Ventileren en Energiereductie

Ventileren en Energiereductie

Een adviesrapport voor een gezonder leefklimaat middels ventilatie in combinatie met de minimaal benodigde energiereductie conform MJA3 in de Van DoorenVeste

Daan Thomas van Dijk (320162) Robert de Beer (326909) Patrick Kastelein (319202) Afstudeergroep

4 juni 2012

50

Ventileren en Energiereductie Een adviesrapport voor een gezonder leefklimaat middels ventilatie in combinatie met de minimaal benodigde energiereductie conform MJA3 in de Van DoorenVeste ‘Februari 2012 – Juni 2012’

Hanzehogeschool Groningen Academie voor Architectuur, Bouwkunde en Civiele Techniek Postbus 3037 9701 DA Groningen

Opdrachtgever: Hanzehogeschool Groningen Academie voor Architectuur, Bouwkunde en Civiele Techniek Zernikeplein 11, Groningen Begeleidende docenten: R. A. Alberts [email protected] (Ramon) R. Ovbiagbonhia r. ovbiagbonhia @pl.hanze.nl (Robert)

Eerste concept Tweede concept Definitief verslag

21 mei 2012 30 mei 2012 4 juni 2012

Studenten: R. de Beer (Robert) Studentennummer

[email protected] 326909

D. T. van Dijk (Daan) Studentennummer:

[email protected]

P. Kastelein (Patrick) Studentennummer:

[email protected]

Afstudeergroep:

50

320162

319202

Hanzehogeschool Groningen Ventileren en Energiereductie Daan Thomas van Dijk, Robert de Beer, Patrick Kastelein

Voorwoord Met het schrijven van deze scriptie is een einde gekomen aan onze studie Bouwkunde aan de Hanzehogeschool Groningen, waar wij allen met plezier hebben gestudeerd. Tijdens de zoektocht naar informatie over energieverbruik in het gebouw Zernikeplein 11 (Van DoorenVeste), zijn diverse personen van het Facilitair bureau, het Roosterbureau, het bureau Vastgoed en in het bijzonder onze begeleider dhr. R.A. Alberts om hulp gevraagd. Zij hebben allemaal ons diverse keren van informatie en hulp voorzien Zonder deze hulp zouden wij niet in staat geweest zijn om het voor u liggende rapport tot stand te brengen. Veel leesplezier, Daan Thomas van Dijk Robert de Beer Patrick Kastelein Groningen, juni 2012

Samenvatting Vanuit MJA3 is een doelstelling gesteld om in de periode ‘referentiejaar – 2020’ 30% fossiele energie te reduceren en te vervangen door duurzame, schone energie. Omdat in het gebouw, de Van DoorenVeste, nog geen ventilatiesysteem is geïmplementeerd, zal er extra energie verloren gaan door het ventileren. Dit resulteert in meer benodigde energiereductie en daarmee zal een grotere uitdaging aangegaan worden dan wanneer enkel de MJA3 doelstellingen worden getracht te behalen. Uit het onderzoek blijkt dat een balansventilatie met een warmtewiel een duurzaam ventilatiesysteem is. Door de werking van het warmtewiel kan een grote hoeveelheid van de energie welke verloren zal gaan middels het ventileren worden gebruikt om de verse buitenlucht op te warmen. Warmte terugwinning word dan ook voor elk toekomstig systeem geadviseerd. Tevens is uit het onderzoek gebleken dat de bouwkundige inpassing van het balansventilatie systeem met een aantal modificaties van het bestaande gebouw technisch geen probleem is. Het referentiejaar van uit MJA3 is door het bureau Vastgoed van de Hanzehogeschool vastgesteld op 2009 en het jaar waarop de MJA3 afspraken behaald dienen te worden is 2020. Vanuit meerdere bronnen is achterhaald wat het energieverbruik voor het jaar 2009 is geweest, namelijk 15.041 GJ. Aangenomen wordt dat wanneer enkel een ventilatiesysteem wordt geïmplementeerd, met de minimaal vereiste ventilatievoud, dat dit een toename van 2.830 GJ zal omvatten. Dit betekent dat de te behalen energiereductie ten opzicht van 2009 30% is, maar ten opzichte van het jaar 2020 zal dit 43,3% fossiele energie zijn. Het percentage van 43,3%, welke gereduceerd dient te worden, kan worden uitgedrukt in een absolute waarde van 8.029 GJ aan fossiele energie. Naast het feit dat het om de minimale eis van de ventilatievoud gaat, dient te worden meegenomen dat implementatie van andere installaties, apparaten en systemen tevens voor een toename van energie zullen zorgen. En ook meegenomen zal moeten worden in het totaal aan te reduceren fossiele energie. Om uiteindelijk de MJA3 afspraken te behalen zijn echter diverse aanvullende maatregelen nodig, hierbij kan men denken aan zonne-energie of andere vormen van duurzame energie.

pag. 1 4 juni 2012


Woordenlijst MJA MEE EEP EPA

-

Meerjarenafspraak Meerjarenafspraak energie-efficiency Energie-efficiency plan Energie Prestatie Advies

WKK LBK

-

Warmtekrachtkoppelingen Luchtbehandelingskast

HG ZP11 BML NSE

-

Hanzehogeschool Groningen Zernikeplein 11 Biologie en Medisch Laboratoriumonderzoek Nationale Studentenenquête

pag. 2 4 juni 2012


Inhoud 1. Inleiding .............................................................................................................................................. 5 1.1

Leeswijzer ............................................................................................................................... 5

2. Onderzoeksvraag ................................................................................................................................. 6 2.1 Aanleiding en probleemstelling..................................................................................................... 6 2.2

Doelstelling en onderzoeksvraag ............................................................................................. 6

2.3

Werkwijze ............................................................................................................................... 6

3. MJA3 ................................................................................................................................................... 7 3.1 Waarom MJA3? ............................................................................................................................ 7 3.2 Doel van het energie-efficiency plan (EEP) .................................................................................. 7 3.2.1 EEP Hanzehogeschool Groningen.......................................................................................... 8 4. Trias Energetica................................................................................................................................... 9 5. Ventilatie ........................................................................................................................................... 10 5.1 Type systemen ............................................................................................................................. 10 5.2 Omschrijving huidige situatie...................................................................................................... 10 5.3 Balans ventilatie met warmtewiel ............................................................................................... 11 5.4 Frisse scholen concept (TNO) ..................................................................................................... 13 5.5 Natuurlijke ventilatie ................................................................................................................... 14 5.6 Conclusie systemen ..................................................................................................................... 15 6. Status quo .......................................................................................................................................... 16 6.1 Gasverbruik ................................................................................................................................. 17 6.2 Elektraverbruik ............................................................................................................................ 18 6.3 Warmteverbruik........................................................................................................................... 20 7. Warmte verlies ventilatie................................................................................................................... 21 7.1 Natuurlijke ventilatie ................................................................................................................... 22 7.1.1 Berekening; Huidige situatie ................................................................................................ 23 7.2 Mechanische ventilatie ................................................................................................................ 24 7.2.1 Berekening; Balansventilatiesysteem met warmtewiel ........................................................ 25 7.2.2 Berekening; Frisse scholen concept (TNO).......................................................................... 26 7.3 Conclusie warmteverlies door ventilatie ..................................................................................... 27 8. Energie toename ............................................................................................................................... 28 8.1 Warmte verbruik.......................................................................................................................... 28 8.2 Elektra verbruik .......................................................................................................................... 29 9. Bouwkundige ingreep........................................................................................................................ 30 10. Prognose ......................................................................................................................................... 33 pag. 3 4 juni 2012

Hanzehogeschool Groningen Ventileren en Energiereductie Daan Thomas van Dijk, Robert de Beer, Patrick Kastelein 10.1 Prognose energieverbruik 2009-2020........................................................................................ 33 10.2 Toename energieverbruik 2009-2020........................................................................................ 34 11. Conclusie ......................................................................................................................................... 37 Literatuurlijst ......................................................................................................................................... 38 Bijlagen ..................................................................................................................................................... 1. Projectplan ......................................................................................................................................... 2. EEP Energie Efficiency Plan Hanzehogeschool 07-12-2010 ............................................................ 3. Brochure Verdyn HR-balansventilatie .............................................................................................. 4. TNO ventileert scholen ..................................................................................................................... 5. Elektraverbruik Van DoorenVeste april 2012 ................................................................................... 6. Gasverbruik Van DoorenVeste april 2012 ........................................................................................ 7. Warmteverbruik Van DoorenVeste mei 2012 ................................................................................... 8. Installatiecartotheek Van DoorenVeste ............................................................................................. 9. Berekening bezetting ZP11 Wiebe de Jong....................................................................................... 10. Ventilatie tekeningen .......................................................................................................................

pag. 4 4 juni 2012


1. Inleiding Vanuit het atelier D (Duurzaamheid) is de vraag gekomen om een onderzoek te doen naar de duurzaamheid van de Van DoorenVeste. In overleg met dhr. Alberts is besloten om het aspect ventilatie in combinatie met MJA3 uit te werken. Vanwege het feit dat er momenteel geen ventilatiesysteem is geïnstalleerd in de Van DoorenVeste, is het snel benauwd en is het voor docenten moeilijk om de concentratie van studenten vast te houden tijdens colleges. Daarnaast is het ongezond om langdurig in een ongeventileerde ruimte te verblijven. Vanwege de beoogde doelstellingen welke in het MJA3 convenant zijn omschreven, staat er binnen enkele jaren een grote renovatie op de planning. Wanneer een degelijk ventilatiesysteem kan worden geïnstalleerd is de Van DoorenVeste hierna weer een gebouw waarin een gezond leefklimaat zal heersen. Dit adviesrapport geeft weer welk systeem een mogelijke optie zal zijn om te implementeren binnen de Van DoorenVeste in combinatie met de benodigde energiereductie conform MJA3. Geleerd uit dit rapport kan worden dat ventileren een enorme hoeveelheid energie koste en dat wanneer hier niet zorgvuldig mee om wordt gegaan, de beoogde energiereductie vrijwel onmogelijk kan worden behaald.

