Ruimteverwarming EPW: netto energiebehoefte

EPB

Module 3.2 versie oktober 2010

VEA

Energieprestatie van woongebouwen :

1

ruimteverwarming : netto energiebehoefte

Module 3.2

Ruimteverwarming EPW: netto energiebehoefte

C

M

Y

CM

MY

CY

CMY

K

versie 2.0

1

Overzicht • Algemeen: energiebalans • Verliezen: – Transmissieverliezen – Ventilatieverliezen: in/exfiltratie – Ventilatieverliezen: bewuste ventilatie

• Winsten: – Interne warmtewinsten – Zonnewinsten

• Thermische massa • Resultaten 2

2

EPB


VEA


2


Hoofdstukkenoverzicht EPW §10.5 Verbruik voor koeling

§8 Controle oververhitting §7.7 Transmissieverliezen §7.8 Ventilatie – verliezen §7.9 Interne winsten

§7.2 – §7.6 Netto behoefte voor ruimteverwarming

Afgifte, verdeling, opslag §9.2

Opwekkingsrendement (incl. WKK)

§10.2 Eindenergieverbruik voor ruimte verwarming

§10.4.1 Thermische zonneenergie

§7.10 Zonnewinsten

§7.3

Omzettingsfactor

§10.4.2 Thermische zonneenergie

C

M

Opwekkingsrendement (incl. WKK) Y

CM

MY

CY

Verdeling §9.3

§9 Bruto behoefte voor warm tapwater

CMY

K

Netto behoefte voor warm tapwater

§9 Bruto behoefte voor ruimteverwarming

§10.3 Eindenergieverbruik voor warm tapwater §11 Hulpenergie - §12 PV & WKK elektriciteit

§13 Jaarlijks primair energieverbruik §6 Referentiewaarde

§6 E-peil 3

Energiebalans voor verwarming Zonnewinsten

Ventilatie

• Beschaduwing • Benuttingsgraad warmtewinsten

Transmissie Interne winsten

4

EPB


3


QT QV,dedic QV,in/exf

Energiestromen: energiebalans verwarming

Qs QT QV,dedic QV,in/exf

>Tsetpoint

ηQs

Qi

ηQi

Tsetpoint

VEA


Qnet

Verwarmingsbehoefte C

M

Y

CM

MY

CY

CMY

K

5

5




6

EPB


4



Energiestromen: transmissieverliezen


>Tsetpoint

ηQs

Qi

ηQi

Tsetpoint

VEA


Qnet


M

Y

CM

MY

CY

CMY

K

7

7

Transmissieverliezen: onderverdeling 1. rechtstreeks naar buiten HD

1

HΤ

2

2. naar buiten via de grond Hg 8

3

3. naar buiten via een AOR* HU Totale warmteverliescoëfficiënt: HT = HD + Hg + HU

*AOR: aangrenzende onverwarmde ruimte 8

EPB


VEA


5


Transmissieverliezen • voor E-peil berekening: geen andere informatie nodig dan wat voor K-peil gebruikt wordt, nl. – warmtedoorgangscoëfficiënt U – oppervlakte A

van elk van de schildelen • de berekening gebeurt volgens de nieuwe Europese normen (bv. symbool U ipv k)

– kleine verschillen qua conventies t.o.v. NBN B62-002 van 1987 (momenteel in herziening) C

M

Y

CM

MY

CY

CMY

K

• nadere toelichting:

– aparte opleidingsmodule van ½ dag – wordt in detail beschreven in een ‘transmissie referentiedocument’

9

9

Koudebruggen • koudebruggen vermijden is belangrijk: – koude binnenoppervlakken veroorzaken: • discomfort • kans op schimmelgroei, condensatierisico, ...

