Vergelijking tussen decentrale klimaatinstallatie systemen

Vergelijking tussen decentrale klimaatinstallatie systemen

Onderzoeksrapport

Climate design research lab Building Technology Faculteit Bouwkunde TU DELFT

25-06-2010

Bert van Diepen 1367153 Hoofdbegeleider: 2e begeleider: Lab coördinator:

Dr. Ir. Arjan van Timmeren Ir. Bas Hasselaar Dr. Ir. Regina Bokel 1

Samenvatting Klimaatinstallaties regelen het binnenklimaat van gebruiksruimtes. Gebruiksruimtes moeten een aangename temperatuur en voldoende ventilatie hebben. Er zijn twee type systemen namelijk decentraal en centraal en wanneer ze beiden gebruikt worden, dan heet dit een hybride concept. Centrale installaties worden meestal bovenop het gebouw geplaatst, van waar uit ventilatieleidingen door het gehele gebouw lopen, zodat deze alle ruimtes kan ventileren en klimatiseren. Decentrale installaties worden lokaal in de ruimte toegepast en zijn meestal geïntegreerd in de gevel. Decentrale klimaatinstallaties systemen bieden grote voordelen ten op zichtte van de centrale systemen, vooral op het gebied van gebruik en bedieningsgemak scoren decentrale systemen beter. Het binnenklimaat is per ruimte en per gebruiker te regelen. Ruimtes zijn flexibeler voor functie verandering, doordat de verwarm, ventilatie en koelcapaciteit in te stellen zijn en daarbij kan er gemakkelijker extra installaties geplaatst worden om de capaciteit te vergroten. De flexibiliteit hangt wel af van de geveldoorvoer. Ook kunnen decentrale installaties aanzienlijk in de bouwkosten van het gebouw besparen. Het grootste nadeel is dat decentrale installaties een niet al te grote worp hebben en dat ze in contact moeten staan met de buitenlucht. Ruimtes middenin het gebouw kunnen niet direct geventileerd worden. Het gebruik van dunne ventilatieleidingen die direct naar de buitengevel lopen, zou dit kunnen oplossen. Decentrale systemen bieden niet alleen in de nieuwbouw grote kansen. Ze zijn ook interessant voor renovatieprojecten doordat de systemen eenvoudig geplaatst kunnen worden zonder dat er extra leidingen geplaatst hoeven worden. Dit hangt echter af van het type systeem en van het renovatieproject. Bij renovatie van huizen wordt de schil beter geïsoleerd en worden kieren beter gedicht. Hierdoor is het gebouw luchtdichter en gaat er minder warmte verloren. Dan zal er ook minder vers lucht de ruimte infiltreren. Het gevolg is dat er meer verse lucht geventileerd moet worden. Veel gebruikers laten de ramen in de winter dicht en zetten de roosters dicht, omdat ze het vinden tochten. Hierdoor wordt er onvoldoende geventileerd, waardoor gezondheidsklachten kunnen optreden. Decentrale systemen spelen hierop in doordat ze tochtvrij en vraaggestuurd ventileren. In Nederland wordt nu de centrale installaties veel toegepast, mede doordat de mogelijkheden van decentrale installaties niet bekend zijn en deze nog volop in ontwikkeling zijn. Er zijn verschillende type decentrale klimaatinstallatie systemen met verschillende manieren van koelen en verwarmen en ventileren. Een aantal systemen ventileren volgens een hybride concept en andere volledig decentraal. Er zijn systemen die afhankelijk zijn van een centrale verwarming en/of koelsysteem. Sommigen zijn onafhankelijk van andere installaties en zijn overal in het gebouw decentraal toe te passen. De systemen zijn in dit onderzoek toegepast op en case studie, waarna ze met elkaar vergeleken zijn. Uit het onderzoek komt naar voren hoe belangrijk de toepassing van warmteterugwinning(WTW) bij het ventileren is. Dit bespaart niet alleen energie, maar het bespaard ook in de benodigde verwarmcapaciteit, omdat er minder warmte verloren gaat. Ook het gebruik van nachtventilatie is energiezuinig. Door de gehele nacht door te ventileren, wordt de warmte uit de ruimte en vooral constructie onttrokken. De constructie kan gedurende de dag de warmte uit de ruimte ontrekken, zodat de constructie opwarmt en deze vervolgens in de nacht weer kan afkoelen. De belangrijkste factor waarop een keuze tussen decentrale systemen gebaseerd kan worden is de capaciteit op het gebied van ventilatie, verwarming en koeling met daarbij de percentage WTW. Uit het onderzoek blijkt dat de bestaande decentrale systemen een te kleine ventilatiecapaciteit hebben om grote kantoorruimtes en vergaderruimtes, welke hogere ventilatie-eisen hebben, te ventileren. Daarbij zou de percentage van de WTW en het koelvermogen verhoogd kunnen worden. De Smartbox is een systeem die hier op een energie zuinige manier mee om gaat, echter is deze nog niet in productie en is er alleen nog een prototype van gemaakt, maar het bied wel perspectief voor de toekomst.

2

Voorwoord Zal de decentrale klimaatinstallatie de markt van de centrale klimaatinstallatie overnemen? Dit onderzoeksrapport geeft de onderlinge verschillen en de architectonische consequentie die erbij komt kijken weer. Daarbij worden er tien decentrale systemen besproken, welke met elkaar worden vergeleken. Dit onderzoek laat de mogelijkheden van decentrale systemen inzichtelijk maken voor architecten, opdrachtgevers, ontwikkelaars en de consumenten. Zodat zij geprikkeld worden om decentrale systemen te gaan gebruiken. Het onderzoek is uitgevoerd ter afsluiting van de studie ‘Climate Design’ wat een onderdeel is van ‘Building Technology’ aan de faculteit van Bouwkunde aan de Technische Universiteit Delft. Mijn dank gaat uit naar Dr. Ir. Ajan van Timmeren en Ir. Bas Hasselaar, van de faculteit Bouwkunde van de Universiteit Delft, voor de begeleiding tijdens het onderzoek. Mijn speciale dank gaat ook uit naar mijn studiegenoten, waarmee ik tijdens het proces van het onderzoek veel contact mee heb gehad en die gediend hebben ter inspiratie. Ook wil ik mijn naaste familie en vrienden bedanken die me tijdens het proces gesteund hebben. Hiernaast wil ik uiteraard alle geïnterviewde bedrijven bedanken, die mij veel leerzame informatie hebben verschaft over dit zeer interessante onderwerp. Zonder de informatie van deze personen zou dit onderzoek zeer beperkt zijn geweest. Bert van Diepen 29 juni 2010

3

Inhoudsopgave Samenvatting................................................................................................................................... 2 Voorwoord ...................................................................................................................................... 3 1 Inleiding .............................................................................................................................. 7 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5

2

Probleem analyse............................................................................................................................................ 7 Hoofdvraag:.................................................................................................................................................... 8 Subvragen:...................................................................................................................................................... 8 Achtergrond vragen:....................................................................................................................................... 8 Doelstelling .................................................................................................................................................... 8

Literatuurstudie ................................................................................................................... 9 2.1 2.2

Inleiding ......................................................................................................................................................... 9 Binnenklimaat ................................................................................................................................................ 9 2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.2.4 2.2.5

2.3

Klimaatinstallaties ........................................................................................................................................ 19 2.3.1 2.3.2

2.4

Inleiding .......................................................................................................................................................... 34 Kantoorautomatisering.................................................................................................................................... 34 Ontwikkeling van het kantoorlandschap ......................................................................................................... 34 Conclusie ........................................................................................................................................................ 35

Specifieke kenmerken van type kantoren uit de jaren tachtig ...................................................................... 37 2.9.1 2.9.2 2.9.3 2.9.4 2.9.5 2.9.6 2.9.7 2.9.8

3

Natuurlijke koeling ......................................................................................................................................... 33 Mechanische koeling....................................................................................................................................... 33 Koelplafond / klimaatplafond.......................................................................................................................... 33 Koelconvectoren ............................................................................................................................................. 33 Nachtkoeling ................................................................................................................................................... 33

Kantoren ....................................................................................................................................................... 34 2.8.1 2.8.2 2.8.3 2.8.4

2.9

Radiatoren....................................................................................................................................................... 32 Convectoren en ribbenbuizen.......................................................................................................................... 32 Vloerverwarming en betonkernactivering....................................................................................................... 32 Wandverwarming............................................................................................................................................ 32 Plafondverwarming......................................................................................................................................... 32 Luchtverwarming ............................................................................................................................................ 32

Eindapparaten koeling .................................................................................................................................. 33 2.7.1 2.7.2 2.7.3 2.7.4 2.7.5

2.8

Inleiding .......................................................................................................................................................... 31 Regeneratief warmtewiel ................................................................................................................................ 31 Platen- of buizenwarmtewisselaar, in kruis- of tegenstroom........................................................................... 31 Heatpipe .......................................................................................................................................................... 31 Twin coil ......................................................................................................................................................... 31 Recirculatie ..................................................................................................................................................... 31

Eindapparaten verwarming........................................................................................................................... 32 2.6.1 2.6.2 2.6.3 2.6.4 2.6.5 2.6.6

2.7

Inleiding .......................................................................................................................................................... 29 Natuurlijke luchtverversing............................................................................................................................. 29 Mechanische ventilatie.................................................................................................................................... 29

Warmteterugwinning uit ventilatielucht ....................................................................................................... 31 2.5.1 2.5.2 2.5.3 2.5.4 2.5.5 2.5.6

2.6

Inleiding .......................................................................................................................................................... 19 Klimaatinstallatie concepten ........................................................................................................................... 20

Ventilatie ...................................................................................................................................................... 29 2.4.1 2.4.2 2.4.3

2.5

Inleiding ............................................................................................................................................................ 9 Thermisch comfort............................................................................................................................................ 9 Olfactief comfort............................................................................................................................................. 15 Visueel comfort............................................................................................................................................... 16 De consequenties van architectonische keuzes op het binnenklimaat ............................................................. 17

Inleiding .......................................................................................................................................................... 37 Plattegrond ...................................................................................................................................................... 37 Doorsnede ....................................................................................................................................................... 37 Trappen, liften, schachten en sanitaire voorzieningen..................................................................................... 38 Constructie ..................................................................................................................................................... 38 Gevels ............................................................................................................................................................. 38 Binnenafbouw ................................................................................................................................................. 38 Installaties ....................................................................................................................................................... 39

De factoren die de keuze zouden kunnen bepalen ............................................................ 40 3.1.1 3.1.2 3.1.3

Capaciteit ........................................................................................................................................................ 40 Bediening ........................................................................................................................................................ 40 Kosten ............................................................................................................................................................. 40

4

3.1.4 3.1.5

4

Omvang van de renovatie................................................................................................................................ 40 Architectonische factor ................................................................................................................................... 40

Onderzoek naar de 10 onderzochte decentrale systemen ................................................. 41 4.1

Inleiding ....................................................................................................................................................... 41 4.1.1 4.1.2

4.2

De 10 systemen ............................................................................................................................................ 43 4.2.1 4.2.2 4.2.3 4.2.4 4.2.5 4.2.6 4.2.7 4.2.8 4.2.9 4.2.10

4.3 4.4

Algemene aandachtspunten............................................................................................................................. 56 Climasmart...................................................................................................................................................... 56 Jaga Oxygen.................................................................................................................................................... 57 Brink Ademend Raam..................................................................................................................................... 57 ClimaRad ........................................................................................................................................................ 57 Trox FSL-B-ZAB............................................................................................................................................ 57 Trox FSL-U-ZAB ........................................................................................................................................... 58 PCM- module.................................................................................................................................................. 58 Schûco IFV ..................................................................................................................................................... 58 Smartbox......................................................................................................................................................... 58 PCMeco/CAS.................................................................................................................................................. 59

Functie geschiktheidbepaling ....................................................................................................................... 60 4.5.1 4.5.2 4.5.3 4.5.4 4.5.5 4.5.6 4.5.7 4.5.8 4.5.9 4.5.10

