Reader klimaatontwerp BK4000 Ontwerpproject 4 Een klein openbaar gebouw
Technische Universiteit Delft Faculteit Bouwkunde April 2012
Eindredactie: Leo de Ruijsscher www.leoderuijsscher.com Ananda de Vos
Reader klimaatontwerp BK4000 Ontwerpproject 4 Een klein openbaar gebouw
Inhoud 1. Inleiding 2. Energiebron 3. De weg door je gebouw 4. Ventilatie 5. Verwarming en koeling 6. Voorbeeld installatieconcept collegezaal 7. Voorbeeld installatieconcept bibliotheek 8. Voorbeeld berekeningen 9. Symbolen 10. Websites 11. Beeldmateriaal
2
blz. 3 blz. 3 blz. 3 blz. 3 blz. 3 blz. 6 blz. 6 blz. 8 blz. 10 blz. 16 blz. 17
Inleiding Deze reader kan je gebruiken voor het ontwerpen van de klimaatinstallaties voor je project, een klein openbaar gebouw. Het richt zich op de openbare bibliotheekruimte en de collegezaal. Tevens kan je de fysieke uitkomsten gebruiken voor het bepalen van de benodigde bouwkundige ruimten voor het verloop van de luchtkanalen alsmede de technische ruimten. Energiebron Bepaal welke energiebronnen je wilt gebruiken voor het verwarmen en koelen van je gebouw. Bepaal ook welke capaciteiten deze moeten hebben en wat dit voor impact heeft op de benodigde technische ruimten. Op de TU Delft staat een warmtekrachtcentrale, met een ondergronds warmtenet. In deze opdracht is het mogelijk om aan te sluiten op dit netwerk. De weg door je gebouw De technische logistiek, hoe laat je de benodigde leidingen en luchtkanalen door je gebouw lopen. Om te beginnen moet de plek van de technische ruimten worden bepaald. Van de technische ruimte moeten de kanalen en leidingen naar de verdiepingen door een verticale schacht. Vervolgens moet het verdere horizontale verloop per verdieping worden bepaald. Maximale luchtsnelheden: Luchtkanalen in verticale schachten Horizontale luchtkanalen in gangen Inblazen en afzuigen
7 5 3
m/s m/s m/s
Ventilatie Ventilatie is nodig om een gezond gebouw te verkrijgen. Er moet gerekend worden met een minimale ventilatie behoefte van 50 m3/h per persoon. Deze lucht zal in eerste instantie niet worden gebruikt om de ruimte te koelen of te verwarmen. De luchthoeveelheid zal te klein zijn om als energiedrager te fungeren. Men verwarmt en koelt deze ventilatielucht wel om te voorkomen dat het onplezierig aanvoelt als deze de ruimte wordt ingeblazen. Wanneer er veel mensen in een ruimte aanwezig zijn en er dus relatief veel ventilatielucht nodig is, kan men deze lucht wel gebruiken als energiedrager om de ruimte te verwarmen en te koelen. Dit wordt wel een all air systeem genoemd. Verwarming en koeling Op de TU Delft staat een warmtekrachtcentrale, met een ondergronds warmtenet. In deze opdracht is het mogelijk om aan te sluiten op dit netwerk. Het water in de CV-installatie wordt in dit voorbeeld verwarmd met hete stoom van het warmtenet, en er wordt water gekoeld door middel van een koelmachine met koeltoren.
3
Stap 1: Koeling door middel van een koelmachine met koeltoren op het dak, verwarming door koppeling aan het warmtenet van de TU Delft.
4
Stap 2: Koppeling van warm- en koud water aan de luchtbehandelingkast en aan de koel- en verwarmingselementen in het gebouw.
5
Voorbeeld installatieconcept collegezaal Collegezaal met verdringingsventilatie. De lucht wordt laag ingeblazen onder de stoelen, en hoog afgezogen. Door de hoogte van de zaal is dit gunstig, doordat het leefniveau is voorzien van verse lucht. Voor de betekenis van symbolen zie pagina 10 tot 15.
