien roken toegelaten l/(s.m²) voor bezetting
l/(s.m²) voor zeer licht verontreinigend gebouw
l/(s.m²) voor licht verontreinigend gebouw
l/(s.m²) voor verontreinigend gebouw
Gesloten kantoor
Landschaps kantoor Klasse
Vergaderzaal
Verwachte ontevredenheid over binnenklimaat
Debiet per persoon l/s/pers
20
1. WELKE DEBIETEN?
a.
NBN EN 13779 en EPB-bijlage
b.
NBN EN 15251
c.
ANDERE
21
1. WELKE DEBIETEN? c) ANDERE ●
Andere reglementeringen en ‘wetenschappelijke’ documenten ►
ARAB: Algemeen Reglement voor de Arbeidsbescherming: 30 m³/uur per werknemer
►
Rokersruimten en niet-rokersruimten (KB 19/01/2005 + …)
►
Ventilatie in de HORECA (MB 09/01/1991)
►
En in het PHPP: 30 m³/uur per persoon
22
1. WELKE DEBIETEN? a) NBN EN 13779 en EPB-bijlage ●
Debieten in tertiaire gebouwen: raam het vereiste hygiënische ventilatiedebiet voor volgende ruimten Kenmerken van de ruimte
Ontwerpdebiet [m³/uur]
Kantoorlandschap: 150 m² (voorzien voor 20 personen) Individueel kantoor: 20 m² (voorzien voor 1 persoon) Archiefruimte: 15 m² Klaslokaal: 50 m² (25 leerlingen + 1prof.)
23
1. WELKE DEBIETEN? a) NBN EN 13779 en EPB-bijlage ●
Minimale bezetting per type ruimte (EPB) TYPE RUIMTE
[m²/persoon]
Kantoorgebouw Kantoor
15
Ontvangstlokalen, onthaal, vergaderruimten
3,5
Hoofdinkom
10
Onderwijsinstellingen Leslokalen
4
Polyvalente ruimte
1
Horeca Restaurant, cafetaria, snelbuffet, kantine, bar, cocktailbar
1,5
Keuken, kitchenette
10
24
Ventilatie in tertiaire gebouwen 1.
2.
Welke debieten in hygiënische ventilatie? a.
NBN EN 13779 en EPB-bijlage
b.
NBN EN 15251
c.
ANDERE
Keuze van een luchtgroep a.
3.
Welke criteria?
Klimaatregeling a.
Luchtdistributie
b.
Diagram van de vochtige lucht
c.
Verwarming/koeling
d.
Bevochtiging/ontvochtiging
26
2. LUCHTGROEP HOE KIEZEN?
Bron: Carrier Bron: Carrier
27
2. LUCHTGROEP HOE KIEZEN?
Bron: Carrier
28
2. LUCHTGROEP HOE GROOT?
Bron: Carrier
Bron: GEA Happel
29
2. LUCHTGROEP HOE GROOT?
Luchtdebiet m³/u
Bron: GEA Happel
30
2. LUCHTGROEP WELKE CRITERIA?
Bron: GEA Happel
31
2. LUCHTGROEP WELKE CRITERIA?
Bron: GEA Happel
32
2. LUCHTGROEP WELKE CRITERIA? ●
WARMTEWISSELAAR
Bron: GEA Happel
33
2. LUCHTGROEP WELKE WARMTEWISSELAAR? ●
Warmtewisselaar met glycolwater
h = 50 – 65 %
+ Luchttoevoer en afzuiging gescheiden + Toepassing: ziekenhuizen (geen risico van contaminatie) + eenvoudige regeling van T° (3-weg kraan)
- Laag rendement - Drukval van glycolwater verbruik van de pomp
- Risico op ijsvorming - Kost niet verwaarloosbaar voor kleine installaties Bron: GEA Happel
34
2. LUCHTGROEP WELKE WARMTEWISSELAAR? ●
Platenwarmtewisselaar + Geen bewegende onderdelen laag elektriciteitsverbruik + Weinig onderhoud + Zeer laag risico op vervuiling van verse lucht
- Pulsie en extractie in de nabijheid - Neemt veel plaats in - Aanzienlijk drukverliezen bij grote debieten
- Beperkte vochtterugwinning - Risico op ijsvorming h = 80 – 90 % 35
2. LUCHTGROEP WELKE WARMTEWISSELAAR? ●
Warmtewiel + Vochtterugwinning (latente warmte) + Hoog rendement + Beperkte drukverliezen in verhouding tot het hoge rendement + neemt relatief weinig plaats in
+ beperkt risico op ijsvorming - Pulsie en extractie in de nabijheid
- Bewegende onderdelen elektriciteitsverbruik en onderhoud - Risico op vervuiling van verse lucht h = 70 – 80 % 36
2. LUCHTGROEP WELKE WARMTEWISSELAAR? ●
Regeneratieve warmtewisselaar + Vochtterugwinning (latente warmte) + Hoog rendement + Beperkte drukverliezen
- Neemt veel ruimte in - Grote investering
h = 75 – 90 %
37