5

Climasmart – Heycop Systemen BV............................................................................................................... 43 Ademend Raam – Brink Climate systems BV ................................................................................................ 45 Oxygen – Jaga NV .......................................................................................................................................... 47 ClimaRad – ClimaRad BV.............................................................................................................................. 48 FSL-B-ZAB - Trox Technik BV ..................................................................................................................... 49 FSL-U-ZAB – Trox Technik BV .................................................................................................................... 50 PCM module – EMCO BV/ Trox Technik BV ............................................................................................... 51 Schûco IFV systeem - Schûco BV .................................................................................................................. 52 PCMeco – EMCO BV / CAS – Bas Hasselaar................................................................................................ 53 Smartbox – ECN/TNO/Cepezed ..................................................................................................................... 54

Overzicht met voor en nadelen van de systemen.......................................................................................... 56 Hoe gaan de klimaatinstallatie systemen om bij renovatie........................................................................... 56 4.4.1 4.4.2 4.4.3 4.4.4 4.4.5 4.4.6 4.4.7 4.4.8 4.4.9 4.4.10 4.4.11

4.5

Decentraal of hybride ventilatiesysteem ......................................................................................................... 41 Conclusie: ....................................................................................................................................................... 42

Inleiding .......................................................................................................................................................... 60 Ventilatie......................................................................................................................................................... 60 Berekening op benodigde koel en verwarmvermogen .................................................................................... 60 Koellast berekening......................................................................................................................................... 61 Warmtebehoefte berekening ........................................................................................................................... 61 Warmteterugwinning ...................................................................................................................................... 62 Grootte van de ruimte ..................................................................................................................................... 62 Uitkomsten...................................................................................................................................................... 62 Bepaling op geschiktheid per functie .............................................................................................................. 63 De overige systemen worden toespitst op de case studie: ............................................................................... 64

Case Studie: Transformatie van het RDM kantoorgebouw .............................................. 65 5.1 5.2

Inleiding ....................................................................................................................................................... 65 Het RDM kantoorgebouw ............................................................................................................................ 65 5.2.1 5.2.2 5.2.3 5.2.4

5.3

Verdiepingen en de ruimtes.......................................................................................................................... 68 5.3.1 5.3.2 5.3.3 5.3.4 5.3.5 5.3.6 5.3.7 5.3.8

5.4

Functie verandering......................................................................................................................................... 66 Belangrijkste bouwkundige veranderingen bij de transformatie ..................................................................... 66 Constructie ...................................................................................................................................................... 67 De gevel .......................................................................................................................................................... 67 : -1 verdieping ................................................................................................................................................. 68 : Beganegrond ................................................................................................................................................. 68 : 1e verdieping ................................................................................................................................................. 69 : 2e verdieping ................................................................................................................................................. 69 : 3e verdieping ................................................................................................................................................. 69 : 4e verdieping ................................................................................................................................................. 69 : 5e verdieping ................................................................................................................................................. 70 : 6e verdieping ................................................................................................................................................. 70

De decentrale klimaatsystemen toepassen op het RDM gebouw ................................................................. 71 5.4.1 5.4.2 5.4.3 5.4.4 5.4.5 5.4.6 5.4.7 5.4.8

Inleiding .......................................................................................................................................................... 71 Kantoorruimte Beganegrond ........................................................................................................................... 71 Kantoorruimte 2e verdieping ........................................................................................................................... 75 Woonruimte type 1.......................................................................................................................................... 78 Woonruimte type 2.......................................................................................................................................... 80 Energieberekening met CAPSOL ................................................................................................................... 81 Details van de types geveldoorvoeren............................................................................................................. 88 Flexibiliteit...................................................................................................................................................... 90

5

6

Conclusie........................................................................................................................... 91 6.1 6.2

Inleiding ....................................................................................................................................................... 91 Centraal, decentraal of hybride..................................................................................................................... 91 6.2.1 6.2.2 6.2.3 6.2.4

6.3 6.4 6.5 6.6 6.7

7 8

Factoren en consequenties van centrale installaties......................................................................................... 91 Factoren van decentrale installaties................................................................................................................. 92 Factoren van hybride concept ......................................................................................................................... 92 Keuze voor het RDM gebouw; decentrale installaties..................................................................................... 93

ClimaRad voor de woonruimtes ................................................................................................................... 93 Trox Schoolair voor kantoorruimtes............................................................................................................. 93 Geveldoorvoer .............................................................................................................................................. 94 Optimalisatie van de decentrale klimaatinstallatie ....................................................................................... 94 Aanbevelingen voor verder onderzoek......................................................................................................... 94

Referenties ........................................................................................................................ 95 Bijlagen ............................................................................................................................. 96

6

1 Inleiding Het is van belang dat een werkruimte een “goed” binnenklimaat heeft. Een “goed” binnenklimaat betekent dat een ruimte behaaglijk is. Waarbij een ruimte voldoende temperatuur, ventilatie, (dag)licht, heeft. De benodigde temperatuur, ventilatie en (dag)licht verschilt per type ruimte en functie. We spreken van een klimaatinstallatie als deze het binnenklimaat of een deel hiervan kan regelen. Klimaatinstallaties zijn over het algemeen centrale installaties die leidingnetwerken door het gehele gebouw hebben lopen, welke voor een aangename temperatuur en voor voldoende ventilatie zorgt. Vaak is de temperatuur bij gebruik van centrale installaties niet per ruimte individueel te regelen. Dit geeft veel klachten bij de gebruiker dat leidt tot minder productiviteit. Uit het oogpunt van betere regelbare installaties zijn de decentrale systemen ontworpen. Deze systemen worden lokaal in de ruimte geplaatst en die kunnen het binnenklimaat per ruimte regelen. Waardoor de gebruiker ter plaatse de installatie kan besturen en zodoende meer invloed heeft op het binnenklimaat. Een bijkomend voordeel is, dat ruimtes die niet gebruikt worden niet geklimatiseerd hoeven te worden. De installatie kan op nachtstand gezet worden, wat weer energie bespaard. Een ander groot voordeel van gebruik van decentrale systemen is dat de installatieruimte boven het verlaagd plafond verkleind kan worden. Hierdoor kan er een lagere verdiepingshoogte gerealiseerd worden en kan er aanzienlijk aan bouwkosten bespaard worden.

1.1 Probleem analyse In de bouw wordt op dit moment voornamelijk de centraal geregelde systemen toegepast. Het blijkt dat er in de bouwwereld de mogelijkheden van de klimaatinstallaties niet altijd duidelijk zijn en de verschillen tussen centrale en decentrale klimaatinstallaties, met hun typerende eigenschappen, niet bekend zijn. Daarbij zijn de decentrale systemen nog vol in ontwikkeling. Een overzicht met de beschikbare decentrale systemen is er niet. Vergelijkingen aan de hand van een (bestaand) gebouw zijn er nog niet. Een vergelijking tussen twee verschillende gebouwen met elk een ander klimaatinstallatie is appels met peren vergelijken. Een vergelijking zal moeten plaats vinden tussen meerdere decentrale klimaatinstallaties op één gebouw. Op dit moment staat landelijk 12% van de kantoren leeg en in Amsterdam is de leegstand zelfs 15% terwijl de vraag naar woonruimte groot is. De kans dat een pand wordt verhuurd neemt sterk af naarmate de leegstand langer duurt. Er is een groei van panden met leegstand die voor 1981 gebouwd zijn. De ingebruikname van panden uit de periode tussen 1991 en 2000 blijft achter op de rest95[25]. Gebouwen van voor 2000 bezitten minder voorzieningen voor de media en ICT en met de verouderde klimaatinstallaties kunnen deze minder inspelen op de wensen van de gebruiker. Met een renovatie zal het kantoorgebouw aantrekkelijker zijn voor huurders en kan het gebouw van functie veranderen. Als case studie wordt het renovatieproject van het RDM kantoorgebouw gebouw gebruikt om hier centrale en decentrale systemen op te toetsen en te vergelijken.

7

1.2 Hoofdvraag: Wat zijn de factoren, met de bijbehorende eigenschappen, die de keuze tussen een centraal, decentraal of hybride systeem bepalen, bij renovatie/transformatie van het RDM kantoorgebouw?

1.3 Subvragen: - Aan welke eisen op het gebied van het binnenklimaat moet een gebruiksfunctie voldoen? - Wat zijn de eigenschappen van de decentrale klimaatinstallaties? - Wat zijn de algemene verschillen tussen centrale, decentrale en hybride systemen? - Wat zijn de voor en nadelen van de decentrale systemen, indien deze worden toegepast bij renovatie van een gebouw? - Wat zijn de voor en nadelen van centrale en hybride systemen, indien deze worden toegepast bij renovatie van een kantoorgebouw? - Wat zijn de voor en nadelen van decentrale systemen, indien deze worden toegepast bij renovatie/transformatie van het RDM kantoorgebouw? - Vanuit welke afwegingen kunnen indicatoren steunend zijn bij het maken van een - Wat is op jaarbasis de energievraag voor het klimatiseren van het gerenoveerde/getransformeerde RDM gebouw. - Voor de oude situatie, nieuwe situatie en de nieuwe situatie met het decentraal systeem.

1.4 Achtergrond vragen: - Wat zijn de meest voorkomende types kantoorgebouwen? - Wat zijn specifieke kenmerken van het type kantoor uit de jaren tachtig? - Wat kan renovatie van kantoorgebouwen betekenen voor de kantorenmarkt? - Wat kan transformatie van kantoorgebouwen betekenen voor de kantoren en huizenmarkt?

1.5 Doelstelling In dit onderzoek worden de verschillen tussen decentrale en centrale klimaatinstallaties beschreven. Ook wordt de architectonische consequentie bij toepassing inzichtelijk gemaakt. Daarbij wordt er gekeken welke type decentrale klimaatinstallatie systemen er op dit moment op de markt zijn en welke bijna op de markt verschijnen. De systemen worden vervolgens met elkaar vergeleken en getest of ze geschikt zijn voor kantoor en/of woonfuncties. De betere systemen worden vervolgens ingepast op een case studie. Waarna de systemen worden vergeleken en op basis van een aantal factoren wordt de beste keus voor de case studie bepaald.

8

2 Literatuurstudie 2.1 Inleiding Om meer te weten over het onderwerp is er een literatuurstudie gedaan naar klimaatinstallaties. Er zijn vele verschillende type klimaatinstallaties en het is belangrijk wat deze voor functie hebben en hoe ze die functie uitvoeren. Klimaatinstallaties regelen het binnenklimaat, zodoende is het handig om meer over de theorie van het binnenklimaat te weten. Een belangrijk functie van de installaties is de luchtverversing (ventilatie). In de literatuurstudie hier naar wordt er meer duidelijk naar de mogelijkheden. Andere functies als koelen en verwarmen worden ook in de literatuurstudie besproken. Om decentrale installaties te kunnen vergelijken, moeten deze worden toegepast aan de hand van een zelfde kantoorruimte, aangezien klimaatinstallaties voornamelijk bij kantoren worden toegepast. De literatuurstudie naar kantoren laat zien hoe kantoren worden gebruikt en wat het meest voorkomende type ruimtes zijn. De literatuurstudie naar de kantorenmarkt laat zien dat renovatie van kantoren het percentage leegstand kan beperken en dat men met een functieverandering kan inspelen op het woningtekort in de grote steden. Doordat bij het toepassen van decentrale klimaatinstallaties er relatief weinig bouwkundige ingrijpende acties nodig zijn, zou deze interessant kunnen zijn bij renovatie.

2.2 Binnenklimaat 2.2.1 Inleiding Het is belangrijk dat het binnenklimaat te allen tijde voldoende is. Dit is vooral voor kantoren belangrijk. Een goed binnenklimaat verbetert het productieniveau van de werknemers. Mensen klagen minder en er is kleiner ziekteverzuim. Het binnenklimaat moet voldoen aan; Thermisch comfort - Het klimaat is voor mensen thermisch comfortabel als ze geen behoefte hebben aan een hogere of lagere temperatuur. Olfactief comfort (luchtreinigheid) - Het klimaat is voor mensen olfactief comfortabel als de lucht niet verontreinigd is en geen ritaties opwekt bij de gebruiker. Visueel comfort - Het klimaat is voor mensen visueel comfortabel, indien de verlichtingsterkte sterk genoeg is om een taak uit te voeren. Auditief comfort -Het klimaat is voor mensen auditief comfortabel, indien er geen sprake is van een geluidsoverlast.