Figuur 1: van DoorenVeste

1.1 Leeswijzer In het volgende hoofdstuk staat omschreven wat de onderzoeksopzet van dit rapport is. Hoofdstuk 2 geeft weer wat MJA3 inhoudt, en wat dit voor de Hanzehogeschool betekent. Hoofdstuk 3 gaat in op de term Trias Energetica, wat in relatie licht met MJA3, namelijk zuinig omgaan met energie. Hoofdstuk 4 omvat enkele ventilatiesystemen welke geïmplementeerd kunnen worden binnen de Van DoorenVeste, in dit hoofdstuk wordt omschreven dat een balansventilatiesysteem met warmtewiel een duurzaam systeem is welke uitermate geschikt is om binnen dit gebouw te implementeren. Hoofdstuk 5 gaat in op de status quo vanuit MJA3, verdeelt in gas, elektra en warmte, welke elk vormen van energie zijn. Hoofdstuk 6 en 7 beschrijven middels berekeningen hoeveel energie het ventileren van dit gebouw kost zodat een ieder zicht bewust raakt van de consequenties. Hoofdstuk 8 omvat de te nemen bouwkundige ingrepen om het balansventilatiesysteem met warmtewiel toe te passen. In hoofdstuk 9 staat de prognoses omschreven voor het jaar 2020, waarin de beoogde MJA3 afspraken behaald dienen te zijn.

pag. 5 4 juni 2012


2. Onderzoeksvraag 2.1 Aanleiding en probleemstelling Vanwege het belang bij een duurzaamheidsonderzoek naar de van DoorenVeste, dit project heeft binnen het atelier de naam ZP11 gekregen. Over enkele jaren komt er een budget vrij waarmee de van DoorenVeste gerenoveerd kan worden. Het is de bedoeling om tijdens deze renovatie een duurzaam ventilatie systeem te implementeren. Naast een renovatie voor een nieuw ventilatiesysteem zullen aanpassingen worden gedaan om aan de gemaakte MJA3 afspraken te kunnen voldoen. Om de juiste keuzes te maken met betrekking tot deze renovatie, zal duidelijkheid moeten worden verkregen naar de hoeveelheid energie die gereduceerd dient te worden na implementatie van het gekozen ventilatiesysteem. 2.2 Doelstelling en onderzoeksvraag Het hoofddoel van het onderzoek is om een adviesrapport op te leveren waarin de mogelijkheden staan om de Van DoorenVeste (Zernikeplein 11) op een zo duurzaam mogelijke manier te ventileren met als resultaat een gezonder binnen klimaat. Daarbij wordt getracht om zo helder mogelijk in kaart te brengen hoeveel fossiele energie er zal moeten worden gereduceerd en hoeveel duurzame energie er zal moeten worden toegepast om in de, naar verwachting, benodigde energiebehoeften te voldoen. In het projectplan is onderstaande onderzoeksvraag reeds omschreven. Dit projectplan is terug te vinden in bijlage 1: ‘projectplan 19-03-2012’ Bovenstaande resulteert in de volgende onderzoeksvraag: Op welke manier kan binnen de Van DoorenVeste een zo duurzaam mogelijk ventilatiesysteem worden geïmplementeerd, waarbij helder in kaart wordt gebracht welk aandeel in energieverbruik afkomstig is vanuit het huidige en een mogelijk nieuw ventilatie systeem, zodat bekent wordt welke energiereductie nodig is om aan de MJA3 afspraken te voldoen. 2.3 Werkwijze Door helder in kaart te brengen hoeveel het energieverbruik in het gestelde referentiejaar is, kan hierna worden bepaald hoeveel energie er zal moeten worden gereduceerd in het jaar 2020. Daarnaast zal worden geïnventariseerd welke apparatuur reeds is geïnstalleerd in het tijdsbestek referentiejaar 2009 tot 2020. Dit omdat dit meespeelt in de hoeveelheid energie welke extra wordt verbruikt, of al wordt gereduceerd. Naast het vaststellen van de hoeveelheid te reduceren fossiele energie en toe te passen duurzame energie zal het energieverbruik toenemen door ventilatie. Dit betekent dat er zal worden onderzocht welk duurzaam ventilatiesysteem toegepast kan worden welke voldoet aan de wensen van de afdeling Vastgoed van de Hanzehogeschool Groningen.

pag. 6 4 juni 2012


3. MJA3 SenterNovem (Agentschap NL) zegt over de Meerjarenafspraken energie-efficiency: ‘De meer jarenafspraken energie – efficiency zijn vrijwillige, maar niet vrijblijvende, afspraken tussen overheid, bedrijfsleven en instellingen om effectiviteit en efficiëntie te verhogen zodat de hoeveelheid benodigde energie per eenheid product of dienst vermindert. Dit heeft betrekking op activiteiten binnen het bedrijf, in de keten, en met betrekking tot duurzame energie.’ 3.1 Waarom MJA3? Begin jaren 90 werden de eerste afspraken over energie-efficiency verbeteringen gemaakt in MJA. Eind jaren 90 is besloten om dit convenant voort te zetten in MJA2, welke een geplande looptijd tot 2012 had. Inmiddels is er het MJA3 convenant welke een looptijd heeft tot 2020. HBO instellingen en Universiteiten zijn akkoord gegaan met de meerjarenafspraken (MJA) en hebben zich hiermee dus verbonden aan deze afspraken met de overheid. Bedrijven en instellingen krijgen door deelname aan MJA meer inzicht in hun energiesituatie en in de mogelijkheden om hun energiekosten te beperken. De doelstelling van MJA3 is om, alle bedrijven gezamenlijk in de periode van 2005-2020, een energie-efficiency verbetering van 30%, te laten bereiken. . Dit is een verbetering van gemiddeld 2% per jaar. Doordat het gebruik van fossiele brandstof wordt gereduceerd, zal er een te kort aan energie ontstaan, dit tekort zal in de toekomst moeten worden aangevuld met duurzame energie. Verder kan worden gesteld dat het ventileren van een bouwwerk energie kost, het mechanisch ventileren kost energie en daarbij gaat door ventilatie energie verloren in de vorm van warme lucht. Dit resulteert in het feit dat er behalve een reductie van 30% op fossiele brandstof, meer duurzame energie toegepast dient te worden om in de te nemen maatregelen van een zo duurzaam mogelijk ventilatiesysteem te kunnen voorzien. 3.2 Doel van het energie-efficiency plan (EEP) Elk bedrijf dat deelneemt aan een meerjarenafspraak moet binnen negen maanden na ondertekening van of toetreding tot de meerjarenafspraak, een concept EEP opstellen. Het energie-efficiency plan is een hulpmiddel bij het interne planningsproces van bedrijven voor het nemen van energie-efficiency verbeterende maatregelen. In het plan wordt vastgelegd wanneer welke maatregelen worden uitgevoerd. Het is een verplicht element bij de meerjarenafspraken energie-efficiency (MEE) (zowel MJA3 als MEE). Bedrijven actualiseren eens per drie jaar hun EEP:  Uiterlijk 1 Oktober 2012 voor de periode 2013-2016  Uiterlijk 1 Oktober 2016 voor de periode 2017-2020 Het energie-efficiency plan biedt ieder bedrijf inzicht in de energetische situatie en in de besparingsopties. Het EEP kan worden ingezet als instrument voor het plannen van verbeteropties en geeft inzicht in het benodigde budget. Ook geeft het richting aan de positionering van het bedrijf op het gebied van het duurzaamheids- en strategische beleid. Het EEP moet in elk geval een overzicht bevatten van de mogelijkheden voor het treffen van rendabele maatregelen. Het concept EEP van de Hanzehogeschool Groningen is te vinden in bijlage 2: ‘EEP – Energie Efficiency Plan Hanzehogeschool 07-12-2010’.

pag. 7 4 juni 2012

Hanzehogeschool Groningen Ventileren en Energiereductie Daan Thomas van Dijk, Robert de Beer, Patrick Kastelein 3.2.1 EEP Hanzehogeschool Groningen De Hanzehogeschool Groningen (HG) heeft het MJA3 ondertekend in 2010. Drijfveren voor deelname aan dit energieconvenant zijn kosten reductie, het streven naar maatschappelijk verantwoord ondernemerschap en profileringmogelijkheid op het punt van een ‘groen’ imago. Omdat de HG als organisatie heeft getekend voor MJA3 moet worden voldaan aan de gemaakte afspraken. Dit betekent dat er niet per gebouw hoeft te worden voldaan aan de MJA3 afspraken, maar dat er als organisatie, met alle gebouwen in zijn totaliteit, moet worden voldaan aan de gemaakte afspraken. De Hanzehogeschool Groningen heeft voor haar locaties Energie Prestatie Adviezen (EPA) laten opstellen, met als doel het in kaart brengen van de huidige energiehuishouding en van de verbetermaatregelen met kosten en baten. Gebleken is dat de isolatie graad van de panden divers is. De Van DoorenVeste is gebouwd in 1996 en heeft een energielabel A met een energie-index van 0,84. Energie in de vorm van warmte wordt gegenereerd door warmtekrachtkoppelingen (WKK’s) welke elders op het Zernike complex zijn geïnstalleerd. Deze warmte wordt middels een circuit verdeeld over meerdere gebouwen. Omdat de Van DoorenVeste niet haar eigen warmte genereert, is het gasverbruik laag. Dit betekent dat verhoudingsgewijs het elektra verbruik hoger uitvalt. Onderstaande tabel geeft weer hoe de HG de energiehuishouding bij de Van DoorenVeste beoordeeld in het EEP (Bron: bijlage 2: ‘EEP – Energie Efficiency Plan Hanzehogeschool 07-12-2010’) IsolatieRendement Instellingen Energiezuinig Efficiëntie Energiebeheer Graad Verwarming verwarming ventileren verlichting PC’s redelijk

redelijk

redelijk

redelijk

redelijk

matig/redelijk

pag. 8 4 juni 2012


4. Trias Energetica SenterNovem zegt over Trias Energetica: ‘Voor het bereiken van een zo duurzaam mogelijke energievoorziening heeft de TU Delft een strategie ontwikkeld, die ook bekend staat onder de term 'Trias Energetica'. Het begrip, toen nog Trias Energica genoemd, werd in 1996 geïntroduceerd door Novem (E. Lysen). Als strategie is dit uitgewerkt door TU Delft (C. Duijvestein), waardoor er nadruk kwam te liggen op de volgorde van de opeenvolgende stappen. De stappen worden opeenvolgend genomen, zodanig dat eerst zoveel mogelijk maatregelen uit stap 1 worden genomen; kan dit niet meer verantwoord gedaan worden, dan zoveel mogelijk maatregelen uit stap 2 en tenslotte een eventuele restvraag met stap 3.’ Middels de richtlijnen kan worden verkend welke technieken kansrijk zijn om energie-efficiënt te bouwen: 1. Beperk het energieverbruik door verspilling tegen te gaan. 2. Gebruik duurzame energiebronnen, zoals wind-, water-, en zonne-energie. 3. Zet fossiele brandstoffen zo efficiënt mogelijk in om aan de resterende energiebehoefte te voldoen.