– ze vertegenwoordigen extra warmteverlies

• naarmate betere isolatie: impact koudebruggen groter (niet enkel relatief, ook absoluut) • regelgeving wil koudebrugvrij/arm bouwen stimuleren • daarom wordt Duitse en Engelse voorbeeld gevolgd: cataloog met goede details:

10

– dan geen berekeningen meer, maar kleine forfaitaire toeslag op globale transmissie verliescoëfficiënt – enkel overige details uit te rekenen

10

EPB


VEA


6


Behandeling van koudebruggen • momenteel zijn echter nog geen catalogi voor handen van robuuste detailuitvoeringen, aangepast aan de Belgische bouw • daarom is een overgangsperiode van 2 jaar voorzien waarin koudebruggen nog niet verplicht ingerekend moeten worden in kader van regelgeving – verantwoordelijkheid i.g.v. bouwschade blijft natuurlijk onverminderd van toepassing! C

M

Y

CM

MY

CY

CMY

K

• na 2 jaar zal het niet toepassen van goede details en/of inrekenen van koudebruggen forfaitair bestraft worden met 10 K-punten (ook impact op E-peil): zie bijlage IV bij besluit 11

11

12

12

EPB


VEA


7


Uit de bibliotheek (zie transmissie module)

C

M

Y

CM

MY

CY

CMY

K

13

13

Uit de bibliotheek (zie transmissie module)

14

14

EPB


8


In te vullen door de gebruiker

C

M

Y

CM

MY

CY

CMY

K

15

15

Gevoeligheidsanalyse op 200 woongebouwen: K-peil Emax

Egem

Emin

120 100

E-peil

VEA


80 60 40 20 0 0

10

20

30

40

50

K-peil 16

globaal besluit: benaderend, bij woongebouwen: 1 K-punt komt GEMIDDELD ongeveer overeen met 1 E-punt

16

EPB


VEA


9



• Winsten: – Interne warmtewinsten – Zonnewinsten C

M

Y

CM

MY

CY

CMY

K


17

Ventilatieverliezen • Bij de ventilatieverliezen wordt een onderscheid gemaakt tussen – Bewuste ventilatie • Absolute noodzaak om goede binnenluchtkwaliteit te garanderen: daartoe speciale ventilatievoorzieningen (eisen in bijlage V en VI)

– In/exfiltratie • Ongewilde ventilatie via spleten, kieren, poreuze wanden, … • Om dit te minimaliseren is een goede luchtdichtheid belangrijk

• In het rekenmodel wordt er vereenvoudigend verondersteld dat er geen interactie tussen beide is • Met de ventilatie gaat warmteverlies gepaard (In de winter moet de binnenkomende koude buitenlucht namelijk worden opgewarmd tot op binnentemperatuur.) 18

18

EPB


10




M

Y

CM

MY

CY

CMY

K


19


Energiestromen: in/exfiltratieverliezen


>Tsetpoint

ηQs

ηQi

Tsetpoint

VEA


Qnet

Qi

Verwarmingsbehoefte

20

20

EPB


VEA


11


Ventilatie: in/exfiltratie • Twee manieren van inrekenen: – Waarde bij ontstentenis: 12 m³/(h-m²) – Luchtdichtheidsmeting

• Luchtdichtheidsmeting

C

M

Y

CM

MY

CY

CMY

K

– Moet minstens gebeuren voor het volledige EPWvolume (of desgevallend een groter deel van het beschermd volume, bv. meerdere appartementen samen) – Het gebouw moet voldoende afgewerkt zijn – Conform NBN EN 13829 – Lekdebiet bij 50 Pa van de uitwendige schil wordt afgeleid uit de luchtdichtheidstest 21

21

Luchtdichtheidsmeting (volgens NBN EN 13829) Resultaat van de meting: lekdebiet bij 50Pa: V50

m³ / h

Omrekening per eenheid verliesoppervlakte: v 50 

V50 A test

m³ /h.m²

Dit is de invoer in de EPB-software. Ter herinnering: traditionele indicator: ventilatievoud bij 50 Pa n50 

V50 Vint

1 / h

22

22

EPB


12


C

M

Y

CM

MY

CY

CMY

K

23

23

Gevoeligheidsanalyse: luchtdichtheid Emax

Egem

Emin

120 100

E-peil

VEA


80 60 40 20 0 0

2

4

6

8

10

12

v50 [m³/(h.m²)]

24

benaderend, bij woongebouwen: GEMIDDELD een daling met ruwweg 1 E-punt voor elke verbetering van de luchtdichtheid met 1m³/(h.m²)

24

EPB


VEA


13


Luchtdichtheid: oppassen • het is het eindresultaat dat telt: de meting na uitvoering • de gemeten luchtheid hangt af van

– zowel het ontwerp (aandacht voor diverse details) – als de uitvoering (zorg, nauwkeurigheid, ...)