2.2.2 Thermisch comfort 2.2.2.1

Inleiding

Thermisch comfort wordt gedefinieerd als “Die toestand waarin de mens tevreden is over zijn thermische omgeving en geen behoefte heeft aan een warmere of koudere omgeving”[1]. Deze toestand verschilt van persoon tot persoon. In een ruimte met een “goed” thermisch comfort zullen er altijd mensen zijn die het te koud en/of te warm hebben. Ieder mens heeft een warmteproductie, welke bij ieder mens andere waardes heeft, deze waardes worden sterk beïnvloed door de activiteit van een persoon. Een ruimte waar de mens veel in beweging is, dus een hoge warmteproductie heeft, mag dan koeler zijn dan een ruimte waarbij de mens stil zit of ligt en een lage warmteproductie heeft.

2.2.2.2

Bouwbesluit

In het bouwbesluit staan geen directe eisen ten aanzien van het thermisch comfort, zoals maximaal toelaatbare temperaturen of zonwerende voorzieningen. Wel worden er eisen gesteld die indirect de temperatuur in gebouwen bepalen. Zoals de eisen ten aanzien van de luchtdichtheid en thermische isolatie en de verplichte hoeveelheid ventilatie

9

2.2.2.3

Arbo-wet

De wetswijziging van I januari 2007 heeft ertoe geleid dat de Arbo-wet geen eisen meer stelt aan de "behaaglijkheid" van het binnenklimaat. De wet beperkt zich tot de eis dat de temperatuur niet schadelijk mag zijn voor de gezondheid. Volgens FNV Bondgenoten hoort het overigens net zo goed tot de norm van "goed werkgeverschap" om bij temperaturen die niet direct schadelijk voor de gezondheid zijn, de nodige maatregelen te treffen om de werkomstandigheden draaglijk te houden. Eisen die vast staan in de Arbo-wet voor een werkplek: - Het temperatuursverschil tussen 10 cm en 110 cm boven de grond mag niet meer zijn dan 3 graden. - De luchtsnelheid moet kleiner zijn dan 0,25mlsec. - De vochtigheidsgraad moet liggen tussen de 30 en70%. - De lucht- en straling temperatuur in de zomer moet liggen tussen de 23 en 26 graden en in de winter tussen de 20 en 23 graden. Wanneer het gaat over binnenklimaat heeft men te maken met veel verschillende onderzoeken, eisen en normen, zoals NEN-EN-lSO 7730. Deze stellen comforteisen op een hoger niveau, afgeleid van verschillende onderzoeken en zijn in de praktijk goed bruikbaar.

2.2.2.4

Het PMV Model van Fanger

De grondlegger van behaaglijkheidstudies is P. Ole Fanger. Hij gaat uit van een balans tussen de in het lichaam opgewekte energie en de afgevoerde energie. De mate waarin van de evenwichtssituatie wordt afgeweken (het verschil tussen de interne warmteproductie en de warmteverliezen van het lichaam) is een maat voor de thermische behaaglijkheid. Het model van Fanger stelt de energiebalans van een mens in stationaire situatie. Comfort is als deze balans niet teveel wordt verstoord. Hij introduceerde de PMV, Predicted Mean Vote: voorspelde waardering van binnenklimaat. Binnenklimaat wordt gewaardeerd op een schaal van -5 tot +5 (zeer koud tot zeer warm) waarbij behaaglijkheid tussen -2 en +2 gebied is. De PMV is opgebouwd uit verschillende elementen welke het comfort van de mens beïnvloeden. Fanger maakte een formule voor de PMV: Met daarin: M = metabolisme [W/m2]of [met] (activiteitenniveau van de mens) W = verrichte uitwendige arbeid [W/m2] ta = de luchttemperatuur ['C] = gemiddelde stralingstemperatuur ["C] pa = partiële waterdampdruk van de lucht [Pa] tcl = oppervlaktetemperatuur van de kleding ["C] fcl = verhouding tussen geklede oppervlakte en de oppervlakte van het ongeklede lichaam [-] hc = warmte-overdrachtscoefficient voor convectie [W/(m2 K)]

2.2.2.4.1 Metabolisme Het metabolisme is bij ieder persoon anders, aangezien het lichaamsoppervlakte en het mechanisch rendement bij ieder persoon verschilt. Mannen hebben gemiddeld een lichaamsoppervlakte van 1,80 m² en vrouwen van 1,60 m². Figuur 2-2-1: Metabolisme per activiteit

2.2.2.4.2 Kledingweerstand Itotaal = lclo,i + loi/ fkl Itotaal= de totale warmteweerstand, tussen huid en omgeving, gemiddeld over het lichaam, betrokken op de oppervlakte van het ongeklede lichaam, uitgedrukt in clo lcio,i = de feitelijke warmteweerstand van de kledinglaag, gemiddeld over het lichaam, uitgedrukt in clo Figuur 2.2-1: waardes van de kledingweerstand lo = de warmteovergangsweerstand (convectie en straling) tussen het ongeklede lichaam en de omgevingslucht en omwandingen, uitgedrukt in clo

10

fkl = de kleding factor; verhouding tussen de oppervlakte van het geklede en het ongeklede lichaam. Mannen hebben gemiddeld 0,5 clo in de zomer en 0,9 clo in de winter. Vrouwen hebben gemiddeld 0,3 clo in de zomer en 0,8 clo in de winter. 2.2.2.4.3 Stralingstemperatuur Ts De stralingstemperatuur kan worden benaderd door de temperatuur van alle omringende wanden gewogen te middelen. ln een ruimte waarin de wandtemperaturen niet zoveel verschillen, of voor personen midden in een ruimte, kan men ook wel volstaan met het eenvoudig naar oppervlakte middelen van de wandtemperaturen. De fout die men dan maakt zal hooguit enkele tienden van een graad bedragen. Als een persoon zich dicht bij een vlak met een duidelijk afwijkende temperatuur bevindt (koud glasvlak, warme radiator), wordt de fout vanzelfsprekend groter. Deze kan oplopen tot 0,5 à 1,0 oC bij afstanden kleiner dan ca.1,5 meter. In het algemeen treden er geen problemen op als tegenover elkaar liggende vlakken in een vertrek niet meer dan ca. 10°C verschillen in gemiddelde oppervlaktetemperatuur. Globaal kan worden aangehouden dat, als het verschil tussen de gemiddelde stralingstemperatuur en de oppervlaktetemperatuur van het glas niet meer is dan ca. 8°C, er geen probleem is. Bij grotere verschillen zal men enige afstand tot het glas moeten bewaren. Bij een verschil van 15°C is die 0,7 á1,0 m en bij 20°C 1,0 á 1,5m. 2.2.2.4.4 PMV Gevoeligheid van de PMV voor de verschillende parameters. Lucht en stralingstemperatuur, het metabolisme en de kledingweerstand beïnvloeden het meeste het behaaglijkheidgevoel. Luchtsnelheid en de luchtvochtigheid hebben minder invloed op het behaaglijkheidgevoel. Uit proeven met in totaal 1300 personen heeft Fanger afgeleid welk percentage van de mensen ontevreden is met het klimaat. Ontevredenen definieert hij als Figuur 2.2-2: Metabolisme bij bepaalde activiteiten diegenen die -2 en -3, respectievelijk +2 en +3 stemmen. Bij een thermisch neutrale toestand (PMV=O) is 95% van de mensen niet ontevreden. De PPD (Predicted Percentages of Dissatisfied in %) bedraagt dan 5. Een "goed" thermisch binnenklimaat bevindt zich tussen de grenzen van een PMV = -0,5 en 0,5. Doordat mensen zich verschillend kleden en doordat men een jasje (of trui) kan aantrekken of uittrekken, kan men zelf echter wat bijsturen. Vandaar dat er nog niets aan de hand is als de PMV naar -0,5 of +0,5 gaat, zeker als men de gebruikers ook nog mogelijkheden geeft voor individuele beïnvloeding van het binnenklimaat. Figuur 2.2-3: Percentage dat met de PMV instemt

2.2.2.5

TO-uren

(naar aanleiding van "Thermisch comfort van Fanger) Ervan uitgaande dat gebouwgebruikers zich anders kunnen kleden en zelf de ventilatie kunnen regelen. Heeft de Rijksgebouwendienst vast gesteld dat de TO-uren (Thermische Overschrijdingsuren) zijn geoorloofd. Gedurende de zomermaanden mag het binnenklimaat gedurende (maximaal) 10% van de arbeidstijd worden overschreden. 25 °C mag maximaal 100 uur per jaar worden overschreden 28 °C mag maximaal 10-20 uur per jaar worden overschreden Het genoemde 100 uur is 10% van de arbeidstijd gedurende de zomermaanden. Wat betekent dat de 25,5°C (is eerder afgerond) overeenkomt met de PMV van 0. De 28°C komt overeen met een PMV van 1.

Figuur 2.2-4: Aantal toegestane overschrijdingsuren

11

Bij een gebouw met een geringe thermische massa is de gemiddelde temperatuur in een vertrek gedurende de overschrijdingsuren hoger dan in een zwaar gebouw. Er wordt ook onderscheid gemaakt of een gebouw mechanische koeling heeft. Wat de mate van overschrijden beperkt, waardoor er meer uren toelaatbaar zijn.

2.2.2.6

Weeguren

Hier is de PPD van Fanger als maatstaf genomen. Voor de periode gedurende welke de overschrijdingen van PMV = +0,5 (PPD = 10%) plaatsvindt, wordt een weging rechtevenredig met de toename van de PPD toegepast, ofwel 1 uur met 20% ontevreden wordt twee keer zo zwaar meegeteld als een uur met 10% ontevreden. Hoe warmer de ruimte hoe minder uur dit toelaatbaar is. Na onderzoek is vastgesteld dat een “goed” binnenklimaat 150 gewogen overschrijdingsuren (GTO) mag bevatten. Waarden voor het jaarlijks aantal uren dat de “vaste temperatuur” van 25°C wordt overschreden. De GTO-criterium is vooral voor de lichtere gebouwen strenger.

2.2.2.7

Adaptieve modellen

Adaptatie, of de mogelijkheid van gebruikers om zicht aan te passen aan de omgeving, speelt geen rol bij de modellen van Fanger. De Dear en Brager hebben hier meer onderzoek naar gedaan op basis van veldonderzoeken. Zij maken onderscheid in 3 vormen van adaptatie; - Gedragsmatige adaptatie (bijvoorbeeld het aanpassen van kleren, openen van ramen), - Fysiologische adaptatie (gewenning aan hogere temperaturen) Psychologische adaptatie (thermische waarneming wordt beïnvloed door iemands ervaringen en verwachtingen, een warmer buitenklimaat laat een warmer binnenklimaat verwachten en dus accepteren). In de praktijk blijkt dus dat vooral de mogelijkheid tot zelf aanpassen van de omgeving (het openen van ramen) en het buitenklimaat een grote rol spelen in de beoordeling van het binnenklimaat. Adaptieve Temperatuur Grenswaarde (ATG) Voortkomend uit de Predicted Mean Vote (PMV) methode van Fanger, de Gewogen Temperatuur Overschrijding ((G)TO) methode en de onderzoeken van Brager en De Dear is een nieuwe richtlijn opgesteld, de ATG. (ISSO, 2004) Hierbij wordt gewerkt met drie klassen: - Klasse A (90% van de gebruikers tevreden) past bij gebouwen met een relatief gevoelige groep gebouwgebruikers of bij gebouwen waarin extra hoge eisen aan comfort worden gesteld (bijvoorbeeld een hoofdkantoor op een Alocatie). - Klasse B (80% van de gebruikers tevreden) is in wezen de kwaliteit die ook werd nagestreefd met de oude methoden. Zowel de TO- als de GTO-criteria zijn gebaseerd op het uitgangspunt om tenminste 90% van de tijd 90% van de mensen tevreden te stellen. Globaal leidt dat tot een acceptatie van 80% gedurende 100% van de tijd - Klasse C (65% van de gebruikers tevreden) past bijvoorbeeld bij bestaande gebouwen (metingen in oudere gebouwen naar aanleiding van klachten) of bij tijdelijke (nood) gebouwen. Worden de grenswaarden van klasse C op enig moment overschreden, dan is sprake van een onvoldoende binnenklimaat.