2. LUCHTGROEP WELKE WARMTEWISSELAAR? Warmterecuperatie ●
Besparing op voorverwarming van binnenkomende lucht
38
2. LUCHTGROEP WELKE WARMTEWISSELAAR? Warmterecuperatie ●
Besparing op voorverwarming van binnenkomende lucht Warmtewisselaar met glycolwater
Platenwarmtewisselaar
Warmtewiel
Regeneratief
€ 2.010
€ 2.175
€ 2.860
€ 3.175
Winst/verlies in % in vergelijking met standaard:
-8%
100 %
+31 %
+46 %
Besparing in de zomer
€0
€ 58
€ 87
€ 86
- 100 %
100 %
+50 %
+ 48 %
55 %
56 %
81 %
94 %
0%
0%
42 %
10 %
€ 15.000
€ 15.000
€ 18.000
€ 42.000
Besparing in de winter
Winst/verlies in % in vergelijking met standaard:
Rendement bij 8 °C (t°/vochtigheid) Prijs (9.500 m³/u)
39
2. LUCHTGROEP WELKE CRITERIA? ●
LUCHTFILTERS
Bron: GEA Happel
40
2. LUCHTGROEP FILTERKLASSE? ●
Zakkenfilters
Bron: GEA Happel
41
2. LUCHTGROEP FILTERKLASSE? ●
Zakkenfilters
Bron: GEA Happel
42
2. LUCHTGROEP FILTERKLASSE? Aanbevelingen SICC (Société suisse des ingénieurs en VERWARMING et climatisation) Te filteren stoffen Toepassingen Klasse volgens EN 779 G1 Eenvoudig gebruik (bescherming tegen insecten) G2 Insecten, textielvezels, haar, zand, as, pollen, cement
G3 G4
F5 Pollen, cement, vervuilende deeltjes (stof), ziektekiemen, bacteriedragende stofdeeltjes
Oliedampen en roetophopingen, tabaksrook, metaaloxiderook
Ziektekiemen, bacteriën, virussen, tabaksrook, metaaloxiderook
F5 F6 F7
Voorfilter en filter voor luchtbehandelingkasten Eindfilter in luchtbehandelinginstallaties voor winkels, kantoren en productieruimten Voorfilter voor klasse F9 tot H12
F7 F8 F9
Eindfilter in luchtbehandelinginstallaties voor kantoren, productieruimten, ziekenhuizen, elektriciteitscentrales, computerruimten Voorfilter voor absolute filters en actieve koolstoffilters
H10 H11 en H12 H13 en H14 U15 en U16
Eindfilter voor ruimten met hoge luchtzuiverheidseisen, laboratoria, voedselnijverheid, apotheken, fijnmechanische, optische en elektronicaindustrie
H11 en H12 Oliedamp en roetvorming, radioactief stof
Voorfilter en filter voor installaties van civiele bescherming Luchtafvoer van spuitcabines, keukens Antivervuilingsbescherming voor klimaatregeleenheden (bijv. in ramen) Voorfilter voor filterklasse F6 tot F8 Filter voor de luchttoevoer naar ruimten met beperkte luchtzuiverheidseisen (werkplaatsen, garages, opslagruimten)
H13 en H14 U15 en U16
Eindfilter voor cleanrooms Eindfilter voor cleanrooms Eindfilter voor operatieruimten Eindfilter voor luchtafvoer van kerncentrales Bron: SICC
43
2. LUCHTGROEP FILTERKLASSE?
Qualité neuf Kwaliteit vandedel'air verse lucht Qualité Kwaliteitde vanl'air de intérieur binnenlucht
air pur Zuivere lucht
poussière Stof
Concentration Zeer hoge très élevée concentratie
F9
F7+F9
F5+GF+F9*
F8
F6+F8
F5+GF+F9*
Matig Modérée (IDA 3)
F7
F5+F7
F5+F7
Laag Basse (IDA 4)
F6
F5+F6
F5+F6
Hoog Élevée (IDA 1) Gemiddeld Moyenne (IDA 2)
Bron: Energie +
44
2. LUCHTGROEP FILTERKLASSE?
Grove filters
Fijne filters
Absolute filters Aansluiting tussen filters
Bron: Energie +
45
2. LUCHTGROEP WELKE CRITERIA? ●
VENTILATOREN
Bron: GEA Happel
46
2. LUCHTGROEP VENTILATOREN?
Bron: carrier
47
2. LUCHTGROEP VENTILATOREN?
Bron: construction.co.uk
48
2. LUCHTGROEP VENTILATOREN?
Bron: carrier
49
2. LUCHTGROEP VENTILATOREN? SPECIFIC FAN POWER (SFP) The SFP value is defined as power divided by air flow. It can easily be proven that the value is also total pressure drop divided by overall efficiency of the fan and motor system and this indicates how to reduce the value.