• veiligheidshalve

C

M

Y

CM

MY

CY

CMY

K

– ook al wordt van in het begin van het ontwerp een luchtdichtheidsmeting gepland – toch het ontwerp zo maken dat ook met de waarde bij ontstentenis E100 nog gehaald wordt – stel nl. dat meting onverwacht slecht resultaat oplevert, en verbetering niet meer mogelijk, duur, ... is

25

25




26

EPB


14



Energiestromen: bewuste ventilatie verliezen

Qs

>Tsetpoint

ηQs


Qi

ηQi

Tsetpoint

VEA


Qnet


M

Y

CM

MY

CY

CMY

K

27

27

Bewust ventilatiedebiet • Zie ook figuur op volgende slide • Bewust ventilatiedebiet: functie van 2 factoren: – het volume van het gebouw, volgens een relatie vastgelegd in de procedure – evenredig met een vermenigvuldigingsfactor m: deze waardeert de kwaliteit van het ventilatie-systeem: • m kan variëren van 1.0 (meest gunstige waarde) tot 1.5 • de waarde bij ontstentenis voor m is 1.5

28

28

EPB


VEA


15


Debiet in functie van grootte van het gebouw

C

M

Y

CM

MY

CY

CMY

K

29

29

Warmteterugwinning • Mogelijk in geval van ventilatiesysteem D • Detailbespreking: zie bijlage bij de presentatie

30

30


VEA



EPB

16

Overzicht • Algemeen: energiebalans epw netto energiebehoefte 32.pdf 1 6/10/2010 13:12:33 • Verliezen: – Transmissieverliezen – Ventilatieverliezen: in/exfiltratie – Ventilatieverliezen: bewuste ventilatie



31


Energiestromen: interne warmtewinsten

Qs

QV,dedic QV,in/exf

ηQs

ηQi

Tsetpoint

QT

>Tsetpoint

Qnet

Qi

Verwarmingsbehoefte

32

32

EPB


VEA


17


Interne warmtewinsten • Alle warmte die binnen het beschermd volume geproduceerd wordt door interne bronnen (met uitzondering van het ruimteverwarmingssysteem) , bv.: – – – –

Personen (metabolisme) Verlichting Apparatuur (koelkast, TV, computer, verlichting, ...) ...

C

M

Y

CM

MY

CY

CMY

K

• Interne warmtewinsten zijn op forfaitaire manier vastgelegd, afhankelijk van het volume • Geen aparte invoer in het rekenprogramma nodig 33

33



• Algemeen: details van de energiebalans

34

34

EPB


18



Energiestromen: zonnewinsten


>Tsetpoint

ηQs

Qi

ηQi

Tsetpoint

VEA


Qnet


M

Y

CM

MY

CY

CMY

K

35

35

Zonnewinsten • Enkel de bezonning doorheen transparante scheidingsconstructies wordt beschouwd • De totale maandelijkse bezonning is de som van – Maandelijkse directe bezonning – Maandelijkse diffuse bezonning – Maandelijkse gereflecteerde bezonning

• De bezonning is afhankelijk van de beschaduwing en zonnewering • Alleen een paar basis invoergegevens (hoeken) zijn nodig; er kan echter ook forfaitair gerekend worden. • De berekeningen zelf (uitgebreide formules van bijlage C van EPW) worden uitgevoerd door het rekenprogramma