12

De ATG maakt onderscheid tussen gebouw/klimaattype alpha en beta. Waarbij gebouw type alpha een gebouw is met hoge mate van gebruikersinvloed en beta een gebouw waar dit veel minder mogelijk is. Volgens het schema in figuur wordt bepaald tot welk type een gebouw behoord.

Duidelijk is te zien dat er in de warme zomermaanden bij een type Alpha gebouw, warmere temperaturen toelaatbaar zijn.

2.2.2.8

Conclusie

Het PMV-model van Fanger is, sinds de introductie in 1970, algemeen in gebruik geraakt om het thermisch binnenklimaat in gebouwen te ontwerpen, te beoordelen en te regelen. Uit een groot aantal recente onderzoeken blijkt echter dat het percentage mensen dat een thermische omgeving als niet comfortabel ervaart, groter is dan het PMV-model voorspeld en ook dat de comforttemperatuur bij andere waarden wordt gevonden. Het PMV-model doet geen correcte voorspellingen in gebouwen met binnenklimaatcondities die meelopen met de buitentemperatuur. In variabele thermische omstandigheden accepteren mensen een ruimer temperatuurgebied door hun gedragsmatige en psychologische adaptatie. Dit vindt plaats via het aanpassen van kleding en activiteitenniveau en het veranderen van de hoeveelheid ventilatielucht. Een optimale comfortbeleving is er wanneer de gebouwgebruiker de ruimte zelf kan beïnvloeden op het gebied van temperatuur, ventilatie, activiteit en kleding. De gebruiker klaagt dan ook minder snel over een te hoge of lage

13

temperatuur. Ten gevolge van adaptatie. Waardoor de verwarming minder snel aan hoeft. Een adaptief comfortmodel kan dus energie besparen. De comforttemperatuur in gebouwen met te openen ramen loopt sterk mee met een oplopende buitentemperatuur. Temperatuur en thermische behaaglijkheid beïnvloeden de productiviteit. Bij een temperatuur die buiten het 80% acceptatiegebied ligt, is een productiviteitsafname van 30% gemeten. Wanneer gebruikers hun omgeving kunnen beïnvloeden is er een verhoging van de productiviteit tot 15%.

14

2.2.3 Olfactief comfort 2.2.3.1

Inleiding

Het comfort dat samenhangt met de luchtreinheid wordt wel "olfactief" comfort genoemd Hiervan is minder bekend dan van thermisch comfort. Vele stoffen kunnen de lucht verontreinigen en tot onaangename geursensaties leiden. Bovendien kunnen ze hinder, zoals slijmvliesirritatie, veroorzaken. Slechts van een beperkt aantal stoffen is bekend welk verband bestaat tussen de concentratie van die stoffen in de lucht en de mate van geurhinder. Complicerend is dat geurwaarneming door thermische factoren en adaptatie wordt beïnvloed.

2.2.3.2

Luchtreinheid

Voor het beoordelen van de luchtreinheid wordt vaak de gehalte van kooldioxide gemeten. Verblijfruimten met een concentratie van meer dan 1000 ppm (0,1%) CO2 worden doorgaans bedompt of onfris gevonden. De grenswaarde voor ligt op een concentratie 800 ppm (0,08%) ter voorkoming van klachten. Bij CO2 als indicator worden alleen mensen als verontreinigingbron in aanmerking genomen. Andere bronnen, zoals bouw- en inrichtingsmaterialen en vervuilde installaties, leveren vaak grotere bijdragen aan de binnenluchtverontreiniging. De schadelijke stoffen zijn; - CO2 (kooldioxide) <800 ppm - CO (koolmonoxide) - Fijnstof - Formaldehyde (methanol) - Radon (edelgas) Omdat de CO2-productie van mensen bekend is en afhankelijk is van de activiteit is met dit gegeven de verse luchthoeveelheid per persoon vast te stellen. Vaak worden luchtreinheidseisen aangegeven in de per persoon toe te voeren hoeveelheid verse lucht. Omdat het aantal personen niet altijd bekend is en ook andere bronnen de lucht kunnen verontreinigen, wordt luchtverversing ook wel als ventilatievoud aangegeven (m³/h verse lucht per m³ ruimte) afhankelijk van de functie van ruimte.

2.2.3.3

Ventilatie eisen

Woonruimtes en kantoorruimtes hebben andere eisen op het gebied van ventilatie. 2.2.3.3.1 Betreft woningen en woongebouwen Woonkamer 3,6 m³/m²·h min. 75m³/h Overige kamers 3,6 m³/m²·h min. 25m³/h Eenkamer-woning 4,7 m³/m²·h min. 75m³/h Keuken 75 m³/h Open keuken 150 m³/h Bad en wasruimte 50 m³/h Toilet 25 m³/h

(toevoer) (toevoer) (toevoer) (Afvoer) (afvoer) (afvoer) (afvoer)

Bij luchtverversing is er sprake van een verse luchttoevoer en gebruikte luchtafvoer. Gebruiksruimte moeten hebben luchtverversing nodig, waarbij het mogelijk is om de afvoer via andere ruimtes af te voeren. In verband met de vochtigheid van de keuken, bad en toiletruimtes moet er hier altijd afgevoerd worden. De aanvoer hoeft hier niet in deze ruimte plaats te vinden.

2.2.3.3.2 Betreft Kantoren Kantoren 5m³/m²·h Kantoortuinen 10m³/m²·h Vergaderruimten 20m³/m²·h Toiletten 35 m³/h

of 50m³/h p.p. of 100m³/h p.p. of 50m³/h p.p.

15

2.2.4 Visueel comfort 2.2.4.1

Inleiding

Het klimaat is voor mensen visueel comfortabel, indien de verlichtingsterkte sterk genoeg is om een taak uit te voeren.

2.2.4.2

Verlichtingssterkte

De eenheid van de verlichtingssterkte is lux, deze is ooit gebaseerd op basis van visuele helderheidvergelijkingen. Er werd een standaard kaars, van een bepaalde grootte en samenstelling, als, lichtbron gebruikt. Deze lichtbron werd gezien als een puntbron met een lichtsterkte van 1 candela en deze verlichtte op 1 meter afstand een vlak met een verlichtingssterkte van 1 lux.

2.2.4.3

Daglichtfactor

In een ruimte met daglicht wordt als eis gesteld dat een bepaalde periode van de dag een minimale verlichtingssterkte gehaald moet worden. De daglichtfactor bepaalt de verlichtingssterkte die door het daglicht wordt veroorzaakt. Het is een verhouding tussen de verlichtingssterkte binnen en buiten in het vrije veld. Als buiten 6000 lx wordt gemeten in het vrije veld en binnen 300 lx dan is de daglichtfactor:

Als de verlichtingssterkte buiten stijgt dan blijft de daglichtfactor hetzelfde en dan zal er dus binnen een andere waarde gemeten worden. Bijvoorbeeld als de verlichtingsterkte buiten stijgt tot 10000 dan zal de gemeten waarde binnen 500 worden (5% van 10000). Enige zaken worden hier niet in de berekening betrokken, maar die wel belangrijk zijn voor de hoeveelheid daglicht dat binnenkomt. Bomen, uitstekende delen, afmeting van het kozijn, andere gebouwen en de transparantie van het glas zijn voorbeelden van zaken die niet worden meegenomen is het berekenen van de daglichtfactor. Daarom wordt er dus ook vaak met de hemelfactor gerekend. In de tabel is aangegeven hoeveel lux er minimaal nodig is om bepaalde handelingen goed te kunnen verrichten. Tabel 2-1: aanbevolen verlichtingssterkte per Helderheidverschillen werkzaamheid Te grote helderheidverschillen kunnen leiden tot problemenbij het verrichten van werkzaamheden. Te kleine verschillen zorgt voor een eentonige en saaie omgeving, te grote helderheidverschillen zorgt voor een onrustige indruk. Een verhouding tussen 3:1 en 10:1 zorgt voor een goed contrast.

16

2.2.5 De consequenties van architectonische keuzes op het binnenklimaat 2.2.5.1

Inleiding

De verschillende bouwstijlen die in de bouwwereld toegepast worden hebben niet alleen consequenties op het uiterlijk, maar ook op de toe te passen klimaatinstallaties. De ruimtes moeten te allen tijde kunnen voldoen aan de eisen van het binnenklimaat. De grootte van de ruimte en het gebruikte materiaal voor de gevel hebben een groot invloed op het binnenklimaat en dus ook op de installaties die het binnenklimaat regelen.

2.2.5.2

Grootte van ruimte

Het oppervlak van de gebruiksruimte is bepalend voor het type functie dat er gebruik van kan maken. Elke functie heeft andere eisen op het gebied van ventilatie. Hoe groter het oppervlak hoe groter de verwarm, koel en ventilatiebehoefte, dus ook hoe groter de klimaatinstallatie moet zijn. Daarbij is de hoogte van de ruimte van belang. Hoe hoger de ruimte, hoe groter het volume dat verwarmd moet worden. De warme lucht stijgt bovendien omhoog, waardoor de temperatuur op werkhoogte minder warm is en dus er relatief meer verwarmde lucht nodig is.

2.2.5.3

De gevel

Een architect kan vele verschillende type gevels toepassen met elk hun invloed op het binnenklimaat. Er zijn drie mannieren van warmtetransport; straling, convectie en geleiding. In zonlicht zit veel warmte en door lichtinstraling laat een lichtdoorlatende gevel(open gevel) meer warmte de ruimte instralen, dan een gevel die gevel die geen licht doorlaat (dichte gevel). Indien de architect voor een open gevel kiest, dan moet deze rekening houden met grotere instralende directe en diffuse zonnewarmte, dan wanneer er gebruik gemaakt wordt van een dichte gevel. De instralende zonnewarmte zou met koude buitentemperaturen gewenst kunnen zijn en met warme buitentemperaturen ongewenst zijn. De warmteweerstand van de gevel heeft invloed op de geleiding en convectie warmtetransport. Hoe hoger de weerstand, hoe kleiner het warmtetransport kan zijn. Lichtdoorlatende materialen hebben een kleinere warmteweerstand dan dichte materialen. Bij dichte gevels kan er meer isolerend materiaal toegepast worden. Dus hebben open gevels een grotere warmtedoorgangscoëfficiënt, waardoor bij open gevels in de winter de warmte binnenlucht eerder naar buiten geleidt wordt en in de zomer de warme buitenlucht eerder naar binnen geleidt wordt. In de nachtsituatie in de zomer wordt de warmte uit de ruimte naar buiten geleidt wat weer gewenst kan zijn Goed geïsoleerde dichte gevels zorgen voor een constanter temperatuursverloop dan open gevels. Echter is er de eis in dat een ruimte voldoende lichttoetreding heeft. Daarbij moet er een mogelijkheid van uitzicht zijn. Een totale open gevel is toegestaan en een totale dichte gevel is niet toegestaan

Figuur 2.2-5: Gesloten gevel

Open gevel ten op zichtte van dichte gevel; - Meer warmte bij zoninstraling, ’s zomers ongewenst en ’s winters gewenst (grote is oriëntatie afhankelijk) - Grotere warmtestroom door geleiding en convectie alleen in nachtsituatie gewenst - Zorgt voor licht in de ruimte - Bied mogelijkheid tot uitzicht vanuit de ruimte Het is aan de architect de keuze waar hij voor kiest. Hoe groter het percentage van het open gedeelte, hoe groter de verwarm en koelcapaciteit moet zijn om aan de klimaateisen te voldoen.

2.2.5.4

Warmteterugwinning

Figuur 2.2-6: Open gevel

Door het gebruik van warmteterugwinning, zal er minder warmteverlies bij het ventileren zijn, waardoor het verwarmvermogen kleiner kan zijn voor de ruimtes. Indien de warmtebehoefte de maatgevende factor zijn, betekend dit minder installaties en minder installaties betekend een grotere ontwerpvrijheid.