where SFP Pel qV Δpfan ηe
= The specific fan power of the air handling unit/fan [kW/(m3/s)] = The absorbed electric power supplied from the mains to the fan in the air handling unit/fan (kW) = Air flow through the air handling unit/fan (m3/s) = Total pressure rise from the fan inlet to the outlet (Pa) = Overall efficiency of the fan
Bron: Eurovent 6-8
50
2. LUCHTGROEP VENTILATOREN? SPECIFIC FAN POWER (SFP) ηe
= Overall efficiency of the fan
Bron: AIVC
51
2. LUCHTGROEP VENTILATOREN? SPECIFIC FAN POWER for unit (SFPE) SEPARATE SUPPLY AIR OR EXTRACT AIR HANDLING UNITS AND INDIVIDUAL FANS The specific fan power, SFPE is the electric power, in kW, supplied to a fan divided by the air flow expressed in m3/s.
where SFPE Pel qV
= The specific fan power of the air handling unit/fan [kW/(m3/s)] = The absorbed electric power supplied from the mains to the fan in the air handling unit/fan (kW) = Air flow through the air handling unit/fan (m3/s)
Bron: Eurovent 6-8
52
2. LUCHTGROEP VENTILATOREN? SPECIFIC FAN POWER for unit (SFPE) HEAT RECOVERY AIR HANDLING UNIT WITH SUPPLY AIR AND EXTRACT AIR The specific fan power, SFPE is the total amount of electric power, in kW, supplied to the fans in the air handling unit, divided by the largest of supply air or extract air flow rate (note, not the outdoor air nor the exhaust air flow rates) expressed in m3/s.
where SFPE Pel,sa Pel,ea qV max
= Specific fan power of a heat recovery air handling unit [kW/(m3/s)] = The absorbed electric power supplied from the mains to the supply air fan (kW) = The absorbed electric power supplied from the mains to the extract air fan (kW) = Largest of supply air or extract air flow through the air handling unit (m3/s)
Bron: Eurovent 6-8
53
2. LUCHTGROEP VENTILATOREN? SPECIFIC FAN POWER class (SFPE) Categ.
SFPE [W/(m³/s)] Pulsie of Extractie
SFPE [W/(m³/s)] Pulsie en Extractie
SFP 1
< 500
< 1 000
SFP 2
500 – 750
1 000 – 1 500
SFP 3
750 – 1 250
1 500 – 2 500
SFP 4
1 250 – 2 000
2 500 – 4 000
SFP 5
2 000 – 3 000
4 000 – 6 000
SFP 6
3 000 – 4 500
6 000 – 9 000
SFP 7
> 4 500
> 9 000
Bron: Robatherm
54
2. LUCHTGROEP VENTILATOREN? SPECIFIC FAN POWER class (SFPE) Componenten
SFPE [W/(m³/s)]
Extra F7 of F9 luchtfilter
+ 300
HEPA filter (H10 to H13)
+1 000
Actiefkoolfilter (gasfilter)
+ 300
Recuperator van klasse H2 of H1 volgens EN13053
+ 300
Grote koellast en/of ontvochtigingsbatterij
+ 300
Bron: Robatherm
55
2. LUCHTGROEP VENTILATOREN? SPECIFIC FAN POWER (SFP) Δpfan = Total pressure rise from the fan inlet to the outlet (Pa)
Bron: AIVC
56
2. LUCHTGROEP VENTILATOREN? SPECIFIC FAN POWER (SFP) SFP with variable flow rate In a constant air volume flow system, the demands shall be met at the design air flow and design external pressure drop (pressure drop in the ducting). In a variable air volume flow system, the demands made on the SFPE shall be met at the partial air flow and the related external pressure drop, specified for each air handling unit specification.