Figuur 2: Trias Energetica

pag. 9 4 juni 2012


5. Ventilatie 5.1 Type systemen Ventileren van verschillende gebouwen gebeurt over het algemeen met dezelfde reden, namelijk het verversen van lucht. Dit verversen van lucht kan echter op veel verschillende manieren. Al deze manieren hebben bepaalde voordelen ten opzichte van andere methoden. In sommige gevallen bepaalt de functie van het gebouw het type systeem, ook is het budget een grote bepalende factor. In dit onderzoek worden 2 verschillende ventilatie systemen uitgelicht waarna een aanname wordt gedaan welke systeem het beste zal functioneren en het hoogste rendement behaald. 5.2 Omschrijving huidige situatie Uit gesprekken met partijen zoals het facilitair bureau, de technische dienst en de vastgoed afdeling van de Hanzehogeschool is naar voren gekomen dat momenteel slechts 20% van de totale oppervlakte van de Van DoorenVeste (26.000m²) mechanisch wordt geventileerd. De overige ruimtes worden slechts geventileerd door middel van ranke ventilatieroosters. Na onderzoek is gebleken dat met name collegezalen en leslokalen onvoldoende worden geventileerd. Dit onderzoek is onderbouwd door middel van het uitvoeren van metingen van het CO2 gehalte tijdens colleges. . Door het gebrek aan verse zuurstof zakt de concentratie bij zowel studenten als docenten naar een te laag niveau waardoor de aandacht verslapt. Om dit momenteel op te vangen worden ramen geopend wat een zeer inefficiënt energieverbruik oplevert en bovendien klachten geeft als gevolg van kou (in een wintersituatie) of warmte (in een zomersituatie). Door onderzoek naar nieuwe systemen kan hierin een grote slag worden geslagen. Op de volgende pagina’s worden een aantal systemen uitgelicht en wordt een aanbeveling gedaan op basis van ventilatiekwaliteit en energieverspilling.

pag. 10 4 juni 2012

Hanzehogeschool Groningen Ventileren en Energiereductie Daan Thomas van Dijk, Robert de Beer, Patrick Kastelein 5.3 Balans ventilatie met warmtewiel Bij balansventilatie wordt vervuilde lucht uit een ruimte afgezogen en verse buitenlucht wordt aangevoerd. De af te voeren lucht draagt een hoeveelheid warmte met zich mee die in de buitenlucht verdwijnt. Bij balansventilatie wordt deze warmte hergebruikt door de aan te voeren lucht op te warmen door middel van warmte wisseling. Een warmtewiel zorgt voor zowel warmte als vochtwisseling. In de winter zorgt het systeem voor onttrekking van warmte en vocht uit af te voeren lucht. Deze bestandsdelen worden vervolgens weer meegegeven aan de in te blazen lucht zodat de behaaglijkheid in de ruimtes gewaarborgd blijft, maar toch wordt voorzien van schone lucht. In de zomer kan het systeem andersom werken, dan wordt warmte en vocht uit de buitenlucht gewonnen en meegegeven aan de af te voeren vuile lucht. Zo blijven de bouwfysische condities binnen de ruimten gewaarborgd en levert dit tevens een forse energiebesparing op. Doordat het toerental van het warmtewiel geregeld kan worden is het mogelijk de temperatuur van de toevoerlucht constant te houden. Het warmtewiel heeft een warmte terugwinning rendement van 6080%. Vocht terugwinning is mogelijk door een hygroscopische laag op een pakket van afwisselend gewikkelde, gladde en gegolfde aluminium folie. (Bron: bijlage 3: ‘Brochure Verdyn HR-balansventilatie’.) Voordelen van balansventilatie met warmtewiel zijn: - Goed temperatuur rendement door warmte terugwinning - Vocht terugwinning is mogelijk Nadelen van balansventilatie met warmtewiel zijn: - Na-verwarming noodzakelijk De buitentemperatuur bepaalt het setpoint voor de temperatuur van de in te blazen lucht om het binnenklimaat comfortabel te houden en het energieverbruik zo laag mogelijk te houden. In onderstaande grafiek is af te lezen hoe het systeem op de verschillende buiten temperaturen inspeelt.

Inblaastemperatuur (°C)

Inblaastemperatuurregeling t.o.v. buitentemperatuur 18,5 18 17,5 17 16,5 -23

-10

3 Buitentemperatuur (°C)

16

29

inblaastemperatuur

Om het setpoint te behouden regelt de inblaastemperatuur de volgende systemen die in de volgorderegeling opgenomen kunnen worden, namelijk: warmtewiel, verwarmingsbatterij en gekoeld waterbatterij. Wanneer de toevoer ventilator in bedrijf gesteld is wordt de temperatuurregeling vrijgegeven.

pag. 11 4 juni 2012

Hanzehogeschool Groningen Ventileren en Energiereductie Daan Thomas van Dijk, Robert de Beer, Patrick Kastelein Onderstaand principe schema geeft de werking van een balansventilatiesysteem met warmtewiel schematisch weer.

Principe schema A= Afvoer T = Toevoer

Figuur boven: Warmtewiel

Figuur 3: Warmtewiel principe (Bron: AL-KO)

Uitleg werking balansventilatiesysteem met warmtewiel De aan te voeren lucht wordt door het warmtewiel geleid waarna deze luchtstroom langs de af te voeren ‘vervuilde’ lucht stroomt. Door de warmte en vocht wisselende werking van het warmtewiel wordt de aan te voeren lucht in een nagenoeg gelijke comfort technische conditie de ruimte ingeblazen.

pag. 12 4 juni 2012

Hanzehogeschool Groningen Ventileren en Energiereductie Daan Thomas van Dijk, Robert de Beer, Patrick Kastelein 5.4 Frisse scholen concept (TNO) Conventionele ventilatie oplossingen zijn duur en vereisen ingrijpende bouwkundige veranderingen. TNO heeft een vernieuwend en betaalbaar systeem ontwikkeld. Op deze manier kan de ventilatie van kantoren en leslokalen aanzienlijk worden verbeterd zonder dat daar ingrijpende veranderingen plaats moeten vinden,zoals het maken van doorvoeren en het aanbrengen van luchtkanalen. Bij het ‘frisse scholen concept’ wordt frisse lucht via openingen in het systeemplafond verspreid over het volledige lokaal. Dit heeft in tegenstelling tot de conventionele manier van ventileren, zoals: roosters en ramen, het voordeel dat de lucht tochtvrij in de ruimtes komt. Het systeemplafond dient als lucht verdeelsysteem waarin de lucht tevens wordt voorverwarmd dankzij warmte transport door het plafond. ‘Bij vraag gestuurde ventilatie werd door sturing op CO2-concentraties een zodanige situatie gecreëerd dat de CO2-concentratie rond de 800 ppm lag. In de standaardsituatie nam de CO2concentratie durende de dag toe. De maximumconcentraties in de twee groepen bedroegen 1.615 ppm en 2.126ppm, met een gemiddelde van 1.575 ppm. De temperatuur is tijdens het onderzoek zoveel mogelijk constant gehouden. In de standaardsituatie, waarbij de CO2-concentratie oploopt, maken de leerlingen gemiddeld 5,64 taalfouten en2,44 rekenfouten. Bij vraag gestuurde ventilatie maken leerlingen gemiddeld 5,34 taalfouten en 1,98 rekenfouten. Dit is 6 procent minder fouten voor de taaltest en 23 procent minder fouten voor de rekentest. In rapportcijfers kan dit voor rekenen een verschil zijn tussen een 6,5 en een 8!’ (Bron: TNO) Bron: bijlage 4: ‘TNO ventileert scholen’. Voordelen ‘frisse scholen concept’ - Relatief weinig aanpassingen aan de bestaande situatie noodzakelijk; - Geen grote ventilatiekanalen; - Koude lucht warmt op door warmte transport door plafond; Nadelen ‘frisse scholen concept’ - Vooral gericht op de leerprestaties en minder op het energieverbruik

Figuur 4: Principe doorsnede 'Frisse scholen concept’

pag. 13 4 juni 2012

Hanzehogeschool Groningen Ventileren en Energiereductie Daan Thomas van Dijk, Robert de Beer, Patrick Kastelein 5.5 Natuurlijke ventilatie Natuurlijke ventilatie is de meest bekende vorm van ventileren. Iedereen heeft er voortdurend mee te maken, zowel bewust door middel van roosters als onbewust als gevolg van kieren en gaten in het gebouw. De mens vindt het belangrijk om zelf invloed op het klimaat te kunnen uitoefenen door bijvoorbeeld het verhogen of verlagen van de temperatuur binnen een ruimte. Maar ook door het beïnvloeden van de ventilatiestroom door ramen en /of deuren open te zetten, of door ventilatieroosters open of dicht te zetten. Deze filosofie heeft de architect van de Van DoorenVeste nageleefd door het grootste deel van het gebouw (80%) op een natuurlijke wijze te ventileren. Dit ventileren gebeurt door middel van slanke ventilatieroosters en draai- / kiepramen. Wat echter wordt vergeten is dat een half uur na het sluiten van de ramen de effecten van deze ventilatie alweer verdwenen zijn. Ventilatie dient 24 uur per dag plaats te vinden om een gezond binnenklimaat te genereren en te behouden. In de zomermaanden warmt een gebouw overdag op binnen een korte periode warmt een leslokaal of kantoorruimte op tot de buitenlucht temperatuur. De warmte-energie zal vervolgens in de gebouwconstructies trekken. Door het gebouw ‘s nachts te koelen door middel van natuurlijke ventilatie zal de gebouwconstructie afkoelen. Vervolgens zal door het accumulerend vermogen van de constructie de ruimte gedurende langere tijd koel blijven. Voorwaarde hiervoor is wel dat ramen en deuren gesloten blijven zodat de constructie niet snel kan opwarmen. Dit is echter tegenstrijdig met de behoefte van de mens om zelf invloed te kunnen uitoefenen op het klimaat. Een andere mogelijkheid is het toepassen van ventilatieroosters direct onder het plafond, wanneer zich in het plafond geen belemmeringen voordoen zoals opbouw armaturen zal de lucht als het ware onder het plafond blijven plakken en gelijkmatig naar beneden zakken. Op deze manier ontstaat er niet tot nauwelijks hinderlijke tocht. Door het toepassen van gordijnen en/of zonwering kan verdere opwarming van ruimtes worden beperkt. Deze oplossingen brengen echter het nadeel met zich mee dat daglicht wordt tegengehouden wat ook een directe relatie heeft met het binnenklimaat. Een mogelijke oplossing hiervoor kan worden gevonden in warmte werend glas.