17

2.2.5.5

Zonwering

De zon die naast het opwarmen van de gebruiksruimte ook hinder aan de gebruiker kan geven door de schittering. Er zijn verschillende manieren om de ongewenste zon te weren. Dit kunnen zowel buiten als binnenzonwering zijn. Buitenzonwering houdt de warmte buiten het gebouw en de binnenzonwering niet. - Zonwerend glas (reflectie/absorberend) - Vaste zonwering (bouwkundige uitkraging/schoepen) - Regelbare zonwering (uitvalschermen/screens/lamellen) Zonwerend glas Met zonwerend glas wordt te alle tijde zowel de diffuse als de directe zonnewarmte geweerd. Dit is in de zomer gewenst, maar kan in de winter ongewenst kunnen zijn. De gebruiker heeft geen invloed op de mate van de zonwering. De zontoetredingsfactor (ZTA) is dan bijvoorbeeld altijd 0,35. De lichttoetreding (LTA) zal in dat geval kleiner zijn dan de 0,35. Wat betekend dat er minder licht de ruimte in komt, wat invloed heeft op de benodigde kunstmatig licht.

Figuur 2.2-7: zonwerend glas

Vaste zonwering Bij de vaste zonwering hangt de grootte van de ZTA sterk af van de vorm en afmeting. In de zomer op het zuiden zal door de hoge zon de ZTA kleiner zijn, dan in de winter. Echter zal de lagere zon in de zomer op het oosten en westen dan voor meer zoninval zorgen.

Regelbare zonwering Het grote voordeel van regelbare zonwering is dat deze naar wens van de gebruiker in te stellen is. Indien de zon niet schijnt, dan is de zonwering open en kan het diffuse licht de ruimte opwarmen (ZTA van 0,65) en zorgt tegelijkertijd voor meer licht (grotere LTA) en uitzicht. Indien de zon ongewenst is, kan de zonwering naar beneden, waardoor de ZTA rond de 0,15 zal zijn. Daarmee de meeste warmte buiten houd.

Figuur 2.2-8: schoepen

Figuur 2.2-9: regelbare lamellen

18

2.3 Klimaatinstallaties 2.3.1 Inleiding Het doel van klimaatinstallaties is het ondersteunen van de gebouwfuncties en ervoor zorgen dat het binnenklimaat behaaglijk is. De versschillende gebouwfuncties, zoals wonen, werken en sport hebben verschillende gebruikseisen en comforteisen waaraan het binnenklimaat moet voldoen. Deze eisen bepalen voor het grootste gedeelte wat voor klimaatinstallatie een ruimte nodig heeft, daarnaast hebben het buitenklimaat en de bouwfysische eigenschappen van de gebouwschil, binnenwanden en vloeren invloed op het type installatie. Klimaatinstallaties kunnen de volgende eigenschappen bevatten; - luchtverversing (ventilatie) - Warmteterugwinning - het koelen van lucht - het verwarmen van lucht - het bevochtigen van en/of ontrekken van vocht uit de lucht

2.3.1.1

Bouwkundig aspect

In gebouwen moet er voldoende inbouwruimte voor de installaties en toebehoren aanwezig zijn. De bepaling waar de installaties nodig zijn moet zorgvuldig gedaan worden, indien eindapparaten verkeerd gepositioneerd zijn kunnen deze voor tocht en onbehaaglijke temperatuurgradiënten zorgen. Ook moeten de installaties bereikbaar zijn voor onderhoud en vervanging. Wanneer een gebouw als doel heeft flexibel te zijn, dan moeten er flexibele of aanpasbare installaties toegepast worden.

2.3.1.2

Architectonisch aspect

Het is noodzakelijk dat de installaties voldoen aan de thermische eisen. Daarbij moeten de installaties het architectonisch ontwerp niet verstoren of verzwakken. Wanneer het ontwerpen van de klimaatinstallatie geïntegreerd wordt met het ontwerp van het gebouw, dan kan een klimaatinstallatie het ontwerp krachtiger maken. Installaties kunnen ook als vormgevingsmiddel gebruikt worden. Een extreem voorbeeld hiervan is het Centre Pompidou te Parijs van Renzo Piano en een ander voorbeeld is het Lloyds London building in London van Richard Rogers. Hier zijn delen van de installaties aan de buitenkant van het gebouw geplaatst.

Figuur 2.3-2 Centre pompidou, Parijs

2.3.1.3

Figuur 2.3-1: Lloyds London

De slechte naam van airconditioning

Airconditioning is een anders woord voor klimaatregeling. Aanvankelijk bestond in Nederland en andere NoordEuropese landen veel bezwaar tegen airconditioning. Mede door berichtgeving over het "Sick Building Syndrome" bereikten de bezwaren halverwege de jaren '80 van de vorige eeuw hun hoogtepunt. Het betrof vooral grotere kantoorgebouwen met gesloten gevels en mechanische koeling waarin veel klachten voorkwamen. Aan die gebouwen bleek nogal wat te mankeren zodat veel klachten terecht waren. Echter, er bleef ook veel onduidelijk. Op dit moment zijn er nog wel bezwaren maar over het geheel genomen wordt positiever over airconditioning gedacht, onder andere omdat men de voordelen meer is gaan waarderen, zoals betere regelbaarheid van het binnenklimaat. Inmiddels weten we dat veel klachten zijn te voorkomen door toepassing van te openen ramen en individueel te bedienen installaties en zonwering en vooral door gebouwen betere fysische eigenschappen te geven waardoor de rol van de installaties wordt beperkt. Anders dan in het verleden hoeven te openen ramen geen nadelig effect te hebben op de klimaatregeling. Raamcontacten kunnen ervoor zorgen dat bij een geopend raam de installatie van de betreffende ruimte wordt uitgeschakeld en de klimaatregeling van andere vertrekken niet wordt verstoord.

19

2.3.2 Klimaatinstallatie concepten De klimaatinstallatie systemen zijn onder te verdelen in 3 concepten. 1. Centrale systemen. 2. Decentrale systemen. 3. Hybride systemen (combinatie van centrale en decentrale).

Centraal

Decentraal

Hybride

Figuur 2.3-3: De 3 concepten

2.3.2.1

Centraal systeem

Een centraal systeem bestaat uit grote luchtbehandelingkasten met daarin ventilatoren die lucht vanuit buiten of vanuit de ruimtes aanzuigt. Deze staan in grote ruimtes vaak bovenin het gebouw gepositioneerd. Zodat deze schone lucht kunnen aanzuigen. Vanuit die ruimte lopen ventilatieleidingen naar de ruimtes. Bij een balansventilatie zijn er aanvoer- en afvoerleidingen aanwezig, waarbij in de installatieruimte de warmte van de afvoer teruggewonnen kan worden. Bij een balansventilatie kunnen ramen niet worden geopend, omdat deze het systeem ontregelen. Mede daarom hebben de kantoren veelal geen te openen ramen. Bij hoge kantoorgebouwen kan de wind ook teveel tot last zijn. Doordat de gebruiker geen raam kan openen, is deze sneller ontevreden over het binnenklimaat. Naast de ventilatie is er nog een manier van koelen en verwarmen nodig, welke op diverse manieren toe te passen.

Figuur 2.3-4 koeltorens op het dak

Figuur 2.3-7: Leidingen tbv koeling/verwarming

Figuur 2.3-5: Luchtbehandelingkast

Figuur 2.3-6: ventilatieleidingen

20

2.3.2.2

Decentraal systeem

Het decentrale systeem is ontworpen vanuit de gedachte, dat de gebruiker het binnenklimaat per ruimte zelf kan regelen. Met de centrale systemen is het binnenklimaat niet of nauwelijks aan te passen. Het decentrale systeem bestaat uit kleinere luchtbehandelingkasten. Er zijn verschillende type systemen. Systemen die alleen de ventilatie regelen en systemen die de gehele klimaat regelen. De systemen worden in de gevel geïntegreerd waar deze de ruimtes lokaal van ventilatie kan voorzien. Er zijn geen grote ventilatieleidingen door het gehele gebouw nodig, waardoor de installatieruimte per verdieping minder hoog kan zijn en er geen schachten ten behoeve van de ventilatieleidingen nodig zijn. De verdiepingshoogte kan gereduceerd worden, wat 10-15% aan bouwkosten kan besparen[7][8]. Wanneer een ruimte niet gebruikt wordt, dan hoeft de ruimte niet volledig geklimatiseerd te worden. Bij een defect installatiesysteem treft dit alleen de ruimte waar deze zich in bevind. De ruimtes op een verdieping zijn flexibel in te delen, omdat de capaciteit van de installaties gemakkelijk zijn aan te passen. Indien nodig, kunnen extra installaties worden toegepast voor een groter capaciteit. Decentrale systemen kunnen bij renovatie gemakkelijk geplaatst worden zonder dat er al teveel bouwkundig veranderd hoeft te worden. Echter moeten er wel leidingdoorvoeren in de gevel geplaatst worden. 2.3.2.2.1 Bereik Decentrale installaties hebben een beperkt bereik, aangezien één installatie de lucht moet toevoeren en afvoeren vanaf dezelfde positie. De worp voor de meeste systemen is 5 á 6 meter. Deze systemen kunnen gebruikt worden bij een ruimte van ongeveer 6 meter diep. Wanneer een ruimte aan twee tegenoverstaande gevels bevind, dan moet deze ruimte niet veel breder zijn dan 12 meter diep. Indien de diepte groter is dan kan er gebruik gemaakt worden van ventilatieleidingen die de lucht van en naar de binnenste ruimtes transporteert. Voor het binnenste gedeelte van de ruimte kan er ook gebruik gemaakt worden van een centrale installatie.

Figuur 2.3-8: Diepte van de ruimte

Figuur 2.3-9: diepte van de ruimte maximaal 12 meter

Figuur 2.3-10: Indien de diepte groter is dan 12 meter extra ventilatievoorziening, Centraal

Figuur 2.3-11: Indien de diepte groter is dan 12 meter extra ventilatievoorziening, plafondsysteem met leidingen

21

2.3.2.2.2

Omgang met ruimtes middenin de ruimte

Ruimtes die niet aan de buitengevel bevinden kunnen niet direct met een decentrale installatie geventileerd worden. In dit geval zou er gebruik gemaakt kunnen worden van ventilatieleidingen tussen de decentrale installatie en de desbetreffende ruimte of tussen de gevel en de decentrale installatie. Een andere manier om de ruimtes midden in het gebouw te ventileren is door gebruik maken van centrale installaties. In dit geval werken de systemen onafhankelijk aan elkaar. Indien de ruimtes met elkaar in contact komen, zullen de luchtstromen elkaar beïnvloeden vanwege de drukverschillen, maar dit zal geen negatieve gevolgen geven.

Figuur 2.3-12: Ventilatie principes om de binnenste ruimtes te ventileren

Figuur 2.3-14: borstweringsysteem met ventilatieleiding voor de binnenste ruimtes

Figuur 2.3-13: Plafondsysteem met ventilatieleiding voor binnenste ruimtes

22

2.3.2.3

Borstwering en vloer/plafond geïntegreerd systeem

Het borstweringsysteem en het vloergeïntegreerd systeem kunnen dezelfde handelingen verrichten. Het verschil zit hem in de afmeting, het vloersysteem is minder hoog en dieper en bevat een kleiner volume. Hierdoor is er in de unit minder ruimte voor de benodigde installaties. Waardoor de capaciteit ten behoeve van verwarmen en koelen kleiner is. Bij het vloersysteem bevindt de toevoer en afvoer dicht bij elkaar in het zelfde vlak. Bij het borstweringsysteem ligt de toevoer in het verticale vlak laag bij de grond en de afvoer in het horizontale vlak tegen de gevel. Hierdoor wordt de luchttoevoer minder beïnvloed door de afvoerende lucht en zal de luchtstroom beter

Figuur 2.3-16: Vloer geïntegreerde unit van Schûco

Figuur 2.3-15: Decentraal borstweringsysteem van Emco

Figuur 2.3-17: Ventilatieconcept van een vloer geintegreerd systeem

Figuur 2.3-18: Ventilatieconcept van een borstweringsysteem

23

Indien een borstweringsysteem gebruikt wordt, hoeft het niet zo te zijn dat over de gehele gevel de borstweringsysteem doorgetrokken wordt. Het kan ook zijn, indien de installaties samen voldoen aan de capaciteit,

Figuur 2.3-19: Bij gebruik van een borstweringsysteem, hoeven deze niet doorgetrokken te worden over de gehele gevel, mits de systemen voldoen aan de capaciteit. In dat geval zou dit de ruimte ervaring worden.