Bron: AIVC
57
2. LUCHTGROEP VENTILATOREN? SPECIFIC FAN POWER (SFP) Example of calculation of SFP of a whole building
Bron: AIVC
58
2. LUCHTGROEP WELKE CRITERIA? ●
GELUIDDEMPERS
Bron: GEA Happel
59
2. LUCHTGROEP GELUIDDEMPERS Voor groep
Efficiëntie Δp
Voor leiding
↑↑ ↑↑
Efficiëntie ↓ Δp
↓ ↓↓
Bron: AIVC
60
2. LUCHTGROEP WELKE CRITERIA? ●
Regenbescherming + kleppenregister
Bron: GEA Happel
61
2. LUCHTGROEP REGENBESCHERMING + KLEPPENREGISTER Kleppenregisters
Bron: Energie +
Regenbescherming
Bron: Carrier
62
2. LUCHTGROEP WELKE CRITERIA? ●
Thermische isolatie + luchtdichtheid
Bron: GEA Happel
63
2. LUCHTGROEP THERMISCHE ISOLATIE + LUCHTDICHTHEID
HOMOLOGATIE CONFORM NORM EN1886 • Chassis in staalprofielen • Panelen met thermische isolatie van 60 mm dik • Warmtedoorgangscoëfficiënt klasse T2 • Koudebrugfactor klasse TB2 • Mechanische weerstandsklasse 2A/1A (D1/D2) • Dichtheid klasse B (L2) • Verliezen door filterbypass klasse F9
Bovenlaag Grondlaag Voorbehandeling Zinkfilm Stalen paneel Zinkfilm
Voorbehandeling Grondlaag Bovenlaag
Bron: Carrier
64
2. LUCHTGROEP THERMISCHE ISOLATIE + LUCHTDICHTHEID NORME NBN EN 1886 Ventilation for buildings - Air handling units – Mechanical performance Thermal transmittance Class
U (W / m² . K)
T1
U ≤ 0,5
T2
0,5 < U ≤ 1
T3
1 < U ≤ 1,4
T4
1,4 < U ≤ 2
T5
No Requirements
65
2. LUCHTGROEP THERMISCHE ISOLATIE + LUCHTDICHTHEID NORM NBN EN 1886
><
EUROVENT
Casing air leakage Obsolete
Existing
Test pressure: -400 Pa Classification: Max. leakage rate 0,44 l/sm² => class B Max. leakage rate 1,32 l/sm² => class A Max. leakage rate 3,96 l/sm² => class 3A
Test pressure: -400 Pa Classification: Max. leakage rate 0,15 l/sm² => class L1(M) Max. leakage rate 0,44 l/sm² => class L2(M) Max. leakage rate 1,32 l/sm² => class L3(M)
Test pressure: +700 Pa Classification: Max. leakage rate 0,63 l/sm² => class B Max. leakage rate 1,90 l/sm² => class A Max. leakage rate 5,70 l/sm² => class 3A
Test pressure: +700 Pa Classification: Max. leakage rate 0,22 l/sm² => class L1(M) Max. leakage rate 0,63 l/sm² => class L2(M) Max. leakage rate 1,90 l/sm² => class L3(M)
Bron:http://www.eurovent-certification.com/
66
2. LUCHTGROEP WELKE CRITERIA? ●
Warmte-/koudebatterijen
Bron: GEA Happel
67
2. LUCHTGROEP WARMTE-/KOUDEBATTERIJEN
KLIMAATREGELING
Bron: Energie +
Bron: GEA Happel
68
Ventilatie in tertiaire gebouwen 1.
2.
Welke debieten in hygiënische ventilatie? a.
NBN EN 13779 en EPB-bijlage
b.
NBN EN 15251
c.
ANDERE
Keuze van een luchtgroep a.
3.
Welke criteria?
Klimaatregeling a.
Luchtdistributie
b.
Diagram van de vochtige lucht
c.
Verwarming/koeling
d.
Bevochtiging/ontvochtiging
69
3. KLIMAATREGELING?
a.
LUCHTDISTRIBUTIE
b.
DIAGRAM VAN DE VOCHTIGE LUCHT
c.
VERWARMING/KOELING
d.