Figuur 5: Principe natuurlijke ventilatie met zonwerende oplossingen

pag. 14 4 juni 2012

Hanzehogeschool Groningen Ventileren en Energiereductie Daan Thomas van Dijk, Robert de Beer, Patrick Kastelein 5.6 Conclusie systemen Om een goede keuze te kunnen maken tussen diverse systemen is het belangrijk de voor- en nadelen van de diverse systemen tegen elkaar af te wegen. Ventilatie kan worden gesplitst in natuurlijke en mechanische ventilatie. Onder deze ventilatie methodieken vallen de verschillende ventilatiesystemen. Voordelen mechanische ventilatie: De aanvoer van verse lucht is niet afhankelijk van winddruk en thermische trek; Door warmte terug winning gaat minder warmte-energie verloren; Doordat voorverwarmde lucht wordt ingeblazen ontstaat minder hinder als gevolg van tocht. Nadelen mechanische ventilatie: De lucht kan vervuilt binnenkomen als gevolg van vervuiling in luchtkanalen en/of apparaten; Geluidshinder mogelijk als gevolg van ventilatoren en luchtverplaatsing.

Voordelen natuurlijke ventilatie: Minder kans op vervuiling dankzij korte afstand tussen buiten en binnen klimaat; Eventuele vervuiling is gemakkelijk te verwijderen door het schoonmaken van de roosters; Ventileren door middel van roosters kost in direct verband geen energie, indirect wel door warmteverlies; Warmteverlies kan worden gereduceerd door het toepassen van CO2 gestuurde roosters, dit kost echter wel energie als gevolg van elektriciteitsverbruik. Nadelen natuurlijke ventilatie: Bij een te snelle en/of te koude luchtstroom kunnen tochtproblemen ontstaan wat in een onbehaaglijk klimaat resulteert; Afhankelijk van winddruk en thermische trek; Ramen openen is niet voldoende, ventilatie dient 24 uur per dag plaats te vinden.

Aanbeveling ventilatiesysteem vanuit ventilatietechnisch en energie technisch oogpunt Bij een bestaand gebouw als de faculteit Techniek (Zernikeplein 11) is het niet mogelijk om ieder willekeurig ventilatiesysteem toe te passen. Voor bijvoorbeeld systeem A moeten veel bouwkundige aanpassingen worden gedaan zoals het maken van doorvoeren en aanbrengen van leidingschachten door vloeren en gangen. Voor systeem B kan het juist beperkt blijven tot het maken van doorvoeren per lokaal naar de buitenlucht. Dit kan een grote rol spelen op zowel budgettair als ventilatie technisch vlak. Onderstaande aanbeveling is gedaan op basis van bouwkundige aanpassingen, het budget speelt hierin op geen enkele wijze een rol, dit omdat in dit onderzoek de nadruk ligt op een zo goed mogelijk functionerend ventilatie systeem met een zo laag mogelijk energie verbruik. Systemen die minimale bouwkundige aanpassingen vergen zijn het ‘Frisse Scholen Concept’ en natuurlijke ventilatie door middel van roosters. Het systeem wat de gewenste energie reductie ten aanzien van MJA3 zoveel mogelijk ten goede komt is het ‘Balans ventilatie systeem met warmtewiel’. Met een warmte terugwin rendement van 60-80% kost het relatief weinig om lokalen en kantoren op temperatuur te houden, tevens is de ingeblazen lucht van goede kwaliteit als gevolg van vochtterugwinning. Door deze manier van ventileren zullen zowel studenten als docenten de concentratie langer vast kunnen houden, waarbij de concentratie in slecht geventileerde ruimtes na een korte periode afneemt. Om deze redenen wordt het ‘Balans ventilatie systeem met warmtewiel’ aanbevolen. In een later stadium in dit onderzoek wordt onderzocht of dit systeem daadwerkelijk in Zernikeplein 11 geïmplementeerd kan worden, waarbij gelet wordt op de hoeveelheid bouwkundige aanpassingen en de intensiteit van deze aanpassingen. pag. 15 4 juni 2012


6. Status quo De Hanze Vastgoed afdeling heeft in het EEP bepaald dat de Hanzehogeschool Groningen het jaar 2009 als referentiejaar toepast als uitgangspunt voor de MJA3. Per onderdeel, verdeelt in gasverbruik, elektraverbruik en warmteverbruik, kan worden bepaald wat het energieverbruik betreffende de status quo zal zijn. Om de status quo te bepalen zijn verschillende rapporten geraadpleegd, het afstudeerverslag van Ben Bouter, het concept EEP en de gegevens welke door dhr. Bosma (bijlage 5: ‘Elektraverbruik Van DoorenVeste april 2012’. / bijlage 6: ‘Gasverbruik Van DoorenVeste april 2012’ / bijlage 7: ‘Warmteverbruik Van DoorenVeste meil 2012’) zijn verstrekt. Ben Bouter heeft middels EPA-U software berekent wat het verbruik van de Van DoorenVeste is. Dhr. Bosma heeft zijn gegevens middels aflezen van meterstanden verzameld. Hoe de waardes in het concept EEP tot stand zijn gekomen is onbekend. Gas: Er wordt gesteld dat het gemiddelde van deze stijgende trend (periode 2009-2010) zich doorzet tot 2020. Als status quo wordt dan niet enkel het jaar 2009 gebruikt, maar het gemiddelde van de jaren 2009 en 2010, dit omdat wordt verwacht dat de stijgende trend ten opzicht van de voorgaande jaren zo beter benadert kan worden. Elektra: Uit de gegevens van dhr. Bosma is af te leiden dat de meterstanden van het elektraverbruik een waarde van 8.681.043 MJ weergeeft. Omdat via dhr. Bosma de meeste gegevens bekent zijn en deze gegevens consequent zijn bijgehouden is het aannemelijk dat deze waarden kloppen. Warmte: In het concept EEP van het Vastgoedbureau is bepaald dat voor het jaar 2009 4.973.000 MJ aan warmte is verbruikt in de Van DoorenVeste. Status quo (2009) verbruik Gas Elektra Warmte Totaal

Hoeveelheid energie/ maand [MJ] 115.617 723.421 414.416 1.255.860

Hoeveelheid energie/ jaar [MJ] 1.387.441 8.681.041 4.973.000 15.070.315

Ben Bouter 2009 Energiedrager Gasverbruik elektriciteitsverbruik warmteverbruik Totaal

Totaal 44.438,00 1.862.499,00 5.865,60 13.977.059,10

Eenheid m3/jaar kWh/jaar GJ/jaar

totaal 1.406.462,70 6.704.996,40 5.865.600,00

Eenheid MJ/jaar MJ/jaar MJ/jaar MJ/jaar

Percentage totaal 10,1 48,0 42,0 100%

Concept EEP (2009) Energiedrager Gasverbruik elektriciteitsverbruik warmteverbruik Totaal

Totaal 43.836,00 2.169.691,00 4.973,00 14.171.297,00


totaal 1.387.409,40 7.810.887,60 4.973.000,00



pag. 16 4 juni 2012

Hanzehogeschool Groningen Ventileren en Energiereductie Daan Thomas van Dijk, Robert de Beer, Patrick Kastelein Lex Bosma (2009) Energiedrager Gasverbruik elektriciteitsverbruik warmteverbruik Totaal

Totaal 43.837,00 2.411.401,00 4.973,00 15.041.484,65


totaal 1.387.441,05 8.681.043,60 4.973.000,00



6.1 Gasverbruik De Van DoorenVeste verbruikt in de periode 2006-2010 maandelijks gemiddeld 3.445m³ gas. Er is te zien dat sinds 2009 het gasverbruik sterk stijgt in de periode september - februari. Het gas dat verbruikt wordt in de Van DoorenVeste, wordt deels gebruikt in de laboratoriumruimten. De opleiding Biologie en Medisch Laboratoriumonderzoek (BML) aan de Hanze hogeschool is de beste van Nederland volgens de NSE 2010. Deze opleiding wordt steeds populairder en hier zou de stijgende trend van het gasverbruik uit kunnen blijken. Uit navraag bij Drs. G. Plat (teamleider Biologie en Medisch Laboratoriumonderzoek) blijkt dat het verbruik van gas echter minimaal is tijdens practica en onderzoeken. In de installatiecartotheek van het Vastgoed bureau is te lezen dat er in 2009 twee boilers van in totaal 800 ltr. zijn geïnstalleerd. Naast deze boilers zijn er in de periode 2008-2010 geen installaties aangebracht welke gas verbruiken. Dit lijkt dan ook de reden dat het gasverbruik in deze periode sterk is toegenomen. In de periode 2006-2008 lijkt het gasverbruik constant, in deze periode is het verbruik gemiddeld 3.256m³ gas. In het jaar 2009 is het gasverbruik gemiddeld 3.729m³. Het gasverbruik is een vorm van fossiele energie , daarom zal deze worden meegenomen bij het totaal aan te reduceren energie. Onderstaande grafiek geeft het gasverbruik weer over de periode 2006-2010, de hoeveelheid gas is omgerekend naar MJ omdat met deze grootheid wordt gerekend ten behoeve van het vergelijken van verschillende energievormen. De trendlijn over de periode 2009 geeft een verbruik van 1.387.441 MJ aan energie. Mogelijke stijging 20082010 door implementatie boilers.

totaal gasverbruik 2006-2010 [MJ] 180.000 160.000 120.000 100.000 80.000

60.000 40.000 20.000 okt-10

jul-10

apr-10

jan-10

okt-09

jul-09

apr-09

jan-09

okt-08

jul-08

apr-08

jan-08

okt-07

jul-07

apr-07

jan-07

okt-06

jul-06

apr-06

0 jan-06

verbruik [MJ]

140.000

tijd [maanden] gasverbruik [MJ]

trendlijn

pag. 17 4 juni 2012

Hanzehogeschool Groningen Ventileren en Energiereductie Daan Thomas van Dijk, Robert de Beer, Patrick Kastelein 6.2 Elektraverbruik Over de periode 2007-2011 zijn gegevens bekent over het elektraverbruik van de Van DoorenVeste, er is te zien dat er een duidelijk verschil is in het dagen nachtverbruik. Te zien is dat er een dalende trendlijn gaande is over de periode 2007-2011. Deze dalende trendlijn komt voort uit de reeds gemaakte modificaties. In de installatiecartotheek (zie onderstaande tabel) staan de toegepaste modificaties in de periode 2008-2011 aan de Van DoorenVeste. In 2010 zijn er een vijftal regelkasten van het merk Priva, type Compri HX geïnstalleerd. Deze regelkasten kunnen met elke installatie in het gebouw communiceren en deze besturen. Moderne internettechnologie en ondersteuning van veel gebruikte standaarden spelen hierin een sleutelrol. Dit systeem wordt gebruikt voor gebouwautomatisering, procesbesturing en telemetrie. In de grafiek ‘Elektra verbruik 2007-2011 [MJ]’ is te zien dat zowel het energieverbruik gedurende de dag als de nacht omlaag gaat in het jaar 2011. Dit kan een gevolg zijn van de geïnstalleerde regelkasten van Priva. Locatie Dak

modificatie Compressorkoelmachine

Fabricaat GEA Happel

Dak lbk toe/afvoerkast GEA Happel Techn. Ruimte Regelkast, regelen Priva 3e besturingsinstallatie Techn. Ruimte Regelkast, regelen Priva 3e besturingsinstallatie Techn. Ruimte Regelkast, regelen Priva 3e besturingsinstallatie Techn. Ruimte Regelkast, regelen Priva 3e besturingsinstallatie Techn. Ruimte Regelkast, regelen Priva 3e besturingsinstallatie D0.16 Techn.R. Drukverhogingsinstallatie Duijvelaar Pompen D0.16 Techn.R. Drukverhogingsinstallatie Duijvelaar Pompen D0.16 Techn.R. Expansievat Reflex A.Schacht Circulatiepomp Biral B.Schacht Boiler Nibe B.Schacht Regelklep Siemens D.Schacht Boiler Nibe B.Schacht Circulatiepomp Biral Dak VRV Inverter Daikin Bron: bijlage 8: ‘Installatiecartotheek Van DoorenVeste’