36

36

EPB


VEA


19


Oriëntatie (°): conventie • hoek tussen het zuiden en de horizontale projectie van de normale op het vlak van het venster

positief in westelijke richting

C

M

Y

CM

MY

CY

CMY

K

37

negatief in oostelijke richting

Zie ook helpfunctie

37

Helling (°): conventie • Helling θ (°) – Ook van toepassing op opake constructies (overgangsweerstanden) – Hoek tussen de verticale en de normale op het vlak van de constructie – Anders uitgedrukt: hoek tussen het horizontaal vlak en de constructie: zie figuur

38

Zie ook helpfunctie

38

EPB


VEA


20


Vaste beschaduwing Per venster de keuze uit: • Waarde bij ontstentenis

– Dit mag altijd toegepast worden en houdt geen rekening met de reële details van de beschaduwing – Geen detailinvoer nodig

• Detailberekening

– Houdt rekening met de details van de beschaduwing – Detailinvoer nodig, nl. volgende hoeken:

C

– Zie figuren op volgende slide

M

Y

CM

MY

CY

CMY

Horizonhoek αh Verticale overstekhoek αv Linker overstekhoek αsL Rechter overstekhoek αsR K

• • • •

Beschaduwing door zonnewering: zie presentatie over oververhitting 39

39

Zonnewinsten: beschaduwingshoeken (°)

Horizonhoek

Linker overstekhoek 40

Verticale overstekhoek

Rechter overstekhoek

(conform Europese conventies) 40

EPB


VEA


21


C

M

Y

CM

MY

CY

CMY

K

41

41

Indien gedetailleerde berekening, dan hoeken invullen

42

42

EPB


VEA


22




M

Y

CM

MY

CY

CMY

K


43

Thermische massa • Heeft invloed op de tijdsconstante en dus de benuttingsfactor • Op schematische manier volgens 4 constructietypes – – – –

Zwaar Halfzwaar Matig zwaar Licht

• Het type constructie wordt bepaald aan de hand van de fractie horizontale, hellende en verticale constructiedelen die massief is • Een constructiedeel is massief:

als de massa ervan minstens 100 kg/m² bedraagt, bepaald vertrekkende van binnenuit tot aan een luchtspouw of een laag met thermische geleidbaarheid kleiner dan 0.20 W/mK

44

44

EPB


VEA


23


Thermische massa aandeel van de horizontale constructiedelen dat massief is (zonder afscherming door binnenisolatie) (oppervlakte percentage)

halfzwaar

halfzwaar

matig zwaar

licht

halfzwaar

licht

licht

C

halfzwaar M

zwaar Y

<50%

CM

50 tot 90%

MY

CY

CMY

50 tot 90%

<50% 45

>90%

>90% K

aandeel van de hellende en verticale constructiedelen dat massief is (oppervlakte percentage)

Zie ook helpfunctie

45

46

46

EPB


VEA


24




M

Y

CM

MY

CY

CMY

K


47

48

48

EPB


25


Energiestromen 200 180 160 PV

140

max. kar. prim. verbruik

120

kar. prim. verbruik (reële of fictieve) koeling

100

ventilatoren hulpfuncties RV

80

warm tapwater nuttige zonnewarmtewinsten

60

nuttige int. warmtewinsten ruimteverwarming

C

M

Y

CM

MY

CY

CMY

K

40

transmissieverliezen bewuste ventilatie

20

in/exfiltratie 0 verliezen

winsten

netto behoefte

bruto behoefte

eindverbruik

primair verbruik

kar. prim. verbruik

max. kar. prim. verbruik

49

Vergelijking: van middelmatig tot zeer goed 200

180

160

P90A nuttige zonnewarmtewinsten

140 energiestromen (MJ/m³)

energiestromen (MJ/m³)

VEA


nuttige int. warmtewinsten

P60A

120

ruimteverwarming

100

80

transmissieverliezen

P30

60

bewuste ventilatie

40

in/exfiltratie

20

0 verliezen

winsten

verliezen

winsten

verliezen

winsten

50

50


VEA



EPB

26

Bijlage warmteterugwinning

epw netto energiebehoefte 52.pdf 1 6/10/2010 15:23:44

51

51

Inleiding • Bij ventilatiesysteem D • Mogelijkheid tot plaatsing van een warmteterugwinapparaat: – Warmtewisselaar – Recupereert warmte uit de afvoerlucht en staat die af aan de toevoerlucht