BEVOCHTIGING/ONTVOCHTIGING
70
3. KLIMAATREGELING? a) LUCHTDISTRIBUTIE
De door de ventilatie aangevoerde lucht kan worden gebruikt als vector ● om te verwarmen of te koelen ● om te bevochtigen of te ontvochtigen
71
3. KLIMAATREGELING? a) LUCHTDISTRIBUTIE ● Om te verwarmen of te koelen Een van de voordelen van de passiefnorm is dat er in bepaalde gevallen via de hygiënische ventilatie kan worden verwarmd (klein vermogen vereist). Hierbij gelden echter enkele eisen en beperkingen: ►
►
Het ventilatiedebiet wordt bepaald door de warmtebehoefte (koppeling ventilatie-verwarming). Vaak dient er meer geventileerd te worden dan op basis van de hygiënische behoeften nodig is (risico van droge lucht en van oververbruik). Het probleem vergroot wanneer de behoefte aan hygiënische lucht verkleint (bij niet-gebruik). De temperatuur van de ingeblazen lucht is begrensd (onder- en bovengrens) omwille van het comfort, wat ook een begrenzing van het vermogen inhoudt. Zo beperkt het PHPP de pulsietemperatuur bijv. tot 52 °C voor de verwarming. 72
3. KLIMAATREGELING? a) LUCHTDISTRIBUTIE
N Voordelen:
Bron: Energie +
• Kan worden gebruikt om de luchtvochtigheid te regelen (voorverwarming, bevochtiging, …) • Geen uitrusting nodig in de kamers
N Nadelen:
• Vereist grote luchtdebieten ∙ Aanzienlijke plaatsinname van luchtbehandelingsnetwerken • Afhankelijkheid van hygiënische ventilatie met klimaatbehandeling
N Toepassing:
• Zones met hoog debiet en lage behoefte aan klimaatregeling • Systeem met hoog reactief vermogen
3. KLIMAATREGELING? a) LUCHTDISTRIBUTIE De luchtsnelheid speelt een rol in het comfortgevoel
Tocht Oncomfortabel: koud
Comfortabel
Oncomfortabel: warm
Luchtsnelheid [m/s]
Toenemende energiebehoefte voor verwarming
Luchttemperatuur [°C]
Bron: W. Frank: Raumklima und thermische Behaglichkeit. Berlin, 1975.
Hiermee moet rekening worden gehouden bij de keuze van het ventilatiesysteem en zijn componenten.
74
3. KLIMAATREGELING? a) LUCHTDISTRIBUTIE De luchtsnelheid speelt een rol in het comfortgevoel
Bron: Energie + (norme DIN 1946)
In de bezette zone mag het temperatuurverschil tussen de ingeblazen lucht en de omgevingslucht niet groter zijn dan: - 1,5°C bij warme ingeblazen lucht - 1°C bij koude lucht
75
3. KLIMAATREGELING? a) LUCHTDISTRIBUTIE De luchtsnelheid speelt een rol in het comfortgevoel
Bron: TROX
76
3. KLIMAATREGELING? a) LUCHTDISTRIBUTIE De luchtsnelheid speelt een rol in het comfortgevoel
Bron: Energie + (norme DIN 1946)
Bron: TROX
77
3. KLIMAATREGELING?
a.
LUCHTDISTRIBUTIE
b.
DIAGRAM VAN DE VOCHTIGE LUCHT
c.
VERWARMING/KOELING
d.
BEVOCHTIGING/ONTVOCHTIGING
78
3. KLIMAATREGELING? b) DIAGRAM VAN DE VOCHTIGE LUCHT
79
3. KLIMAATREGELING? b) DIAGRAM VAN DE VOCHTIGE LUCHT
Droge temperatuur
Dauwpunt
Absolute vochtigheid
Bron: AFPA – DEAT – F.Cabeza
80
3. KLIMAATREGELING?
a.
LUCHTDISTRIBUTIE
b.
DIAGRAM VAN DE VOCHTIGE LUCHT
c.
VERWARMING/KOELING
d.
BEVOCHTIGING/ONTVOCHTIGING
81
3. KLIMAATREGELING?
Symbool
c) VERWARMING ●
Verwarmingsbatterijen ►
De verwarmingsbatterij is de warmtewisselaar die de lucht opwarmt.
elektrische weerstand
warmwaterbatterij
82
3. KLIMAATREGELING? c) VERWARMING Evolutie van de lucht - verwarming Bron: AFPA – DEAT – F.Cabeza
De verwarming wordt op het psychometrisch diagram weergegeven door een horizontale lijn tussen de punten A en B. Wanneer de droge temperatuur t stijgt: - blijft de dauwtemperatuur tr constant De RV neemt af, en dat - blijft de absolute vochtigheid x constant is het probleem
83
3. KLIMAATREGELING? c) VERWARMING Welk vermogen kan door de ventilatie worden overgebracht? Bron: AFPA – DEAT – F.Cabeza
Verwarmingsvermogen [W] = 0,34 x Debiet x T [W/(m³/u).K] [m³/u] [°K]
In deze ventilatie-installatie wordt 2.000 m³/u lucht verwarmd met batterij BC. Hierbij moet het volgende worden vastgesteld: 1- De kenmerken van punt N aan de uitgang van batterij BC. 2- Het vermogen van batterij BC.