Voorbeeld installatieconcept bibliotheek In lagere ruimtes, zoals de bibliotheek, en kantoor- of spreekruimtes kan mengende ventilatie worden toegepast. De lucht wordt toegevoerd boven een verlaagd plafond, en hoog ingeblazen. De lucht gaat via de armaturen in een plenum, die wordt afgezogen. Zo wordt de afgegeven warmte van de verlichting voor een deel afgevoerd.
6
7
Voorbeeld berekeningen Voor het berekenen van de minimale hoeveelheid ventilatie lucht kan je gebruik maken van 50 m3 per uur per persoon. Voor het berekenen van de hoeveelheid benodigde kW aan warmte (warmtelast) en aan koude (koellast) kan je gebruik maken van het excelsheet in de Kennisbank Bouwfysica.1 Voor het berekenen van de hoeveelheid benodigde m3 lucht om de warmtelast of de koellast te verkrijgen kan je gebruik maken van de volgende formule.
Hoeveelheid benodigde lucht F v of k
q
=
q
= Luchthoeveelheid
(r•c) • (troom – tsupply )
= m3/h
F v of k = Benodigd vermogen verwarmen of koelen r
=
Luchtdichtheid 1,2 kg/m3
c
=
Soortelijke warmte Lucht 1000 J/kg.°K
Dekt dit de minimaal benodigde luchthoeveelheid?
88
Van alle bepaalde hoeveelheden aan ventilatielucht; de minimale ventilatie behoefte, warmtelast of koellast, is de grootste hoeveelheid leidend in je ontwerp! Op die hoeveelheid moeten de luchtkanalen gedimensioneerd worden. Als alternatief kan je ook met het ORCA programma de luchthoeveelheden als de benodigde verwarming en koelcapaciteiten uitrekenen.
1
Kennisbank Bouwfysica, Course Documents, leerstofmodule gebouwgebonden installaties,Calculation Sheets, Cooling and Heating load calculation
8
Je kunt nu als controle bepalen wat het ventilatievoud is:
Rules of thumb – air change rates
n=
qv V
V qv 2 < n < 10 Dead spots 112
n= 0
Air / air 2
Air / water 6
9
10
Draught or displacement flow
Symbolen
10
11
12
13
14
15
6
Literatuurverwijzing en websites
Onderdeel
Websites
Verwarmingsketels
www.remeha.nl
Verwarmingsketels
www.viessmann.de
Warmtepompen
www.horos.nl
Warmte- en koude opslag
www.geo-elements.nl
Warmte- en koude opslag
www.etp.tv
Koelmachines
www.trane.nl
Koelmachines
www.ibkcompac.nl
Airconditioning
www.carrier.nl
Luchtbehandelingkasten
www.verhulst.com
Luchtbehandelingkasten
www.swegon.nl
Parkeergarageventilatie
www.geveke-klimaattechniek.nl
Ventilatoren
www.rucon.nl
Luchtverspreiding en –verdeling, brandbeveiliging en geluiddemping
http://www.aldesbenelux.com/
Ventilatieconcepten woningbouw
www.duco.eu
Ventilatieconcepten woningbouw
www.itho.nl
Ventilatie
www.jestorkair.nl
Vloerverwarming en koeling
www.wth.nl
Klimaatregeltechniek
www.danfoss.com
Radiatoren
www.brugman.net
Design radiatoren
www.jaga.be
Kanaalplaatvloeren voor betonkernactivering
www.vbi.nl
Koelplafonds
www.verwol.nl
Koelplafonds
www.opticlima.nl/koelplafonds
Zonnecellen in dakbedekking Elektra
www.alwitra.co.uk
Sprinklersystemen
www.aqua.nl
Collegezaal stoelen
www.fibrocit.com
16
Beeldmateriaal
Luchtbehandelingkast
Ventilator
17
Tegenstroomapparaat
Tegenstroomapparaat in een technische ruimte
18
Koeltoren
Koelmachine
19