Type Bouwjaar GLAC0152 - 2011 0612BD1 GEA COM4 plus 2011 Compri HX 2010 Compri HX

2010

Compri HX

2010

Compri HX

2010

Compri HX

2010

DKVO 720 DKVO 730 Refix DE TF95 PUB2 SQS35 DS2 WX14 RXQ8P7W1B

2009 2009 2009 2009 2009 2009 2009 2008 2008

pag. 18 4 juni 2012

Hanzehogeschool Groningen Ventileren en Energiereductie Daan Thomas van Dijk, Robert de Beer, Patrick Kastelein Uit onderstaande grafiek is duidelijk te herlijden dat het energieverbruik tijdens de zomervakanties lager is dan tijdens het schooljaar. Wel moet hierbij worden vermeld dat het om het dagverbruik gaat. Het nachtverbruik is gedurende het hele jaar zo goed als constant, ook gedurende de zomervakanties. Dit kan te maken hebben met de servers voor de ICT (gehele Zernike complex) welke in de Van DoorenVeste staan, deze worden niet uit gezet en blijven dus continu aan staan ook tijdens de vakanties. Het elektraverbruik gedurende de nacht kan als nullijn worden beschouwd, dit is het elektra verbruik wanneer er geen les wordt gegeven. Het verschil tussen dag en nachtverbruik is dan de elektra in MJ welke extra wordt verbruikt wanneer het gebouw ’s ochtends open gaat voor personeel en studenten. Het gemiddelde elektraverbruik van het jaar 2009 is 723.421MJ per maand, dit komt neer op 8.681.061MJ op jaarbasis (is 8.681GJ).

Elektra verbruik 2007-2011[MJ] 900.000 800.000

600.000 500.000 400.000 300.000 200.000

feb-12

nov-11

aug-11

mei-11

feb-11

nov-10

aug-10

mei-10

feb-10

nov-09

aug-09

mei-09

feb-09

nov-08

aug-08

mei-08

feb-08

nov-07

aug-07

mei-07

100.000 feb-07

elektra [MJ]

700.000

tijd [maand] dagverbruik [MJ] nachtverbruik [MJ] totaal verbruik [MJ] status quo 2009 [MJ] / te reduceren energie [2020]

pag. 19 4 juni 2012

Hanzehogeschool Groningen Ventileren en Energiereductie Daan Thomas van Dijk, Robert de Beer, Patrick Kastelein 6.3 Warmteverbruik In het concept EEP van het Vastgoedbureau is bepaald dat voor het jaar 2009, 4.973.000MJ aan warmte is verbruikt in de Van DoorenVeste. Vanuit het Facilitair bureau (dhr. L. Bosma) zijn dezelfde waarden verkregen over de jaren 2010 en 2011. Onderstaande tabel geeft het warmteverbruik in de periode 2009-2011 in de Van DoorenVeste weer. Omdat deze waarden dusdanig ver uit elkaar liggen en er niet bekent is welke gegevens juist zijn, hebben we het gemiddelde van deze drie jaren als uitgangspunt genomen. Onderstaande waarden zijn de enige gegevens welke verstrekt zijn over het warmteverbruik op de Van DoorenVeste. jaar 2009 2010 2011 Gemiddelde (2009-2011)

warmte verbruik [MJ] 4.973.000 8.157.000 6.563.000 6.564.333

Verkregen middels concept EEP (Dhr. J. Krol) (bijlage 2) facilitair bureau (Dhr. L. Bosma) (bijlage 7) facilitair bureau (Dhr. L. Bosma) (bijlage 7)

pag. 20 4 juni 2012


7. Warmte verlies ventilatie Momenteel wordt binnen de van DoorenVeste hoofdzakelijk gebruik gemaakt van natuurlijke ventilatie. Om het verschil in energiegebruik uiteindelijk te kunnen bepalen tussen een natuurlijk ventilatie systeem en een mechanisch systeem,zal het verbruik van het huidige systeem moeten worden berekend. Bij een mechanisch systeem wordt er gebruik gemaakt van ventilatoren die elektriciteit gebruiken, bij een natuurlijk ventilatie systeem worden er geen ventilatoren gebruikt maar is er ventilatie door het gebruik van roosters en/of ramen en de daarbij ontstane natuurlijke luchtstromen. Ondanks dat roosters geen energie gebruiken in de vorm van elektriciteit gaat er wel degelijk energie verloren in de vorm van warme lucht. Dit gebeurt wanneer de buiten temperatuur lager is dan de gewenste binnentemperatuur van 20 graden Celsius, de energie zal dan verloren gaan in de warme ‘’vervuilde’’ lucht die naar buiten wordt afgevoerd. Om de binnentemperatuur op de wenselijke 20 graden Celsius te houden zal het verwarmingssysteem harder moeten gaan werken. Bij mechanische systemen wordt er tevens warme vervuilde lucht naar buiten gevoerd maar wordt er vaak gebruik gemaakt van warmte terug winning om dit verlies zoveel mogelijk te beperken. Het energieverlies treedt op onder de volgende voorwaarden: De buiten temperatuur is lager dan de gewenste binnen temperatuur van 20 graden Celsius en de ventilatieroosters en/of ramen staan open. Volgens het kennis instituut van de installatiesector (ISSO) is de buiten temperatuur zodanig dat er per jaar 212 dagen moet worden gestookt. De gemiddelde buitentemperatuur in dit stookseizoen is 4,8 graden. Dit blijkt uit ISSO publicatie 16 (website: www.isso.nl/producten). Het warmteverlies is te berekenen d.m.v. de onderstaande formule cv = het debiet in m3 per sec Ρ = lucht dichtheid in kg/ m3 c = soortelijke warmte in J kg-1 K-1 ΔT = Tbinnen – Tbuiten in graden Kelvin Hierbij moet opgemerkt worden dat de soortelijke massa en de soortelijke warmte (ρ * c) afhankelijk zijn van de temperatuur en de luchtvochtigheid. Een goede gemiddelde waarde voor ρ * c is 1200 J/m3K. De ventilatievoud is de totale hoeveelheid lucht die in de ruimte per uur wordt ververst. De huidige norm volgens het bouwbesluit 2012 voor een school gebouw is een ventilatievoud van minimaal 5.

pag. 21 4 juni 2012

Hanzehogeschool Groningen Ventileren en Energiereductie Daan Thomas van Dijk, Robert de Beer, Patrick Kastelein 7.1 Natuurlijke ventilatie Momenteel wordt er hoofdzakelijk natuurlijke ventilatie toegepast in de van DoorenVeste, in onderstaande berekening hebben we een huidig verwarmingsrendement aangehouden van 72% (Bron: afstudeerverslag Zernikeplein 11 Duurzaam geventileerd pagina 23). Als ventilatievoud hebben we 0,5 aangehouden voor de ruimtes die natuurlijk geventileerd worden en een factor 1,5 voor de ruimtes die momenteel mechanisch geventileerd worden doormiddel van adiabatische koeling. De ventilatievoud waarden zijn verkregen uit het afstudeerverslag (Ben Bouter 2009). De onderstaande tabel geeft weer welke ruimtes momenteel mechanisch worden geventileerd, dit zijn de praktijkruimtes en computer ruimtes . De overige ruimtes niet geventileerd of natuurlijk geventileerd. Oppervlaktes Van DoorenVeste Huidige situatie B.V.O. (bruto vloer oppervlak m²) hoor-/instructie-/werkcollege/projectruimten praktijkruimte eigenwerk/ studieruimte bureau/ kantoren/ vergaderzalen alg.ruimten/ ICT/ mediatheek/ AV/repro restauratieve voorzieningen/kantine/ koffiekamers archief/ berging Overig niet netto Totaal BVO

Mechanisch

Natuurlijk

Niet geventileerd

3.822 4.385 1.282 5.502 439 1.151 667 374 4.824

6.692 18.450

pag. 22 4 juni 2012

1.042 24.315

Hanzehogeschool Groningen Ventileren en Energiereductie Daan Thomas van Dijk, Robert de Beer, Patrick Kastelein 7.1.1 Berekening; Huidige situatie Natuurlijke ventilatie (huidige situatie) v = het debiet in m3 per sec Ρ = lucht dichtheid in kg/ m3 c = soortelijke warmte in J kg-1 K-1 ΔT = Tbinnen – Tbuiten in graden Kelvin Gemiddelde binnentemperatuur Gemiddelde buitentemperatuur (luchtdichtheid x soortelijke warmte) = ρ * c Verwarmingsrendement Ventilatievoud (natuurlijke ventilatie) A Ventilatievoud (mechanische ventilatie) B Te ventileren oppervlak (natuurlijke ventilatie) A Te ventileren oppervlak (mechanische ventilatie) B Gemiddelde ruimte hoogte Stookseizoen in uren (212 dagen a 12 uur) Inhoud te ventileren oppervlakte A Inhoud = oppervlakte * hoogte Inhoud te ventileren oppervlakte B Inhoud = oppervlakte * hoogte v = het debiet in m3 per sec v = ventilatievoud x inhoud v = het debiet in m3 per sec v = ventilatievoud x inhoud ventilatievoud totaal Gemiddeld warmte verlies Pvent = v*p*(Tbinnen-Tbuiten) energieverlies = stookuren * rendement MJ = kWh * 3,6 m3 aardgas = MJ / 31,65

20 C 4,8 C 1200 J/m3K 72 % 0,5 1,5 18450 m2 4824 m2 3 m 2544 h

55.350,00 m3 14.472,00 m3 7,69 m3/s 6,03 13,72 250.207,20 250,21 884.065 3.182.636 100.557

pag. 23 4 juni 2012

m3/s m3/s W kW kWh MJ m3

Hanzehogeschool Groningen Ventileren en Energiereductie Daan Thomas van Dijk, Robert de Beer, Patrick Kastelein 7.2 Mechanische ventilatie In onderstaande tabel zijn de ruimtes weergegeven die na implementatie van een mechanisch ventilatie systeem zullen worden geventileerd. Oppervlaktes Van DoorenVeste, Mechanische ventilatie B.V.O. (bruto vloer oppervlak m²) Mechanisch Natuurlijk hoor-/instructie-/werkcollege/projectruimten praktijkruimte eigenwerk/ studieruimte bureau/ kantoren/ vergaderzalen alg.ruimten/ ICT/ mediatheek/ AV/repro restauratieve voorzieningen/kantine/ koffiekamers archief/ berging Overig niet netto Totaal BVO