84
3. KLIMAATREGELING? c) VERWARMING Welk vermogen kan door de ventilatie worden overgebracht? 1- De kenmerken van punt N aan de uitgang van batterij BC
ts1 = - 10°C Φ1 = 80 % Δt = 22°C Q = 2000 m3/h
ts2 =? Φ2 =? 1
2
85
3. KLIMAATREGELING? c) VERWARMING Welk vermogen kan door de ventilatie worden overgebracht? 2- Het vermogen van batterij BC ts1 = - 10°C Φ1 = 80 % Δt = 22°C Q = 2000 m3/h
P = 0,34 * Q * T
= 0,34 * 2000 * 22 = 15 kW
ts2 = 12°C Φ2 = 17 %!!!! SI: Δt = 45°C ts2’ = 35°C Φ2’ = 4 %!!!
P = 0,34 * 2000 * 35 = 24 kW
86
3. KLIMAATREGELING? c) VERWARMING Welk vermogen kan door de ventilatie worden overgebracht? 1- De kenmerken van punt N aan de uitgang van batterij BC
ts1 = - 10°C Φ1 = 80 % Δt = 22°C Q = 2000 m3/h
Ts2’ = 35°C Φ2’ = 4 % 1
2
2’
87
3. KLIMAATREGELING?
a.
LUCHTDISTRIBUTIE
b.
DIAGRAM VAN DE VOCHTIGE LUCHT
c.
VERWARMING/KOELING
d.
BEVOCHTIGING/ONTVOCHTIGING
88
3. KLIMAATREGELING?
Symbool
c) KOELING ●
Koudebatterijen ►
De koudebatterij is de warmtewisselaar die de lucht afkoelt.
Koelvloeistof
Batterij met koelvloeistof / koud water
Koelvloeistof
vereist een sifon
afvloeiing van het condenswater
opvangbak voor het condenswater
Bron: blog GuidEnR - Les systèmes de climatisation couramment utilisés
89
3. KLIMAATREGELING? c) KOELING Evolutie van de lucht – “droge” koeling (zonder condensatie) Bron: AFPA – DEAT – F.Cabeza
De refroidissement Le oppervlaktetemperatuur est représenté van de surkoudebatterij le diagrammeblijft psychométrique hoger dan de par une horizontale entre les dauwtemperatuur vanpoints de lucht A etvoor B. die door de koudebatterij gaat. Il s'agit Deze warmte donc d'une die uittransformation de lucht wordtinverse getrokken, du VERWARMING. is de voelbare warmte. Onisremarque Er geen condensatie que lorsque van la waterdamp température vant sèche de lucht. diminue: - la température Deze koeling vande derosée waterdamp reste constante, zonder wijziging van toestand wordt - l'humiditéofabsolue voelbare “DROGE” x reste koeling constante. genoemd.
90
3. KLIMAATREGELING? c) KOELING Evolutie van de lucht – Koeling en ontvochtiging van de lucht
Koelbatterij (100% efficiëntie toegelaten)
Bron: AFPA – DEAT – F.Cabeza
De koeling van de lucht, tot een temperatuur lager dan het dauwpunt ervan, gaat altijd gepaard met een ontvochtiging.
De daling van de droge temperatuur gaat gepaard met: - de daling van de dauwtemperatuur, - de daling van de absolute luchtvochtigheid. Een dergelijke transformatie wijzigt zowel de voelbare warmte als de latente warmte van de beschouwde lucht. 91
3. KLIMAATREGELING? c) LUCHTVERMENGING ●
Kasten voor luchtvermenging ►
De vermenging beoogt de homogene samenvoeging van luchtdebieten van verschillende herkomst. Dit is bijvoorbeeld het geval voor de verse buitenlucht en de afvoerlucht in de lokalen. Bron: airtradecentre.com Bron: dimclim.fr
Lokaal
Buiten Vermenging
Vermenger met lamellen 92
3. KLIMAATREGELING? c) LUCHTVERMENGING Evolutie van de lucht – Vermenging van luchtmassa’s Grafische modellering
Het mengpunt M ligt op een rechte lijn tussen de 2 punten. De plaats hangt af van het massadebiet.