• Hierdoor is de toevoer van buitenlucht reeds voorverwarmd en moet minder warmte geleverd worden door het verwarmingssysteem • De energiewinst wordt uitgedrukt aan de hand van een reductiefactor • NB: energieverbruik gerelateerd aan het vriesgedrag wordt niet beschouwd 52

52

EPB


VEA


27


Fysische basisbeperkingen van warmtewisselaars • de binnenkomende koude lucht kan nooit warmer worden dan de uitgaande warme lucht (natuurlijke warmteoverdracht van warm naar koud)

• vice-versa: uitgaande lucht nooit kouder dan binnenkomende • de binnenkomende lucht kan nooit meer warmte opnemen dan de uitgaande lucht kan afgeven bij verschillende debieten (niet gebalanceerd) is kleinste debiet beperkende factor balancering is belangrijk voor optimaal resultaat! 53

53

Reductiefactor voor warmteterugwinning • •

•

Berekend per ventilatiezone Op basis van de “plaatsen” waar mechanische toe- en/of afvoer gebeurt 3 types plaatsen: 1. zowel toe- als afvoer (met/zonder wtw) 2. enkel toevoer 3. enkel afvoer

1

2 3

54

54


VEA



EPB

28

Reductiefactor - plaatsen • Voor elke plaats moet het toe- en/of epw netto energiebehoefte 56.pdf 1 6/10/2010 15:23:14 afvoerdebiet worden opgegeven: – Wanneer continue meting gebeurt: • is het in te geven debiet in de software = het insteldebiet op die plaats bij nominale ventilatorstand

– Wanneer geen automatische continue meting gebeurt: • is het in te geven debiet in de software = het geëist debiet op die plaats, tenzij bij oplevering een eenmalige debietsmeting in elk van de ruimten is gebeurd (dan moet die meetwaarde worden ingevuld) • moeten ook de lekverliezen in de kanalen ingevuld worden 55

55

Reductiefactor – plaatsen (2) • Bijkomend voor plaatsen met toe- en afvoer: – Als er warmteterugwinning is, bepaalt het testrendement van de warmtewisselaar hoe efficiënt dit gebeurt – Testrendement is productgegeven (bepaald volgens EN 308) en wordt opgegeven door de leverancier

56

56


VEA



EPB

29

Reductiefactor – By-pass


• By-pass op warmtewisselaar zorgt ervoor dat de lucht in de zomer niet door de warmtewisselaar passeert • Hierdoor wordt toevoerlucht niet of in mindere mate voorverwarmd en daalt de energiebehoefte voor koeling • Aanwezigheid en aard van de by-pass bepaalt de reductiefactor 57

57

58

58

EPB


VEA


30



59

59

Gevoeligheidsanalyse: warmteterugwinning

E-peil

Ventilatiesysteem 100.0 95.0 90.0 85.0 80.0 75.0 70.0

94.9

94.9

90.2

85.6

85.0 79.2

zonder wtw

80.2

met wtw ηtest=50% ηtest=80% ηtest=50% ηtest=80% zonder Zonder zomerMet zomerlabotest

bypass

Sys C

bypass

Sys D

wtw = warmteterugwinning

60

60

EPB


31


Gevoeligheidsanalyse: testrendement warmteterugwinning Emax mbp

Egem mbp

Emin mbp

120

E-peil

100 80 60 hypothesen: • manueel gebalanceerd • 100% by-pass in zomer

40 20 0 0%

20%

40%

60%

80%

100%

test rendement (volgens EN308) 61

benaderend, bij woongebouwen: GEMIDDELD een daling met ruwweg 2 E-punten voor een verbetering van het testrendement met 10%

61


VEA


Ruimteverwarming EPW: netto energiebehoefte

Recommend Documents