Niet geventileerd

3.822 4.385 1.282 5.502 439 1.151 667 374 15.430

6.692 7.843

pag. 24 4 juni 2012

1.042 24.315

Hanzehogeschool Groningen Ventileren en Energiereductie Daan Thomas van Dijk, Robert de Beer, Patrick Kastelein 7.2.1 Berekening; Balansventilatiesysteem met warmtewiel Na implementatie van een ventilatie systeem gaan we er vanuit dat de ventilatievoud van deze ruimtes naar 5 gaat, dit is conform de wet en regelgeving gesteld in het bouwbesluit 2012. Het balansventilatie systeem met warmtewiel is tevens voorzien van warmte terug winning. Uit de documentatie blijkt dat het systeem een rendement heeft van 75%. dit betekent dat in de praktijk dat 75% van de warmte energie in de lucht word terug gewonnen Uit de berekening komt naar voren 3.918.672 MJ op jaarbasis verloren gaat in warmte energie dat naar buiten wordt gevoerd. Berekening; balansventilatiesysteem met warmtewiel v = het debiet in m3 per sec Ρ = lucht dichtheid in kg/ m3 c = soortelijke warmte in J kg-1 K-1 ΔT = Tbinnen – Tbuiten in graden Kelvin Gemiddelde binnentemperatuur Gemiddelde buitentemperatuur (luchtdichtheid x soortelijke warmte) = ρ * c Verwarmingsrendement Ventilatievoud (Natuurlijke ventilatie) A Ventilatievoud (mechanische) B Te ventileren oppervlak A Te ventileren oppervlak B Gemiddelde ruimte hoogte Stookseizoen in uren (212 dagen a 12 uur) Rendement WTW Inhoud te ventileren oppervlakte A Inhoud = oppervlakte * hoogte Inhoud te ventileren oppervlakte B Inhoud = oppervlakte * hoogte v = het debiet in m3 per sec v = ventilatievoud x inhoud v = het debiet in m3 per sec v = ventilatievoud x inhoud ventilatievoud totaal Gemiddeld warmte verlies Pvent = v*p*(Tbinnen-Tbuiten) Gemiddeld warmte verlies na WTW energieverlies = stookuren * rendement MJ = kWh * 3,6 m3 aardgas = MJ / 31,65

20 4,8 1200 72 0,5 5 7843 15430 3 2544 75

C C J/m3K %

m2 m2 m h %

23.529,00 m3 46.290,00 m3 3,27 m3/s 64,29 67,56 1.232.286,80 1.232,29 308,0717

m3/s m3/s W kW kW

1.088.520 kWh 3.918.672 MJ 123.813 m3

pag. 25 4 juni 2012

Hanzehogeschool Groningen Ventileren en Energiereductie Daan Thomas van Dijk, Robert de Beer, Patrick Kastelein 7.2.2 Berekening; Frisse scholen concept (TNO) Na implementatie van het frisse scholen concept van TNO gaan we er tevens vanuit dat de geventileerde ruimtes met een ventilatievoud van 5 zullen worden geventileerd. Het frisse scholen concept maakt echter geen gebruik van een warmte terug winning systeem en hierdoor zal alle warme lucht direct naar buiten worden gevoerd zonder enige terug winning van energie. Op jaarbasis zal met het frisse scholen concept circa 15.674.688 MJ aan warmte energie verloren gaan in de lucht dat naar buiten wordt af gevoerd. Berekening; Frisse scholen concept (TNO) v = het debiet in m3 per sec Ρ = lucht dichtheid in kg/ m3 c = soortelijke warmte in J kg-1 K-1 ΔT = Tbinnen – Tbuiten in graden Kelvin Gemiddelde binnentemperatuur Gemiddelde buitentemperatuur (luchtdichtheid x soortelijke warmte) = ρ * c Verwarmingsrendement Ventilatievoud (Natuurlijke ventilatie) A Ventilatievoud (mechanische) B Te ventileren oppervlak A Te ventileren oppervlak B Gemiddelde ruimte hoogte Stookseizoen in uren (212 dagen a 12 uur) Rendement WTW : N.V.T. Inhoud te ventileren oppervlakte A Inhoud = oppervlakte * hoogte Inhoud te ventileren oppervlakte B Inhoud = oppervlakte * hoogte v = het debiet in m3 per sec v = ventilatievoud x inhoud v = het debiet in m3 per sec v = ventilatievoud x inhoud ventilatievoud totaal Gemiddeld warmte verlies Pvent = v*p*(Tbinnen-Tbuiten) Gemiddeld warmte verlies na WTW energieverlies = stookuren * rendement MJ = kWh * 3,6 m3 aardgas = MJ / 31,65

20 4,8 1200 72 0,5 5 7843 15430 3 2544 0

C C J/m3K %

m2 m2 m h %

23.529,00 m3 46.290,00 m3 3,27 m3/s 64,29 67,56 1.232.286,80 1.232,29 1232,2868

m3/s m3/s W kW kW

4.354.080 kWh 15.674.688 MJ 495.251 m3

pag. 26 4 juni 2012

Hanzehogeschool Groningen Ventileren en Energiereductie Daan Thomas van Dijk, Robert de Beer, Patrick Kastelein 7.3 Conclusie warmteverlies door ventilatie In onderstaande tabel is het warmte verlies van het balansventilatiesysteem met warmtewiel en het frisse scholen concept van TNO uitgezet tegen het huidige warmte verlies. Hierbij is nog geen ventilatie systeem geïmplementeerd en wordt hoofdzakelijk gebruik gemaakt van natuurlijke ventilatie met een ventilatievoud van 0,5. Bij de nieuwe systemen wordt uit gegaan van een ventilatievoud van 5, (conform bouwbesluit 2012 voor leslokalen). Door de toename van 0,5 naar 5 zal er circa 10 keer meer lucht ververst worden na implementatie van een mechanisch ventilatiesysteem. Het balansventilatiesysteem met warmtewiel zal 23,13% meer energie vragen in de vorm van warmte dan het huidige systeem, het frisse scholen concept zal 392,51% meer energie in de vorm van warmte gaan gebruiken. Het grote verschil tussen deze 2 systemen is dat er bij het balansventilatiesysteem met warmtewiel gebruik gemaakt wordt van warmte terug winning. Voor elk nieuw te implementeren ventilatie systeem wordt dan ook warmte terugwinning geadviseerd.

Huidige situatie Balansventilatiesysteem met warmtewiel Frisse scholen concept (TNO)

Warmteverlies ventilatie 3.182.636 3.918.672

MJ MJ

= =

100,00 % 123,13 %

15.674.688

MJ

=

392,51 %

Na het implementeren van een ventilatiesysteem in de Van DoorenVeste in combinatie met de afgesproken doelstellingen conform MJA3 zal er met een ventilatievoud van 5 in de leslokalen en kantoorruimtes een warmteverlies toename zijn van 23,13% ten opzichte van de huidige situatie. Wanneer er gekozen wordt voor een ventilatievoud van 8, de maximale eis vanuit het bouwbesluit, zal er een warmteverlies toename zijn van 93,43%. In het rapport wordt uitgegaan van een ventilatie eis van 5, op basis hier van wordt de minimaal te reduceren energie weergeven. In onderstaande tabel is weergegeven wat de warmteverlies toename is per ventilatievoud, ook is te zien dat het warmte verlies per ventilatievoud enorm toeneemt. Verhouding toename warmteverlies t.o.v. ventilatievoud Ventilatievoud 5 6 100 % 100 % Huidige situatie 123,13 % 146,56 % Balansventilatiesysteem met warmtewiel 492,51 % 586,24 % Frisse scholen concept (TNO)

7 100 % 169,99 % 567,98 %

8 100 % 193,43 % 773,72 %

pag. 27 4 juni 2012


8. Energie toename Er zal over het gehele gebouw 64,29 m3/s moeten worden geventileerd na implementatie van het balansventilatie systeem dit komt neer op 231.444 m3/h voor het totale gebouw. We hebben het tevens per vleugel gespecificeerd in onderstaande tabel. Dit hebben we berekend door de hoeveelheid te ventileren lucht van het gebouw terug te rekenen naar de inhoud van de diverse vleugels. Totaal komen we met deze berekening op 29 balansventilatie kasten met een vermogen van 5.5kW en maximaal 8.400 m3/h aan schone lucht. Oppervlaktes van DoorenVeste m2

m3

m3/h per vleugel

A

4.540

13.620

43.243

5,1 = 6

B

2.598

7.794

24.746

2,9 = 3

C

3.567

10.701

33.975

4,0 = 4

D

6.797

20.391

64.740

7,7 = 8

H

6.797

20.391

64.740

7,7 = 8

Totaal

24.299

72.897

231.444

27,6 = 29

Vleugel

balansventilatie kasten á 8400m3/h

8.1 Warmte verbruik Na implementatie van een balansventilatie systeem met warmtewiel is er een toename aan warmte verlies van 23,13% ten opzichte van de huidige situatie overeenkomend met 736.036 MJ aan warmte verlies. Om de ruimtes op 20 graden Celsius te houden zal er dan ook 736.036 MJ aan warmte moeten worden toegevoegd. Dit komt neer op 23.255 m3 gas extra op jaarbasis.

pag. 28 4 juni 2012

Hanzehogeschool Groningen Ventileren en Energiereductie Daan Thomas van Dijk, Robert de Beer, Patrick Kastelein 8.2 Elektra verbruik In onderstaande berekening zijn we uit gegaan van 29 balansventilatie kasten met warmtewiel elk met een verbruik van 5,5 kW, dit zal voldoende zijn om het gebouw volgens de huidige normen te ventileren. Voor het aantal ventilatie uren zijn we uit gegaan van 10 uur per dag waar op het systeem een maximaal vermogen levert. De waarde van 10 uur per dag is verkregen vanuit het roosterbureau (zie bijlage 9: berekening bezetting ZP11 Wiebe de Jong). Tevens zijn we uit gegaan van 230 dagen waarop geventileerd wordt. Hierbij zijn we uitgegaan dat er alleen op werkdagen word geventileerd en gedurende de bouwvak (15 werkdagen) en de officiële feestdagen (15 dagen) niet. In de berekening is uitgegaan van het meest negatieve scenario, de berekening zal positiever uitvallen als de bezettingsgraad zou worden mee genomen van 52% verkregen vanuit het roosterbureau van de Hanzehogeschool. Daarnaast zal er nog extra winst behaald kunnen worden als het systeem in combinatie met CO2 meters zal werken. Het jaar verbruik over 2009, de status quo betreffende elektra was 8.681.047 MJ met implementatie van een balansventilatie systeem met warmte wiel zal dit een toename hebben van 1.320.660 MJ. Dit is een toename van 15.21% ten opzichte van het elektra verbruik in 2009 Elektra verbruik balansventilatie systeem Vermogen balansventilatie kast Ventilatie uren (230 dagen a 10 uur) kWh op jaarbasis per kast kWh op jaarbasis totaal (29 kasten) MJ op jaarbasis totaal (29 kasten) Gemiddeld maandverbruik