Figuur 2.3-20: Bij gebruik van een borstweringsysteem, hoeven deze niet dorogetrokken te worden over de gehele gevel. Dan zou dit het gevelbeeld kunnen zijn

24

2.3.2.3.1 Geveldoorvoeren Decentrale installaties moeten in contact staan met de buitenlucht. Vandaar zijn geveldoorvoeren onvermijdelijk. Er zijn verschillende manieren om een geveldoorvoer toe te passen. Het is essentieel dat luchtgaten niet te groot zijn, dit in verband met de veiligheid en de mogelijkheid van het nestelen van ongedierte. De luchttoevoer kan geïntegreerd worden in een kozijn, waardoor deze minder opvalt.

Figuur 2.3-22: rooster in baksteenformaat

Figuur 2.3-23 spleet onder het kozijn

2.3.2.4

Hybride systeem

Figuur 2.3-21: vierkant rooster

Figuur 2.3-24: spleet tussen beplating en kozijn

Bij dit systeem wordt er gebruik gemaakt van ten minste één centrale klimaatinstallatie, meestal geplaatst bovenin het gebouw, met eindapparaten in elke ruimte, welke voor de afvoer/aanvoer van ventilatielucht zorgt. Daarbij is er ten minste één decentrale installatie geplaatst in elke ruimte, welke voor de aanvoer/afvoer van ventilatie zorgt. Er kan geen gebruik gemaakt worden van directe warmteterugwinning vanuit de ventilatie. Het is mogelijk om bij de centrale installatie, welke de afvoer regelt, de warmte uit de afvoerende lucht te halen en de warmte aan een verwarmingsysteem mee te geven.

Figuur 2.3-25: Decentrale aanvoer en centrale afvoer samen als hybride concept

25

2.3.2.5

Algemene verschillen

Er zijn meerdere verschillen tussen centrale, decentrale en hybride concepten. De grootste verschillen zitten tussen de centrale en decentrale concepten. De hybride concept heeft de minste voordelen en de meeste nadelen, doordat de positieve punten van de centrale en decentrale concept teniet worden gedaan door het gebruik van beide concepten. Hieronder volgt een tabel met de vergelijking tussen de drie concepten. In deze vergelijking gaan we niet uit van specifieke systemen, maar van algemene (de)centrale en hybride systemen. Het kan zijn dat sommige specifieke (de)centrale of hybride systemen andere eigenschappen hebben. In het groen zijn de voordeligste eigenschap aangegeven. Centraal systeem

Decentraal systeem

Hybride systeem

Elke ruimte een of meerder installatie(s)

Elke ruimte een of meerder installatie(s) + 1 centrale installatie

Storing treft het gehele gebouw

Storing treft 1 ruimte

Storing treft het gehele gebouw

1 Centrale onderhoud

Onderhoud van vele systemen

Onderhoud van vele systemen

1 Installatie voor alle ruimtes

Vele verschillende aannemers

1 of slechts enkele aannemers

Vele verschillende aannemers

Er kan een diepe luchtstroom gecreeerd worden

Ondiepe luchtstroom van ± 6 meter

Er kan een diepe luchtstroom gecreeerd worden

Er kan ventilatie plaast vinden in ruimtes midden in het gebouw Indien de aanvoer van lucht via een verblijfsruimte binnenkomt kan deze bij de toiletten worden afgezogen

Alleen ruimtes aan de gevel kunnen worden geventileerd Indien de aanvoer van lucht via een verblijfplaast binnenkomt, moet deze via dezelfde verblijfplaats worden afgezogen.

Er kan ventilatie plaast vinden in ruimtes midden in het gebouw Indien de aanvoer van lucht via een verblijfsruimte binnenkomt kan deze bij de toiletten worden afgezogen

Energie verlies via de ventilatieleidingen

Geen energie verlies via de ventilatieleidingen

Energie verlies via de ventilatieleidingen

Warmteverlies via de leidingen

Geen warmteverlies

Warmteverlies via de leidingen

Grote percentage warmteterugwinning is mogelijk

Grote percentage warmteterugwinning is mogelijk

Warmteterugwinning is niet direct mogelijk

grote installatieruimte nodig

Geen grote installatieruimte nodig

grote installatieruimte nodig

verticale luchtschacht nodig

Geen verticale luchtschacht nodig

verticale luchtschacht nodig

grote ventilatie leidingen nodig

Geen grote ventilatie leidingen nodig

horizontale ventilatie leidingen beperkt nodig

vuurbestendige afsluiting nodig

Geen vuurbestendige afsluiting nodig

vuurbestendige afsluiting nodig

hoge installatieruimte nodig boven het plafond

lage installatieruimte nodig boven het plafond

installatieruimte nodig boven het plafond

Leidingen zorgen voor een hogere verdiepingshoogte

per 6 verdiepingen extra verdieping mogelijk

Leidingen zorgen voor een hogere verdiepingshoogte

100% bouwkosten

85% bouwkosten aan materiaal

90-100% bouwkosten

ruimtes niet individueel regelbaar (of kost veel geld)

individueel gemakkelijk regelbaar

individueel redelijk makkelijk regelbaar

Ongebruikte ruimte wordt geklimatiseerd

Ongebruikte ruimte kan beperkt geklimatiseerd worden

Ruimte is niet flexibel wanneer deze geïnstalleerd is

Gemakkelijk aanpasbaar en vervangbaar

Ongebruikte ruimte kan beperkt geklimatiseerd wroden Ruimte is redelijk flexibel wanneer de installatie geïnstalleerd is

Veel werk te verrichten bij renovatie

Gemakkelijk te plaatsen bij renovatie

Veel werk te verrichten bij renovatie

vanuit straatniveau zijn de installaties nauwelijks te zien

geveldoorvoeren komen in het zicht

geveldoorvoeren komen in het zicht

Grootste nadelen van centrale installaties - Binnenklimaat is niet of nauwelijks individueel regelbaar - Ongebruikte ruimtes worden de gehele dag geklimatiseerd - Niet flexibel bij een functie verandering - Veel ventilatieleidingen (ruimtegebruik) Grootste nadelen van decentrale installaties - Beperkt in de worp van de ventilatie - Geveldoorvoer - Groot aantal installaties nodig Grootste nadelen van hybride ventilatieconcept - Geen directe WTW - De nadelen van centrale en decentrale installaties

26

2.3.2.6

Architectonische consequenties en mogelijkheden

Het kiezen tussen een centraal of decentraal klimaatconcept neemt verschillende architectonische consequenties met zich mee. Welke ik hieronder zal uitleggen aan de hand van gebouw A met een centraal klimaatsysteem en gebouw B met een decentraal klimaatsysteem.

Figuur 2.3-26: gebouw A met een centraal systeem en hoge installatie ruimte boven het plafond

Figuur 2.3-27: gebouw B met een decentraal systeem en kleine installatie ruimte boven het plafond

Gebouwhoogte De twee gebouwen hebben dezelfde voetprint en evenveel verdiepingen. De gebruikshoogte van beide gebouwen zijn 3 meter, dus de te gebruiken volume is hetzelfde. Gebouw A heeft een hogere verdiepingshoogte, omdat er ventilatieleidingen horizontaal door de ruimtes lopen. Door de hogere verdiepingshoogte is ook het gebouw hoger, mits bij het gebouw met een decentraal systeem dezelfde vrije hoogte wordt toegepast. In dit geval zullen niet alleen de bouwkosten bij gebouw B lager zijn, maar zullen ook de stijgkernen minder hoog hoeven te zijn. Doordat een trap minder optreden nodig heeft en dus ook minder aantreden heeft, neemt de trap minder plaats of kan men in dezelfde lengte een minder steile trap toepassen.

Figuur 2.3-29: Gebouw A met borstwering

Figuur 2.3-28: Gebouw B met borstwering

Belijning Door de smallere horizontale belijning lijkt de gevel van gebouw B langer, terwijl gebouw B het zelfde aantal en even hoge stijlen heeft als gebouw A. Indien men de hoogte van het gebouw wil beperken kan men beter voor decentrale systemen kiezen. Wil men minder de horizontale belijning benadrukken, dan kan de verdiepingshoogte vergroot worden. Een borstwering in de gevel geeft weer een heel andere belijning en dus uiterlijk. Bij gebouw A is deze borstwering groter dan bij gebouw B. Het glazen oppervlak is even groot. Het is aan de architect en/of opdrachtgever wat voor belijning hij wilt. Er zijn veel meer opties dan deze, maar het geeft een idee hoe men met de belijning van de gevel kan spelen en wat voor uiterlijke verandering dat kan geven. Gebruik van natuurlijk licht Indien een decentraal systeem toegepast wordt bij de verdiepingshoogte die in gebouw A gebruikt is, dan kan de installatieruimte gebruikt worden om natuurlijk licht op een diffuse manier de ruimte in te laten komen, zonder dat ventilatieleidingen het licht blokkeren. Bijvoorbeeld zoals het in het Kunsthaus van Peter Zumthor toegepast is. Door gebruik te maken van reflecterende delen kan het licht ver het gebouw in komen. Door het toepassen van dichte platen en translucente platen met verschillend lichttoetredingsfactor, kan men sturen waar het licht de ruimte in komt. Figuur 2.3-30: Kunsthaus, Peter Zumthor

27

Interieur Doordat er bij decentrale installaties geventileerd met de aan en afvoer aan de gevelzijde is het belangrijk dat het interieur de ventilatiestroom niet beïnvloed. Indien men bijvoorbeeld boekenkasten plaatst, dan is het belangrijk om te weten dat de decentrale installaties niet achter de boekenkast kan ventileren. Indien de boekenkast één a twee

Figuur 2.3-31: Boekenkasten kunnen de ventilatiestroom van decentrale systemen beïnvloeden

meter breed zou zijn, moet dit niet meteen een probleem opleveren. Is de kast breder dan zorgt dit zeker voor problemen. Zoals in Figuur 2.3-31 te zien is. Zorg ervoor dat de kasten strategisch neergezet worden. Indien er gekozen is voor een vloer geïntegreerd systeem, moet men er vooral op letten, dat het interieur de stroom blokt doordat deze erboven op wordt gezet, zoals in Figuur 2.3-32 te zien is.

Figuur 2.3-32: Tafels die boven vloer geïntegreerde systemen geplaatst worden verstoren de ventilatiestroom

Centrale installaties hebben meestal minder last van het interieur, omdat de aan en afvoerpunten ver van elkaar af zitten. Hierdoor loopt de ventilatiestroom één richting op in plaats van dat hij circuleert.

Figuur 2.3-33: Centraal systeem heeft minder last van storing door het interieur

28

2.4 Ventilatie 2.4.1 Inleiding Ventilatie verbetert het olfactief comfort, mits er voldoende geventileerd wordt. Het is van belang dat het aantal schadelijke stoffen beperkt wordt. Het literatuuronderzoek over de ventilatie komt voornamelijk uit het boek “klimaatinstallaties”

2.4.2 Natuurlijke luchtverversing Bij natuurlijke ventilatie is er geen sprake van het gebruiken van een ventilator of een klimaatinstallatie. De lucht in verblijfsruimten is via te openen ramen te verversen als: - Het ventilatievoud niet meer is dan 2 (anders ontstaan tochtklachten) - De buitenlucht door een radiator, convector of luchtstroom tot ten minste 15-18 °C word verwarmd. - De ruimte niet dieper is dan 2 maal de hoogte van de ruimte. - Open ramen geen onaanvaardbare geluidsbelasting of verontreiniging van de ruimtelucht tot gevolg heeft.

2.4.3 Mechanische ventilatie 2.4.3.1

Luchtstromingspatronen

Bij mechanische ventilatie zijn verschillende luchtstromingspatronen te onderscheiden. Het belangrijkste verschil bestaat tussen verdringingsventilatie en verdunningsventilatie. Bij verdringingsventilatie is verder onderscheid mogelijk tussen de zuivere en onzuivere verdringing. Kwelventilatie is een vorm van onzuivere verdringing. Elk stromingspatroon en elke stromingsvorm hebben specifieke toepassingen. De toepassingsmogelijkheden zijn afhankelijk van de thermische belasting en van de afmetingen en functie van de ruimte.

