NEN workshop 28 oktober, 2014, Delft
EPB normen betreffende CEN/TC 89, Thermische eigenschappen van gebouwen Enkele belangrijke onderdelen nader toegelicht
Dick van Dijk TNO, Heat Transfer and Fluid Department, Energy Performance Buildings Project M/480, phase 2
CEN/TC 89 & ISO/TC 163/SC 2
Energy Performance of Buildings
Wie ben ik • Rapporteur NEN 7120 • Lid Collective Team Leaders CEN-EPB project, m.n.: team leader voor het deel betreffende CEN/TC 89 • (Co-)convenor ISO/TC 163-205 joint WG – Betreft o.a. Overarching EPB norm(-en) in ISO – Betreft coördinatie EPB set in ISO – ISO = wereldwijd, zoveel mogelijk in samenwerking met CEN
• Convenor ISO/TC 163/SC 2/WG 15: – Betreft deel van de EPB normen gerelateerd aan CEN/TC 89slide 2
Inhoud • Warmte- en koudebehoefte berekening – Uurmethode en maandmethode – Invoer uit andere EPB normen – (Nationale) keuzes
• Paar speciale aandachtspunten wat betreft de ander “TC 89” normen • N.a.v. ‘Praktijkvoorbeeld’ slide 3
Dynamische (uurlijkse) rekenmethode Zonnewarmte
Warmte van interne bronnen
Gebouwzone Dynamiek: • Accumulatie • Oververhitting • Afkoeling • •
bijv. woningen: nacht bijv. kantoren: weekend
Resultaat: • Warmte- en koudebehoefte • En/of binnentemp. zonder installatie • Of warmte- of koellast
Transmissiewarmteverlies
Ventilatiewarmteverlies
In wezen dezelfde methode, maar met verschillende randvoorwaarden: • Installatie • Klimaatgegevens slide 4 • toegelaten vereenvoudigingen
Uitgangspunten bij ontwikkeling (verbeterde) eenvoudige uurmethode • Dezelfde invoer voor gebruikers als voor de maandmethode • Verschil voor de normschrijvers: Opmerking: – Uurlijkse klimaatgegevens Maar deze gegevens zijn (buitentemp., zon, ..) sowieso nodig voor – Uurlijkse gebruikspatronen (temp., interne warmte, ventilatie, …)gelijkwaardigheid
• Uitvoer uurmethode sluit aan op maandmethode (voorbeeld: benuttingsfactor uit uurberekening) • Met name bedoeld om dynamische interacties (uurpatronen) te beschrijven
slide 5
Waarom uurmethode? Maandgemiddelde waarden kunnen problematisch zijn… Mon
Tue
Wed
Thu
Fri
Sat
Sun
Mon
Tue
Wed
Interne warmte
gemiddeld
Mechanische ventilatie
gemiddeld
Zonwering neer
Set point koeling
Vrije koeling door extra ventilatie
gemiddeld gemiddeld
gemiddeld slide 6
Plus • Bij maandmethode twee geheel gescheiden berekeningen: Berekening warmtebehoefte: • Januari • Februari • Maart • April • Mei • Juni • Juli • Augustus • September • Oktober • November • December
Berekening koudebehoefte: • Januari • Februari • Maart • April • Mei • Juni • Juli • Augustus • September • Oktober • November • December
slide 7
Verbeterde eenvoudige uurmethode Eenvoudige uurmethode EN ISO 13790:2008 • Alle constructie elementen gecombineerd tot – Één gecombineerd ‘raam’ element – Één gecombineerd ‘dicht’ element (incl. b.g.vloer…) – Één totaal warmtecapaciteit
• Fuzzy factor nodig om de warmtecapaciteit en de gemiddelde opp.temperatuur vs luchttemp. in het model te bepalen
Nieuwe eenvoudige uurmethode “2014” De gegevens van elk constructieelement zijn al bekend : • Houdt elementen apart: ramen, gevels, dak, b.g.vloer, … • Elk met eigen typering zwaar of licht • Elk met eigen condities aan buitenzijde (buitenlucht, grond (!), aangrenzende verwarmde ruimte, ..) • Elk met eigen zonabsorptie (bijv. dak!!) Plus: latente warmte 8 (vochtbalans)
De nieuwe opzet EN ISO 52017-1 Generieke methode voor uurlijkse berekening dynamische warmtebalans,
EN ISO 52016-1a Berekening warmte- en koudebehoefte • Specifieke eenvoudige uurmethode • Specifieke vereenvoudigingen en randvoorwaarden (deel van EN ISO 13790)
(deel van ISO 13791, incl. validatie cases)
Extra uitvoer: • Maand-eigenschappen • Te gebruiken om de nationale correlatiefactoren voor maandmethode uit af te leiden
EN ISO 52016-1b Berekening warmte- en koudebehoefte • Maandmethode • nationale correlatie-factoren • • • •
Benuttingsfactoren Nacht-/weekendverlaging Nachtelijke ventilatie …
CEN/TC 156: Berekening van koellast • Verwijzen naar EN ISO 52016-1 slide 9 • Waar nodig met aangepaste randvoorwaarden
Voorbeelden uit uurberekening Maandbalans: verhouding winsten en verliezen, warmte – en koudebehoefte
Benuttingsfactor voor verwarming afgeleid uit uurberekening
Benuttingsfactor voor koeling afgeleid uit uurberekening
slide 10
Maandmethode blijft volwaardig alternatief (1) • In wezen gelijk aan methode in NEN 7120 • Aandachtspunten: – Overgenomen uit NEN 7120: temperatuurvereffening woningen – Correctie voor nacht- en weekendverlaging/onderbreking verwarming: • was al in NEN 7120 verbeterd t.o.v. ISO 13790 • nu nog universeler toepasbaar.