5,5 2.300 12.650 366.850 1.320.660 110.055

pag. 29 4 juni 2012

kW h kWh kWh MJ MJ


9. Bouwkundige ingreep Bouwkundige inpassing balansventilatiesysteem met warmtewiel, Zoals eerder in dit rapport staat beschreven wordt het balansventilatiesysteem met warmtewiel aanbevolen voor de Van DoorenVeste. Om dit ventilatiesysteem in de Van DoorenVeste te kunnen toepassen dienen een aantal bouwkundige aanpassingen te worden gedaan. Onderstaande tekst is gebaseerd op aannamen die puur gebaseerd zijn op eerdere bevindingen in dit rapport en geheel gericht op het beste type ventilatiesysteem. Verder in dit hoofdstuk worden de bouwkundige bevindingen omschreven en de hieruit voortvloeiende consequenties die dit met zich mee brengt voor het systeem en de toepassing hiervan. Het mechanische ventilatiesysteem vereist luchtkanalen die vooral in de buurt van de balansventilatiekasten van flinke omvang zullen zijn. Dit is een advies volledig gebaseerd op bevindingen die zijn gedaan Omdat het een bestaand gebouw betreft is het noodzakelijk dat de luchtkanalen op een dusdanige wijze worden aangebracht dat dit geen belemmering zal vormen. De techniekfaculteit is momenteel vrij open gelaten als het gaat om installaties en constructieve elementen, wat inhoud dat constructieve en installatietechnische zaken in het zicht mogen blijven omdat dit leerzaam is voor studenten. Dit biedt een groot voordeel wat er vooral voor zorgt dat er geen grote bouwkundige aanpassingen gepleegd hoeven te worden. Aangezien voor de Van DoorenVeste 27 units over de verschillende vleugels verdeeld zullen worden kunnen de ventilatiekanalen ook beperkt blijven qua afmetingen. Dit is vooral bij bestaande bouw een zeer groot voordeel ten opzichte van één grote luchtbehandelingskast. De ventilatie distributie zal door de gangen in de vleugels plaatsvinden waarna het per lokaal wordt gesplitst, aangezien per lokaal bekend is hoeveel m³ verse lucht aangevoerd dient te worden kunnen de aftakkingskanalen per lokaal exact gedimensioneerd worden. Echter is het geen slechte investering om de kanalen iets te over dimensioneren zodat het gebouw voorbereid is op de langere termijn. Het is namelijk mogelijk dat in de toekomst lokalen worden toegevoegd of juist gesplitst waardoor de ventilatievoud in het geding kan komen, door over dimensionering is het mogelijk om in de toekomst grotere of meer luchtbehandelingskasten te plaatsen. In dit rapport is gerekend met de minimale eis van een ventilatievoud van 5. Het grote voordeel van decentrale ventilatie is tevens ook een groot nadeel. Aangezien het bestaande bouw betreft zullen dak doorvoeren moet voor iedere luchtbehandelingskast een dak doorvoer worden gemaakt. In totaal zullen er 27 sparingen worden aangebracht door alle vloeren tot de begane grondvloer. Deze sparingen zullen langs de bestaande wanden van de gangen worden gemaakt zodat een verticaal aan/afvoerkanaal kan worden aangebracht. Dit kanaal wordt zo breed als mogelijk toegepast zodat de doorloop in de gang zoveel mogelijk onbelemmerd blijft. Het kanaal zal worden optimmert door middel van een koof. Ter hoogte van de plafonds in de gangen zullen aftakkingen worden gerealiseerd die worden verbonden met een horizontaal kanaal welke de ventilatielucht van en naar de diverse ruimtes binnen de vleugel transporteert. Voor de Van DoorenVeste zijn de volgende ventilatiegegevens uit dit rapport naar voren gekomen:

Geventileerd oppervlak: Geventileerde inhoud: Minimale ventilatievoud: Benodigde ventilatie: Aantal luchtbehandelingskasten: Hoeveelheid ventilatie per lbk: M³ per seconde:

15.430 m² 15.430 x 3 m¹ = 46.290 m³ 5 46.290 x 5 = 231.450 m³ per uur 29 231.450 / 29 = 7.981 m³ per uur 7.981 / 3600 = 2,21 m³ per seconde per unit

pag. 30 4 juni 2012

Hanzehogeschool Groningen Ventileren en Energiereductie Daan Thomas van Dijk, Robert de Beer, Patrick Kastelein Het benodigde doorsnede-oppervlak (A) van de leiding of het kanaal is: A

=

Waarin: qv = v =

qv

/

v

hoeveelheid ventilatie (Var. m³/s) luchtsnelheid (4 à 5 m/s)

Vanaf de luchtbehandelingskast zal het verticale kanaal als hoof tracé dienen die wordt vertakt naar de verschillende verdiepingen en uiteindelijk ruimtes. Per lbk zal 2,21 m³/s worden aangeleverd, aangezien de verticale kanalen in de gang worden aangebracht dient dit zo slank mogelijk te gebeuren zodat men hier geen hinder van krijgt bij het lopen door de gang. Voor onderstaande berekening is 1 voorbeeld lokaal genomen, alle andere kanalen zijn op de zelfde wijze berekend. Als voorbeeld voor lokaal A 2.18 aangehouden waar 735 m³ aan ventilatie per uur moet worden geleverd.

A

=

qv 0,20

/

v 5

=

0,04 m²

Wanneer een kanaalbreedte van 250 mm aangehouden wordt zal het kanaal 200 mm dik moeten worden. Voor de verticale ventilatiekanalen (de hoofdkanalen) is als voorbeeld het kanaal in A 2.60 als referentiekanaal genomen.

A

=

qv 1,75

/

v 5

=

0,35 m²

Figuur 6

pag. 31 4 juni 2012

Hanzehogeschool Groningen Ventileren en Energiereductie Daan Thomas van Dijk, Robert de Beer, Patrick Kastelein Om er voor te zorgen dat het kanaal voor zo min mogelijk hinder zorgt, zal deze zo breed mogelijk moeten worden aangehouden. Bij een kanaalbreedte van 1000 mm zal het kanaal een dikte van 400 mm krijgen om de benodigde ventilatiebehoefte te behalen. De gang in de A- vleugel versmald halverwege tot 2600 mm breed. Aangezien het kanaal een dikte van 400 mm heeft welke nog door middel van een geluidsisolerende koof afgetimmerd dient te worden is het niet realiseerbaar om deze in de gang te plaatsen. De vrije doorgang van de gang dient volgens bouwbesluit minimaal 2,3 m¹ te bedragen. Alleen het kanaal zorgt er al voor dat de gang een vrije doorloop van maximaal 2,2 heeft excl. koof. Dit is dus niet haalbaar, vandaar dat de verticale ventilatiekanalen in lokalen geplaatst moeten worden, dit biedt tevens als voordeel dat de horizontale kanalen die naar de andere vertrekken leiden slechts door lichte scheidingswanden gevoerd hoeven te worden. Dit in tegenstelling tot de betonnen hoofddraagconstructie in de gangen van de vleugels. Momenteel wordt binnen de Van DoorenVeste een wijziging doorgevoerd in de vorm van digitale schoolborden, omdat deze modificatie er voor zorgt dat de wasbakken overbodig worden aangezien het schoolbord niet meer schoongemaakt hoeft te worden komt daar plaats vrij voor ventilatiekanalen. Dit zorgt er tevens voor dat de bestaande situatie achter de te vervallen wasbakken niet hoeft worden hersteld. De eerdere aanname in dit rapport voor het toepassen van 27 grote lbk’s blijkt ook niet meer van toepassing te zijn, op sommige plaatsen kan worden volstaan met een kleinere lbk. Dit zal ook invloed hebben op de belasting die op het dak van de Van DoorenVeste zal rusten. Tevens zal het vooraf berekende energieverbruik gunstiger uitvallen aangezien de aansluitwaarden van de kleinere lbk’s lager liggen. Door horizontale kanalen met een maximale hoogte van 300 mm toe te passen kunnen de bestaande systeemplafonds gehandhaafd blijven. Wel zullen in de bestaande lichte scheidingswanden doorvoeren aangebracht moeten worden die vervolgens rond de aangebrachte kanalen dichtgezet dienen te worden om overdrachtsgeluid tegen te gaan, ook daarom is het behoud van het bestaande systeemplafond een vereiste.

pag. 32 4 juni 2012


10. Prognose 10.1 Prognose energieverbruik 2009-2020 Door in te stemmen met de MJA3 afspraken heeft de Hanzehogeschool ingestemd met een reductie van 30% fossiele brandstof ten opzichte van het gestelde. Omdat de Hanzehogeschool nog geen Energie Efficiency Plan heeft opgesteld vanaf het reductiejaar jaar 2005, wat een vereiste is vanuit het MJA-convenant, wordt er een status quo vastgesteld over het jaar 2009. De vastgoedtak van de Hanzehogeschool is momenteel bezig met een concept EEP, waarbij voor het jaar 2009 is gekozen omdat dit een ‘gunstig’ jaar is. 2009 heeft een strenge winter gehad wat betekent dat er in de jaren hierna makkelijker kan worden voldaan aan de eisen vanuit het MJA3. Onderstaande tabel geeft de status quo over 2009, gebaseerd op de gegevens verstrekt door het facilitair bureau van de Van DoorenVeste en de afdeling vastgoed van de Hanzehogeschool. Status quo (2009) verbruik Hoeveelheid energie/ maand [MJ] Hoeveelheid energie/ jaar [MJ] Gas 115.617 1.387.441 Elektra 723.421 8.681.041 Warmte 414.416 4.973.000 Totaal 1.253.454 15.041.482 Onderstaande tabel geeft de prognose over 2020, deze waarden zijn gebaseerd op de status quo en waarden over andere jaren. Prognose energieverbruik (2020) verbruik Hoeveelheid energie/ maand [MJ] Gas 118.023 Elektra 755.635 Warmte 672.844 Totaal 1.546.502