2.4.3.2

Verdunningsventilatie

Bij verdunningsventilatie wordt lucht met een relatief hoge snelheid (>2,0 m/s) toegevoerd. De turbulente toevoerstroom brengt de ruimtelucht in beweging en mengt zich daarmee waardoor relatief geringe temperatuur- en concentratieverschillen ontstaan. Voor verblijfsruimten geldt bij dit type ventilatie als vuistregel dat het ventilatievoud tussen 2 en 10 moet liggen. Minder dan 2-voudige ventilatie geeft onvoldoende menging waardoor dode hoeken en temperatuurverschillen in de ruimte ontstaan. Meer dan 10-voudige ventilatie kan tot tocht leiden.

Figuur 2.4-1: Verschillende ventilatie strategieën

2.4.3.3

Tangentiale stroming

Bij deze vorm van verdunningsventilatie past men schoepenroosters, lijnroosters of plafonduitlaten toe. De toevoersnelheid is gemiddeld 2,5 m/s. Door de wijze van toevoer ontstaan wervels met de hoogste luchtsnelheden langs plafond en wanden en een lage snelheid (<0,15 m/s) in de leefzone. Om de lucht langs het plafond en de wanden te laten stromen wordt gebruik gemaakt van het Coanda-effect. Dit effect beïnvloedt tevens de worp van de toevoerrooster.

29

2.4.3.4

Diffuse stroming

Bij diffuse stroming is de luchttoevoerstroom op de ruimte gericht, zonder gebruik van het Coanda-effect. Voor voldoende luchtmenging en doorstroming van de ruimte past men bij hoge ruimten vaak nozzles toe. Dit zijn straalpijp-vormige ornamenten waarmee lucht met een snelheid van 4 - 10 m/s wordt toegevoerd en een worp van 5 - 30 m wordt bereikt. Bij minder hoge ruimten past men wervelroosters toe. Deze roosters geven de lucht in aanvang een axiale bewegingscomponent waardoor sneller menging ontstaat. Wervelroosters hebben een toevoersnelheid van 1,5 - 2,5 m/s en een worp van 2,5 -5 m. Om hinderlijke tocht te voorkomen moet bij tangentiale en diffuse stroming de lucht in het deel van de ruimte worden toegevoerd dat buiten de leefzone valt. De plaats van de afvoer is vaak minder kritisch omdat de invloed op de luchtstroming gering is. Het laag afvoeren van lucht beperkt de temperatuurgradiënt en verbetert de doorstroming, maar kan tocht veroorzaken. Het hoog afvoeren van lucht heeft als voordeel dat warme lucht sneller wordt afgevoerd.

2.4.3.5

Worp

Een koude luchtstroom heeft door zijn gewicht de neiging om naar beneden af te buigen. Dit is niet bezwaarlijk als het toevoerpunt hoog zit en de worp ervoor zorgt dat de luchtstroom geen tocht in de leefzone veroorzaakt. Met worp wordt de afstand bedoeld tussen het toevoerpunt en het punt waar de snelheid van de luchtstroom is afgenomen. De worp van een rooster is te verlengen door de luchtstroom vlak langs en evenwijdig aan een wand of plafond toe te voeren. Dit heet het Coanda-effect.

2.4.3.6

Verdringingsventilatie

Bij verdringingsventilatie wordt lucht met een lage snelheid (<0,2 m/s) zo toegevoerd, dat de lucht in de ruimte wordt weggeduwd zonder dat noemenswaardige menging plaatsvindt. Door deze laminaire stroming kunnen in de ruimte grote temperatuur- en concentratieverschillen ontstaan. De meest zuivere vorm van verdringingsventilatie ontstaat als lucht gelijkmatig verdeeld via een geperforeerd plafond wordt toegevoerd en via een geperforeerde vloer wordt afgevoerd. De lucht beweegt zich daarbij als een zuiger in een cilinder door de ruimte. Met zuivere verdringing zijn ventilatievouden van 250 en meer haalbaar, zonder dat tocht ontstaat. Ook is er zeer hoge koelvermogen mee te realiseren (800 W/m2 bij een ruimtehoogte van 3,5 m). Verdringingsventilatie wordt vaak toegepast in thermisch zwaar belaste ruimten, zoals computerzalen, of als extreem hoge eisen aan de luchtreinheid worden gesteld, zoals bij operatiekamers in ziekenhuizen.

2.4.3.7

Onzuivere verdringing (kwelventilatie)

Bij onzuivere verdringing vindt luchttoevoer en -afvoer minder verspreid plaats dan bij zuivere verdringing. Een veel toegepaste vorm is kwelventilatie. Hierbij stroomt koele lucht vanuit grote roosters met een lage snelheid de ruimte in waarna de lucht zich onder invloed van de zwaartekracht horizontaal over de vloer verspreidt.

2.4.3.8

Lucht of water als medium

De systemen worden vaak naar het eindapparaat genoemd en zijn onder te verdelen in volledig luchtsystemen en lucht/watersystemen. Volledig luchtsystemen zijn onder te verdelen in: - twee kanalen systeem - één kanaal systeem met - meer zone luchtbehandelingskast - variabel debiet-systeem (VAV) - constant debiet met: (CAV) - één zone systeem - meer zone systeem - individuele na-regeling Het variabel debiet systeem (VA) is een luchtzijdig geregeld systeem dat is toe te passen als de belastingsverschillen tussen de ruimten klein zijn en de minimale koelbehoefte niet minder is dan 1/3 van de maximale koelbehoefte. Het regelbereik is mede afhankelijk van het type toevoerrooster. Het constant debietsysteem (CAV) is bij groepen van ruimten toe te passen als de belastingverschillen tussen de ruimten klein zijn. Het is dan feitelijk een één-zone systeem. Zijn er belastingverschillen dan wordt de toevoertemperatuur meestal nageregeld met een warmtewisselaar in het toevoerkanaal. Dit heeft het risico van energieverspilling, meer nog dan bij het VAV-systeem. Na-verwarming en na-koeling samen (4-pijps-systeem) maken het systeem energetisch en wat betreft regelmogelijkheden bijna ideaal. Nadeel is dan alleen nog het relatief beperkte koelvermogen, een nadeel dat het systeem met alle “volledig lucht”-systemen deelt.

30

2.5 Warmteterugwinning uit ventilatielucht 2.5.1 Inleiding Bij mechanische ventilatie systemen kunnen de ventilatieverliezen worden gereduceerd door warmteterugwinning (WTW). Hierdoor kan worden volstaan met een kleinere capaciteit voor verwarming en koeling. Hier staat tegenover het ruimtebeslag, de aanschaf- en onderhoudskosten en het elektriciteitsverbruik van ventilatoren.

2.5.2 Regeneratief warmtewiel Een warmtewiel bestaat uit een anorganische massa die wordt rondgedraaid met een elektromotor. Een voordeel van een warmtewiel is dat vochtoverdracht mogelijk is. Nadelen zijn het risico van stankoverdracht, en het ruimtebeslag.

2.5.3 Platen- of buizenwarmtewisselaar, in kruis- of tegenstroom Een platenwarmtewisselaar is eenvoudig en goedkoop.

2.5.4 Heatpipe Een heatpipe is een pijp gevuld met een medium dat warmte overdraagt door te verdampen en te condenseren. Voordelen van heatpipes zijn dat ze geen verliezen hebben en per pijp een extreem hoge capaciteit. Een nadeel van heatpipes is dat ze erg duur zijn.

2.5.5 Twin coil Bij een twin coil systeem wordt gebruik gemaakt van twee lucht/water batterijen, verbonden met pijpen. Het warmteoverdragend medium is water/glycol, meestal ter voorkoming van bevriezing. Een dergelijk systeem vergt weinig ruimte, is eenvoudig en goedkoop. Een voordeel van een twin coil systeem is dat de aan- en afvoerkanalen niet bij elkaar gesitueerd hoeven te zijn. Dit gaat ten laste van een laag rendement en relatief hoge secundaire energiekosten.

2.5.6 Recirculatie Recirculatie van lucht is geen warmteterugwinning maar speelt in op een variabele behoefte van buitenluchttoevoer. Recirculatiesystemen leiden regelmatig tot een ongezond binnenklimaat vanwege een te hoog recirculatiedeel waardoor te weinig frisse ventilatielucht wordt toegevoerd. Het systeem vraagt om een goede controle en onderhoud van het kanalensysteem en de filters.

31

2.6 Eindapparaten verwarming 2.6.1 Radiatoren Radiatoren kunnen de lucht opwarmen. Met radiatoren kan aan de comforteisen worden voldaan mits de radiatoren zich bevinden op plaatsen waar het grootste warmteverlies optreedt, zoals bij ramen. Dit om koudestraling en koudeval tegen te gaan. Radiatoren zijn minder geschikt voor het verwarmen van hoge ruimten (>3,5 m) omdat ze beperkt invloed hebben op de luchtcirculatie, waardoor bovenin de ruimte een warme luchtdeken kan ontstaan. Dit verschijnsel doet zich minder voor in mechanisch geventileerde ruimten.

2.6.2 Convectoren en ribbenbuizen Convectoren en ribbenbuizen geven hun warmte hoofdzakelijk convectief af. Convectoren zijn buizen waarvan de oppervlakte is vergroot met dunne metalen plaatjes. Bij ribbenbuizen zijn deze metalen plaatjes dikker en steviger. Convectoren zijn kwetsbaar en moeten in een omkasting of convectorput zijn aangebracht. Convectoren en ribbenbuizen moeten, net als radiatoren, zijn aangebracht op plaatsen waar het grootste warmteverlies optreedt. Door het ontbreken van compensatie voor "koudestraling" moet voor gelijk comfort de gevel een hogere isolatiewaarde hebben en de luchttemperatuur 0,5 tot 1,0 °C hoger zijn dan bij radiatorverwarming (vuistregel)

2.6.3 Vloerverwarming en betonkernactivering Vloerverwarming bestaat uit metalen of kunststof buizen die in dekvloer liggen. Warmteschade aan de dekvloer of vloerafwerking is te voorkomen door geen hogere watertemperatuur toe te passen dan 50 °C. Daarom wordt vloerverwarming bij toepassing in combinatie met radiatorverwarming meestal apart geregeld met een eigen regelset en een eigen circulatiepomp. Een toepassingsvorm van vloerverwarming die steeds meer voorkomt is betonkernactivering. Hierbij worden de buizen met warm water normaliter in de kern van het beton aangebracht. Bij betonkernactivering wordt niet alleen de vloer, maar ook het plafond verwarmd. Nadeel: - Vloerverwarming is alleen geschikt als hoofdverwarming als de warmtebehoefte per m² laag is. Het vermogen is beperkt omdat de vloertemperatuur niet te hoog mag worden. In ruimten waarin hoofdzakelijk wordt gezeten is dit maximaal 28 °C. Het verwarmingsvermogen is dan 90W/ m². - De warmte wordt voor een groot deel niet toegevoerd op de plaats waar het grootste warmteverlies optreedt zodat o.a. de koudeval bij ramen niet wordt opgevangen. - Vloerverwarming is een traag systeem. Opwarmen duurt veel langer dan bij een radiator, waardoor nachtverlaging nauwelijks zin geeft. Indien vloerverwarming in combinatie met radiatoren worden toegepast vervallen de nadelen.

2.6.4 Wandverwarming Een wandverwarming werkt met hetzelfde principe als een vloerverwarming. Het verschil is dat er bij wandverwarming een temperatuur tussen de 45°C en 50°C gebruikt wordt. Een nadeel van wandverwarming is dat de warmte niet wordt toegevoerd op plaatsen waar het grootste warmteverlies optreedt.

2.6.5 Plafondverwarming Verwarmingsplafonds kunnen metalen stroken of cassettes zijn. Omdat plafondverwarming een beperkt vermogen heeft en de warmte voor een groot deel niet wordt toegevoerd op plaatsen waar het grootste warmteverlies optreedt, is het meestal niet geschikt als hoofdverwarming. Het beperkte vermogen hangt samen met de maximaal toelaatbare plafondtemperatuur die weer afhankelijk is van de afstand tussen het plafond en het hoofd van de mensen in de ruimte. De verwarmingsplafonds zijn eveneens te gebruiken als koelplafond.

2.6.6 Luchtverwarming Vaak wordt per ruimte nog een naverwarming toegepast die gecombineerd met het toevoerkanaal is opgenomen. Bij luchtverwarming gelden dezelfde van op het comfort gerichte aanwijzingen als bij convectorverwarming. Door het zoveel mogelijk vermijden van koudeval bij koude wanden. Voor luchtverwarming geldt als vuistregel dat bij toevoer vanuit de vloer de luchttemperatuur maximaal 60 °C mag zijn mits de luchtstroom niet op personen is gericht. Bij toevoer vanuit het plafond mag de lucht niet warmer zijn dan 40 °C.