Lokaal
Buiten Vermenging
Toepassing van de wet van de luchtvermenging geeft: hM = ( qmE . hE + qmL . hL ) / ( qmE + qmL )
rM = ( qmE . rE + qmL . rL ) / ( qmE + qmL ) θM = ( qmE . θE + qmL . θL ) / ( qmE + qmL )
Bron: AFPA – DEAT – F.Cabeza
93
3. KLIMAATREGELING? c) VERWARMING Evolutie op een luchtbehandelingscentrale – winter:
Bron: CRETAL Ph
De lucht in A wordt met de lucht in B vermengd tot de lucht in C. De lucht wordt vervolgens verwarmd in de warmtebatterij tussen C en D. Tot slot wordt de lucht in het lokaal geblazen. 94
3. KLIMAATREGELING? c) KOELING Evolutie op een luchtbehandelingscentrale – zomer:
Bron: CRETAL Ph
De lucht in A wordt met de lucht in B vermengd tot de lucht in C. De lucht wordt vervolgens afgekoeld in de koudebatterij tussen C en D. Tot slot wordt de lucht in het lokaal geblazen. 95
3. KLIMAATREGELING?
a.
LUCHTDISTRIBUTIE
b.
DIAGRAM VAN DE VOCHTIGE LUCHT
c.
VERWARMING/KOELING
d.
BEVOCHTIGING/ONTVOCHTIGING
96
3. KLIMAATREGELING? d) BEVOCHTIGING ● Waarom? Wanneer de koude buitenlucht wordt verwarmd, daalt de relatieve vochtigheid ervan (de absolute vochtigheid blijft constant). En een te groot verseluchtdebiet kan tot droge lucht leiden, wat oncomfortabel kan zijn (< 30 %) Vochtigheidsgraad
Vochtgehalte (g/kg)
Enthalpie h (kJ/kg)
Zone 1: droogteproblemen. Zones 2 en 3: ontwikkeling van bacteriën en microzwammen. Zone 3: ontwikkeling van mijtachtigen. Zone 4: polygoon van hygrothermisch comfort Bron: R. Fauconnier
Temperatuur (°C)
97
3. KLIMAATREGELING? d) BEVOCHTIGING ● Waarom? ARAB Inzake luchtvochtigheid bepaalt het ARAB: Het arbeidsklimaat mag niet worden verstoord door overmatige vochtigheid of droogte. Bovendien moet een relatieve luchtvochtigheid van 40 tot 70% gehandhaafd worden, onder voorbehoud van technologische eisen.
Europese norm NBN EN 13779 (2004) In het temperatuurbereik 20-26°C schrijft de norm een relatieve vochtigheidsgraad voor van 30-70 %.
98
3. KLIMAATREGELING? d) BEVOCHTIGING ● Om te bevochtigen of te ontvochtigen Om het risico van droge lucht te beperken, dient: 1. de toevoer van verse lucht beperkt te worden tot het minimum dat voor de hygiëne vereist is, en geniet hercirculatielucht de voorkeur als de vereiste luchttoevoer groter is (bijv. voor de verwarming) 2. een deel van het vocht van de vervuilde lucht gerecupereerd te worden d.m.v. hygroscopische recuperatoren 3. de verse lucht bevochtigd te worden
99
3. KLIMAATREGELING?
Symbool
d) BEVOCHTIGING Evolutie van de lucht – Vernevelingsbevochtiger Luchtbehandelingsleiding
Druppelafscheider
Het water wordt door sproeiers verneveld in de luchtstroom of op een afvloeiingsoppervlak dat voor een betere bevochtiging van de lucht zorgt.
- Veel gebruikt voor 1980 - Opgelet voor woekerende bacteriën - LENARD-effect (lucht laadt zich met statische elektriciteit) - Vereist warmtebatterij voor en na + druppelafscheider - Verboden voor cleanrooms
Met recyclage Bron: Energie+
Gebruik vrijwel volledig vervangen door nieuwe installaties!
100
3. KLIMAATREGELING?
Symbool
d) BEVOCHTIGING Evolutie van de lucht – Vernevelingsbevochtiger Bron: dimclim.fr
Of adiabatische bevochtiging (geen uitwisseling van warmte met buiten). De evolutie van de lucht gebeurt theoretisch met constante natteboltemperatuur. De helling van de evolutie hangt af van de temperatuur van het vernevelde water, dus van de verzadigingstemperatuur “sat”.
De bevochtiger volstaat niet om de lucht te verzadigen. Hiervoor is een “oneindig uitwisselingsoppervlak” nodig. 101
3. KLIMAATREGELING?
Symbool
d) BEVOCHTIGING Evolutie van de lucht – Stoomluchtbevochtiger Luchtbehandelingsleiding
Vervangt de bevochtigers door verneveling van water.
Elektroden Stoomcilinder
De waterdamp wordt rechtstreeks in de leiding of in de luchtbehandelingscentrale geïnjecteerd.