Hoeveelheid energie/ jaar [MJ] 1.416.274 9.067.615 8.074.130 18.558.019

In hoofdstuk 9.2 Toename energieverbruik 2009-2020 is een grafiek weergegeven waarin wordt bepaald hoe bepaalde waarden zullen fluctueren gedurende de periode 2009-2020. Er vanuit gaande dat het gasverbruik gelijk blijft gedurende de periode 2009-2020. Na de installatie van twee boilers (800ltr.) is het gasverbruik gestegen, verwacht wordt dat het gemiddelde verbruik over het jaar 2009 en 2010 zich zal doorzetten naar 2020 omdat het gasverbruik voornamelijk voor warm water wordt gebruikt, warmte wordt namelijk middels WKK installaties verwezenlijkt. Het gasverbruik gedurende 2009 (status quo) is 1.387.441MJ, voor het jaar 2010 is dit 1.445.519MJ. Het elektra verbruik heeft in de periode 2007-2011 een dalende trend laten zien, zie hoofdstuk 6.1 Elektraverbruik. Dit is mogelijk gemaakt via modificaties gedurende deze periode, gesteld kan worden dat wanneer in de toekomst dergelijke aanpassingen zullen worden gemaakt, deze trend zich wellicht kan doorzetten tot het jaar 2020. Echter, in het verleden behaalde resultaten bieden geen garantie voor de toekomst. Omdat er niet bekent is welke modificaties zijn uigevoerd is het lastig om speculaties over dergelijke, onbekende, modificaties mee te nemen in een prognose. De gegevensverstrekking over het warmte verbruik is summier. Het vastgoed bureau heeft enkel een waarde van het totaal gebruik aan warmte in MJ voor het jaar 2009. Het facilitair bureau heeft gegevens over de jaren 2010 en 2011, deze gegevens zijn echter onduidelijk te interpreteren omdat er geen maandelijks gemiddelde kan worden vastgesteld. De verbruikte energie voor het jaar 2010 en 2011 liggen verschillen zo erg van elkaar dat er niet met zekerheid kan worden gesteld dat de pag. 33 4 juni 2012

Hanzehogeschool Groningen Ventileren en Energiereductie Daan Thomas van Dijk, Robert de Beer, Patrick Kastelein gegevens correct zijn. Omdat de totaal waarden per jaar liggen erg ver uit elkaar, dit heeft ertoe geleid dat het gemiddelde van deze waarden is genomen om een prognose voor de toekomst te bepalen. 10.2 Toename energieverbruik 2009-2020 Onderstaande tabel geeft weer hoe de verwachte verhoudingen qua energieverbruik zullen zijn tussen het jaar 2009-2020. Verhouding energieverbruik 2009 - 2020 Verbruik 2009 [MJ] percentage 2020 [MJ] percentage Gas 1.387.441 100% 1.416.274 102% Elektra 8.681.041 100% 9.067.615 104% Warmte 4.973.000 100% 8.074.130 162% Totaal 15.041.482 100% 18.558.019 123%

pag. 34 4 juni 2012


Prognose jaarlijks energieverbruik 2007-2020 [GJ] 20.000

18.000

16.000

energieverbruik [GJ]

14.000

12.000

10.000

8.000

6.000

4.000

2.000

0 2009

2010

2011

2012

2013

2014 2015 Tijd [jaar]

2016

2017

2018

2019

2020

gasverbruik [GJ] elektraverbruik [GJ] warmte verbruik [GJ] totaal verbruik [GJ]

Bovenstaande grafiek geeft weer hoe het energieverbruik per onderdeel, dus gas, elektra, warmte en het totaal verbruik over de periode 2009-2011 zijn gemeten. Voor de periode 2012-2020 zijn deze gegevens nog niet bekent, dit zijn dus ramingen. In de ramingen is enkel voor warmte verbruik en elektra verbruik een toename meegenomen, omdat er bekent is dat deze toename zal optreden indien wordt gekozen voor het ventilatie systeem met warmtewiel .

pag. 35 4 juni 2012


Energieverbruik en prognose energieverbruik 2009-2020 [GJ] 21.000

verwachting[18.558GJ]

status quo [15.041GJ]

MJA3 reductie 30%

15.000

Implementatie ventilatie systeem

energieverbruik [GJ]

17.000

13.000

benodigde reductie 43,3% na implementatie

19.000

11.000

doelstelling[10.529GJ] 9.000 2009

2010

2011

2012

totaal verbruik [GJ]

2013

2014 2015 Tijd [jaar]

MJA3 doelstelling [GJ]

2016

2017

2018

2019

raming verbruik [GJ]

Bovenstaande grafiek geeft overzichtelijk weer wat het gemeten energieverbruik is in de Van DoorenVeste gedurende de periode 2009-2011. Over de periode 2012-2020 is niet bekent wat het energieverbruik zal zijn. Dit is dan ook verwoord in een raming verbruik. Daarnaast is de doelstelling voor het reduceren van 30% fossiele energie verwerkt in bovenstaande grafiek, met aangegeven de reductie ten opzichte van het referentiejaar, met daarnaast de te behalen reductie wanneer het genoemde ventilatiesysteem wordt geïmplementeerd. Een reductie van 43,3% fossiele energie zal minimaal nodig zijn om in de Van DoorenVeste een goed ventilatiesysteem te implementeren en te voldoen aan de beoogde reductie van fossiele energie conform MJA3.

pag. 36 4 juni 2012

2020


11. Conclusie Om het huidige binnenklimaat te verbeteren zal er een ventilatie systeem moeten worden geïmplementeerd in de van DoorenVeste, De keuze van een systeem is afhankelijk van een aantal factoren: de benodigde bouwkundige ingrepen, energie toename (MJA3 afspraken), een zo gezond mogelijk binnenklimaat en duurzaamheid. Het kostenplaatje is in dit advies rapport buiten beschouwing gelaten. In dit advies rapport is uit gegaan van de minimaal te reduceren energie (warmte, gas en elektra), dit om aan te geven wat er minimaal zal moeten worden gedaan aan energie reductie na implementatie van het te toe te passen ventilatiesysteem. Om de minimaal te reduceren energie te berekenen is er in de berekeningen uit gegaan van de minimale ventilatievoud eis gesteld in het bouwbesluit. Dit is voor een leslokaal minimaal 5 en maximaal 8. Voor de kantoor ruimten is de eis minimaal 4 en maximaal 8. Hierbij moet wel worden meegenomen dat wanneer de minimale ventilatievoud wordt gehanteerd er moet worden gedacht aan prefentief onderhoud zodat het systeem niet zal vervuilen of verouderen met als gevolg een lagere ventilatievoud dan vereist. Er zijn 2 systemen vergeleken, het frisse scholen concept (TNO) en balans ventilatie met warmtewiel. Met het oog op duurzaamheid en het grote warmte verlies doormiddel van ventilatie is er gekozen voor een balans ventilatie systeem met warmte wiel (warmte terugwinning), het frisse scholen concept maakt geen gebruik van warmte terugwinning en hierdoor zal erg veel warmte energie verloren gaan. Met behulp van het warmte wiel bij het balans ventilatie systeem zal 70 a 80% van de warmte energie terug worden gewonnen en ‘hergebruikt’. Dit neer op een verschil van circa 11.756 GJ op jaarbasis van teruggewonnen warmteverlies na implementatie van een ventilatie systeem met warmte terugwinning ten opzichte van een systeem zonder. Het is dan ook duidelijk dat bij een toekomstig systeem altijd gebruik zou moeten worden gemaakt van warmte terugwinning. Om de MJA3 afspraken te behalen in 2020 zal er na implementatie van een balansventilatie systeem 43,3% van de energie moeten worden gereduceerd ten opzichte van 2009. De prognose in 2020 zonder aanvullende energie reductie is een jaarlijks verbruik van 18.558 GJ volgens de gemaakte MJA3 afspraken zal dit 10.529 GJ moeten zijn. De toename van de totale energie in (gas, warmte en elektra) na implementatie van een balansventilatie systeem zal 2.830 GJ zijn.

pag. 37 4 juni 2012


Literatuurlijst Artikelen / Verslagen:  MJA3-convenanttekst, Energie-efficiencyplan (EEP), 

http://www.agentschapnl.nl/programmas-regelingen/meerjarenplan-energie-efficiency-mja

Ketenefficiency - Hoe en Waarom (MJA) http://www.agentschapnl.nl/sites/default/files/bijlagen/Ketenefficiency%20-%20Hoe%20en%20Waarom.pdf

 

Protocol Energie-efficiëntieplan (bijlage MJA3 – hoofdstuk 2) http://www.agentschapnl.nl/sites/default/files/bijlagen/Bijlage_MJA3_Hoofdstuk_2_Protocol_Energieefficientieplan.pdf

MJA3: intensivering, verbreding en verlenging afspraken http://www.senternovem.nl/mja

     

Artikel van Frans Rasenberg over ventilatiesystemen – Schoolfacilities Concept EEP Hanzehogeschool versie13122010 HG nr. 2161 Afstudeerverslag Ben Bouter – Energie Prestatie Advies Utiliteit Documentatie ‘Frisse scholen concept’ Productinformatie Priva Compri HX Warmteverbruik Van DoorenVeste 2009 en 2010 (dhr. Bosma)

(feb. 2012) (13-12-2010) (26-08-2010) (okt. 2010) (mei 2012)

Internet:  Informatie over MJA3  

http://www.agentschapnl.nl/ http://www.senternovem.nl/mja

Trias Energetica http://www.triasenergetica.com/

Informatie over diverse ventilatiesystemen http://www.verhulst.com/nl/producten/verdyn-hoogrendement-balansventilatie http://www.verhulst.com/nl/producten/ecostar-ge%C3%AFntegreerde-koeling/warmtewiel http://www.alkonl.com/life-cycle-cost/warmtewiel http://www.installatietechnicus.nl/documentatie/Warmtewiel.htm http://www.duurzaammkb.nl/tips/tip/439 http://www.luka.nl/handboek/a100-rechthoekige-kanalen-van-verzinkt-staal

Bijlagen 1. Projectplan 2. EEP Energie Efficiency Plan Hanzehogeschool 07-12-2010 3. Brochure Verdyn HR-balansventilatie 4. TNO ventileert scholen 5. Elektraverbruik Van DoorenVeste april 2012 6. Gasverbruik Van DoorenVeste april 2012 7. Warmteverbruik Van DoorenVeste mei 2012 8. Installatiecartotheek Van DoorenVeste 9. Berekening bezetting ZP11 Wiebe de Jong

pag. 38 4 juni 2012

Hanzehogeschool Groningen Ventileren en Energiereductie Daan Thomas van Dijk, Robert de Beer, Patrick Kastelein 10. Ventilatie tekeningen

pag. 39 4 juni 2012

Ventileren en Energiereductie

Recommend Documents