– Correctie voor weekendonderbreking koeling: • eigenlijk niet goed mogelijk • -> Houd het eenvoudig; nationaal getal.
– Dankzij verbeterde uurmethode (gebruikt als referentie met dezelfde invoer): • meer gerichte analyse mogelijk van aantal specifieke dynamische slide 11 effecten…
Maandmethode blijft volwaardig alternatief (2) • Ook nu: géén latente warmte (geen vochtbalans)
• Aansluiting met systemen (verwarming, koeling, ventilatie, ..) is nog in ontwikkeling – Bijvoorbeeld warmteafgifte: • zie presentatie Van Wolferen
– Bijvoorbeeld ventilatie: Luchtvolumestroom
x Maandgemiddeld temp.verschil x Correctiefactor voor dynamische effecten (nationaal getal) slide 12
Maandmethode blijft volwaardig alternatief (3) • Het idee:
moet uitkristalliseren wanneer de EPB set meer definitief is
– Verbeterde uurmethode is volwaardig alternatief voor landen die nu een maandmethode gebruiken • Probeer maandmethode zo eenvoudig mogelijk te houden • En gebruik de uurmethode voor valideren maandmethode • Plus gebruik de uurmethode i.p.v. de maandmethode wanneer nodig (of altijd) slide 13
Reikwijdte EN ISO 52016-1 vergeleken met EN ISO 13790:2008 • Zoneringsregels over naar overarching niveau – Want betreft alle aspecten van energieprestatie
• Energiegebruik energiebehoefte – Want energieverliezen systemen elders
• Gebruikspatronen over naar overarching niveau – Komt van CEN/TC 156 (EN 16798-1)
• Omrekening zon van gemeten (horizontaal) naar verticaal en schuin: – Nu genormeerd (nieuwe “TC 89” norm EN ISO 52010-1) slide 14
Benodigde invoer EN ISO 52016-1 uit andere normen (globaal) • Zonering – Wisselwerking systemen (H, C, V) <nog niet concreet uitgewerkt; moet nationaal blijven, maar wél roep om forfaitaire rationele regels….>
• Transmissiegegevens per constr. element • Ventilatiegegevens per vent. component – Incl. wisselwerking, bijv. wtw, vrije koeling, …
• Zon-eigenschappen per constructie-element • Gebruikspatronen (temp.instelling, interne warmte, relat. vochtigheid, …) van EN 16798-1 (CEN/TC 156) • Invoer van systemen: – Warmteverliezen als interne warmte (en meer?)
• Klimaatgegevens (temp., zon, vocht, ..) slide 15
Welke belangrijke keuzen zijn nodig in invulling Annex A van ISO 52016-1? • Keuze voor maandmethode en/of uurmethode • Beschrijving (‘specs’) voor elke massa-klasse – De klassen zelf zijn gegeven (per zone, per constructie): zeer zwaar, zwaar, midden, licht, zeer licht
• Diverse forfaitaire waarden constructies, bijvoorbeeld – Absorptiefactor dichte constructies – Kozijnfractie: forfaitaire en/of werkelijke waarde
• Wel/niet temperatuurvereffening woningen (zoals in NEN 7120) • Bij maandmethode: – Nationale tabellen met reductiefactoren zonwering (per oriëntatie) – Correctie nachtverlaging, weekendonderbreking: gegeven methode (met nat.parameters) of andere nationale methode – Nationale tabellen externe beschaduwing
• Berekening met thermisch gekoppelde of thermisch gescheiden zones
slide 16
Wat betreft de andere “TC 89” normen • Normen warmtetransmissie en thermische en zonenergetische eigenschappen ramen: – Geen inhoudelijke wijzigingen, zie presentatie Mic Barendsz – Speciaal: toevoeging van mogelijkheden voor vereenvoudigde invoer voor bestaande gebouwen
• Bijvoorbeeld voor koudebruggen: optie voor één overall Htb i.p.v. individuele lengtes en PSI-waarden
– Speciaal: aandacht voor relatie product-eigenschappen en invoer voor gebouwberekeningen • Voorbeeld: U_waarde beglazing geldt voor verticale stand; wat te doen bij gebouw met beglazing in plat dak?
• EN ISO 52018-1: Manieren om de energieprestatie en -eisen op gebouw en gebouw-elementniveau uit te drukken – Belangrijk voor getrapte eis en voor eisen bij renovatie (EPBD recast) slide 17
Wat betreft het praktijkvoorbeeld van Mic Barendsz • Balans in nauwkeurigheid nodig • Belangrijk is (bij nieuwbouw of renovatie): invloed op ontwerpkeuzes •
(Ook belangrijk is: geen gat tussen theorie en praktijk, maar: is lastige materie))
• Belangrijk is ook: transparantie van rekenmodel – Maandmethode wordt steeds ondoorzichtiger door toenemend belang dynamische effecten • Bijna energie-neutraal: – Winsten en verliezen van dezelfde orde van grootte » Daardoor steeds ondoorzichtiger (zie plaatje met weekendonderbreking) – Toenemend aantal technieken die dynamisch opereren (zonwering, WTW bypass, vrije koeling, comfortkoeling, …
– Eenvoudige uurmethode: transparantie
slide 18