Watertoevoer
- Geen probleem met hygiëne - Eenvoudiger en nauwkeuriger onderhoud en regeling - Geen bijkomende warmtebatterijen - Geen drukvallen op de lucht Bron: Energie+
102
3. KLIMAATREGELING?
Symbool
d) BEVOCHTIGING Evolutie van de lucht – Vernevelingsbevochtiger Bron: dimclim.fr
De theoretische evolutie [ES] gebeurt bij constante droge temperatuur (isotherm). Door de enthalpie van de damp (rv = 2676 kJ/kg bij 100 °C) gebeurt de reële evolutie [ES'] volgens een helling die afhangt van de rv. De reële temperatuurstijging bedraagt 1 tot 2 °C naargelang het geval en de temperatuur van de damp.
In het kader van een voorontwerp wordt de evolutie als isothermisch beschouwd. 103
3. KLIMAATREGELING?
a.
LUCHTDISTRIBUTIE
b.
DIAGRAM VAN DE VOCHTIGE LUCHT
c.
VERWARMING/KOELING
d.
BEVOCHTIGING/ONTVOCHTIGING
104
3. KLIMAATREGELING? d) ONTVOCHTIGING Evolutie van de lucht – Ontvochtiger door koudebatterij
Bron: teddington.com
Luchtbevochtier die van een koker kan worden voorzien
- De lucht die door de ontvochtiger gaat, wordt afgekoeld tot onder het dauwpunt. - Condensatie van de waterdamp op het oppervlak van de koudebatterij - De droge lucht gaat vervolgens door de condensator waar hij wordt opgewarmd en teruggestuurd.
105
3. KLIMAATREGELING? d) ONTVOCHTIGING Evolutie van de lucht – Ontvochtiger door koudebatterij Bron: dimclim.fr
- Niet echt energiezuinig procedé - De kosten blijven beperkt door recuperatie van de warmte van de condensatiegroep
106
3. KLIMAATREGELING? d) ONTVOCHTIGING Evolutie van de lucht – Ontvochtiger door adsorptie - Het water in de lucht wordt in contact gebracht met stoffen die sorptie-eigenschappen hebben, m.a.w. die waterdamp kunnen absorberen. - Het meest gebruikte vaste adsorptiemiddel is silicagel. Ontvochtiger door adsorptie Bron: teddington.com
- Het adsorptiemiddel bestaat uit een roterend wiel: terwijl de ene zone geregenereerd wordt, zorgt de andere voor de ontvochtiging. Bron: dimclim.fr
107
3. KLIMAATREGELING? d) ONTVOCHTIGING Evolutie van de lucht – Ontvochtiger door adsorptie Bron: dimclim.fr
- De evolutie gebeurt grotendeels volgens een natte isotherm. - Bij eerste benadering kunnen we aannemen dat de evolutie isenthalpisch is. 108
Nuttige hulpmiddelen, websites, enz.: WEBSITES ●
http://www.eurovent-certification.com/
●
http://sites.uclouvain.be/energie-plus
●
http://www.energieplus-lesite.be
●
http://gidsduurzamegebouwen.leefmilieubrussel.be/nl/g-ene02een-energie-efficient-ventilatiesysteemontwerpen.html?IDC=1048&IDD=5340
●
http://www.wtcb.be/homepage/index.cfm?cat=publications&sub=inf ofiches&pag=42&art=1
●
http://www.dimclim.fr
NORMEN: ●
NBN EN 1886; 1998 Ventilatie van GebouwenLuchtbehandelingseenheden
●
NBN EN 13779; 2007 (N) Ventilatie niet-residentiële gebouwen
●
LG03-eurovent-6-8; 2005
109
Referenties Gids Duurzame Gebouwen: ●
Opleiding Passief en (zeer) lage energie – gedeelte ventilatie http://www.leefmilieu.brussels/themas/gebouwen/goede-praktijken-om-te-bouwenen-te-renoveren/om-u-te-helpen/opleidingen-duurzaam-37
●
Gids Duurzame Gebouwen: http://gidsduurzamegebouwen.leefmilieubrussel.be/ Fiche G_ENE02 Een energie-efficiënt ventilatiesysteem ontwerpen
110
Om te onthouden van de presentatie
●
Welke norm(en) gebruiken? ►
Voor de dimensionering voor tertiaire gebouwen
►
Voor de keuze van een groep
●
Welke invloed heeft de EPB?
●
Welke keuzecriteria zijn er voor mijn luchtgroep?
●
Hoe comfort garanderen aan de gebruikers met een klimaatregeling “alleen lucht”?
111
Contact
Lieven INDIGNE Sr. Projectverantwoordelijke Gegevens
: 03 272 19 39
E-mail:
[email protected]
112