32

2.7 Eindapparaten koeling 2.7.1 Natuurlijke koeling Bij kantoorvertrekken en vergelijkbare verblijfsruimten wordt de keuze van de klimaatregeling meestal bepaald door de koelbehoefte, wat niet betekent dat altijd mechanische koeling nodig is. Bij een specifieke koelbehoefte (“koellast”) van minder dan 25 à 30 W/m2 vloeroppervlakte kan onder bepaalde voorwaarden vaak worden volstaan met natuurlijke koeling of - als niet aan die voorwaarden wordt voldaan - met mechanische ventilatie met ongekoelde buitenlucht. Bij buitentemperaturen boven 18 oC zijn verblijfsruimten via te openen ramen op natuurlijke wijze te ventileren en dus ook op natuurlijke wijze te koelen. Als vuistregel voor verblijfsruimten geldt dat natuurlijke koeling kan volstaan als de binnentemperatuur niet meer dan 3°C hoger wordt dan de buitentemperatuur. Hieruit volgt dat verblijfsruimten natuurlijk zijn te koelen als hun koelbehoefte niet meer is dan 25 à 30 W/m² vloeroppervlakte. Het koelvermogen van lucht is: Φk = qv ·ρ · c · Δθ (W) qv = volumestroom in m³/s ρ = volumieke massa van lucht 1,2 kg/m³ c = soortelijke warmte van lucht 1000 J/(kg·°K) Δθ = temperatuurverschil tussen toevoer en afvoer in °K Het specifiek koelvermogen van het systeem bedraagt: Φk,sp = Φk / Avl (W/m²) Avl = vloeroppervlakte van de ruimte in m² De volumestroom kan ook worden geschreven als: qv = n · Avl · h / 3600 (m³/s) n = ventilatievoud in h-1 Avl = vloeroppervlakte van de ruimte in m2 h = hoogte van de ruimte in m

2.7.2 Mechanische koeling Technisch is veel mogelijk, maar niet alles wat mogelijk is, is wenselijk vanwege de bijeffecten zoals tocht. Voor verblijfsruimte van 2,7 m hoog is een specifiek koelvermogen van 100 W/m² vloeroppervlakte haalbaar.

2.7.3 Koelplafond / klimaatplafond Koelplafonds worden net zo uitgevoerd als verwarmingsplafonds. Het enige verschil is dat, om condensatie te voorkomen, bij koelplafonds de aansluitleidingen zijn geïsoleerd. Een plafond voor zowel koeling als verwarming is een "4-pijps klimaatplafond". Op een koelplafond ontstaat condensatie als de temperatuur van het oppervlak onder het dauwpunt van de lucht komt. Hierdoor is het koelvermogen van vlakke metalen plafonds meestal beperkt tot ongeveer. 60 Watt/m². Door perforatie neemt het koelvermogen af. Buitenlucht bevat bij hoge temperaturen meer vocht dan lucht in mechanisch gekoelde ruimten, daardoor is het vermogen van koelplafonds in natuurlijk geventileerde ruimten niet meer dan ca. 30 Watt/m².

2.7.4 Koelconvectoren Koelconvectoren zijn - net als verwarmingsconvectoren - buizen waarvan de uitwendige oppervlakte met lamellen is vergroot. Ze worden gevoed met gekoeld water waarvan, om condensatie te voorkomen, de temperatuur net boven het dauwpunt van de ruimte ligt (>18°C). Door convectie stroomt lucht van boven naar beneden langs de convector. Koelconvectoren plaats je daarom hoog in de ruimte,

2.7.5 Nachtkoeling Nachtkoeling is eigenlijk niets anders dan de ruimte de gehele nacht te ventileren. Aangezien het ’s nachts koel is en de zon onder is, is er geen sprake is van externe warmtelast en bovendien is er ’s nachts een geringe interne warmtelast, omdat er (bijna) geen apparaten aan staan. Dus zal er door middel van ventileren de ruimte afkoelen uiteindelijk zal de temperatuur vergelijkbaar zijn met de buitentemperatuur. Door het gebruik van nachtkoeling kan de thermische massa van het gebouw, zoals de betonnen constructie, ook afkoelen. Hierdoor kan de thermische massa in de middag zijn warmte ontrekken uit de ruimte, waardoor de ruimte langer koel blijft. Nachtkoeling kan een dubbele werking geven.

33

2.8 Kantoren 2.8.1 Inleiding Om klimaatinstallaties te testen aan de hand van een kantoorgebouw, moet op zijn minst de ontwikkeling van het kantoorgebouw bekend zijn. Circa 100 jaar geleden ontstonden de eerste kantoren. Na de Tweede Wereldoorlog vond er een snelle economische groei plaats. Dit leidde tot een snelle groei van de dienstensector. Aan het begin van de 20e eeuw bestond nog geen 10% van de beroepsbevolking uit kantoormensen. Bij de aanvang van de 21e eeuw was het aantal minstens 25%. Het percentage vrouwelijk personeel nam aanzienlijk toe. Waar het vrouwelijk aandeel voor de Tweede Wereldoorlog slechts een klein percentage bedroeg is dit geleidelijk toegenomen tot ongeveer de helft van de kantoorbevolking. Niet alleen het aantal kantoorwerkers nam toe, ook de concentratie van aantal werknemers per kantoorgebouw nam toe. Kantoorwerkers werden met velen in grote overzichtelijke ruimtes ondergebracht.

2.8.2 Kantoorautomatisering Het verrichte werk op kantoor gebeurde nog steeds op ambachtelijke wijze. De productiviteit van deze arbeid steeg minder dan die in de industrie, en het verloop onder kantoorpersoneel was groot, wat de productiviteit ook niet ten goede kwam. De mechanisatie nam echter toe door het gebruik van elektronische ponskaartmachines, waardoor het routinematig werk werd geïntroduceerd. Vanaf 1957 begon de automatisering door te dringen, eerst met gecentraliseerd mainframe computers. Juist dienstverlenende bedrijven waren geïnteresseerd in de ontwikkeling hiervan. Vanaf 1970 kwam de minicomputer en vanaf 1981 deed de personal computer massaal haar intrede. In het laatste decennium van de 20e eeuw werd internet ingevoerd, wat mogelijkheden bood voor elektronische post en elektronisch betalen. Met de intrede van de Pc’s kwam er software op de markt, welke het schrijfproces van allerlei taken vergemakkelijkte. Ook de Kopieerapparaten en printers vergemakkelijkte het werkproces. Tot op de dag van vandaag worden de computers, de software en priners verbeterd en vernieuwd, waardoor het werkproces vergemakkelijkt wordt. Eén van de beloften van automatisering, namelijk de massale opkomst van telewerken, is vooralsnog niet uitgekomen. Kantoorarbeid vindt nog altijd voor het overgrote deel plaats op kantoor. Van belang was ook de komst van het L-vormige bureau, dat weer leidde tot de noodzaak van verrijdbare en verdraaibare stoelen. Geleidelijk aan nam de regelgeving met betrekking tot de arbeidsomstandigheden toe, en de in werking getreden Arbo-wet stelde normen aan de complete werkplek. Kantoorinrichting werd gestandaardiseerd en systeemmeubelen deden hun intrede.

2.8.3 Ontwikkeling van het kantoorlandschap De belangrijkste redenen voor een organisatie om het kantoorlandschap te ontwikkelen zijn; - het efficiënt gebruik maken van kantoorruimte - het terugbrengen van de huisvestingslasten - het behalen van een hogere bezettingsgraad per werkplek - het dynamischer maken van de organisatie - het stimuleren van de onderlinge communicatie De eerste kantoren bestonden uit grote zalen met rijen, tafels en stoelen, het fabriekidee, maar dan voor kantoorwerk. Langzaam aan ging dit over naar de traditionele kantoorkamers voor 1 of 2 personen. Het cellenkantoor Het cellenkantoor zijn de kamers aan de gevel gelegen met daglichttoetreding via de ramen. Hierdoor ontstaat een lange gang met aan weerszijde kantoortjes, bij een standaard kantoorafmeting in de diepte van 5.40 m - 180 m - 5.40 m. In het gebruik is een cellenkantoor bij uitstek een vorm met een gesloten karakter. De communicatie tussen medewerkers is minimaal, dit moet bewust opgezocht worden aangezien een ieder in zijn eigen kamer werkt. Het hebben van een eigen kamer, zoals bij het cellenkantoor, is tot op heden nog steeds een soort statussymbool. Hoewel dit meestal niet noodzakelijk is voor de werkzaamheden, willen de meeste medewerkers nog steeds een eigen kamer. Het cellenkantoor is gebaseerd op status en comfort en kent geen flexibele indelingsmogelijkheden. De hedendaagse kantoren bestaan grotendeels uit cellenkantoren. De Kantoortuin Volledig tegengesteld aan het cellenkantoor is de kantoortuin. De kantoortuin heeft een compleet open structuur met een maximale indelingsvrijheid. Het concept is gebaseerd op efficiency en een zeer open communicatie in de organisatie. Het typische karakter wordt gekenmerkt door een centrale kern, stijgpunten en sanitaire voorzieningen zijn gelegen. Rondom deze kern is een grote vrij indeelbare ruimte. Vanuit de Britse en Amerikaanse traditie kent de kantoortuin een zeer hiërarchische indeling. In de meeste gevallen worden de kantoren aan de raamzijde

34

afgescheiden voor het hogere personeel. In de middenzone vindt het lagere personeel zijn plaats in de open ruimten. De jonge medewerker begint zijn carrière in de minst aantrekkelijke ruimte in de directe nabijheid van de kern met een minimum aan daglicht. Op zijn carrièrepad verschuift zijn werkplek steeds dichter naar het raam tot hij een eigen kantoor met uitzicht heeft bereikt. De kantoortuin werd in de jaren zestig ook populair in Europa. Vanuit een ander perspectief waarbij de organisatie centraal staat, is het een veel toegepast concept. Afwijkend van het Britse en Amerikaanse principe ligt de nadruk op het vormen van teams met een eigen werkruimte, zonder afscheiding van staf of management. Er ontstaat een gevarieerd beeld van diverse groepen van werkplekken, door gangpaden van elkaar gescheiden. In zowel organisatorisch opzicht, een goede communicatie en onderlinge werkrelatie, als in financieel opzicht, een efficiënt gebruik van de kantoorruimte, is dit concept een aantrekkelijke optie gebleken. Echter door de weerstand van de individuele medewerker inmiddels afgeschaft of deels opgeheven. Voornamelijk de geluidsoverlast, klimaatproblemen en het volledige gebrek aan privacy hebben ertoe geleid dat dit concept in zijn grootschalige vorm nauwelijks nog toegepast wordt. In beperkte vorm is de kantoortuin tegenwoordig nog wel in gebruik. Vooral werkzaamheden met een uitvoerend karakter of echt "teamwork", waarbij veel open communicatie noodzakelijk is, kunnen goed functioneren in een kantoortuin. Het Groepskantoor Het groepskantoor of teamkantoor heeft middelgrote kamers, waarin 4 tot 10 personen gehuisvest zijn. Het concept kan gezien worden als reactie op de kantoortuin, waarbij aan de wens tot meer privacy wordt tegemoetgekomen. Deze vorm is geschikt voor groepen medewerkers die hetzelfde soort werk verrichten. Hierbij wordt zowel aandacht besteed aan de werkrelaties als ook aan een sociale band tussen de medewerkers in de groep. Het Coconkantoor De naam cocon is afgeleid van communicatie en concentratie. Bij een coconkantoor wordt uitgegaan van afgescheiden werkplekken rond een gemeenschappelijk middengebied. De beide elementen communicatie en concentratie vormen de kern van kantooractiviteiten en geven bovendien aan dat een balans is gezocht tussen de behoefte aan openheid en samenwerking en daarnaast ook de behoefte tot rust en ongestoord werken. De kamers zijn meestal als relatief kleine eenpersoonskamers ingericht, afhankelijk van de invulling van het gemeenschappelijke middengebied. Deze is ingericht als vergaderruimte, archiefvoorziening en bevat faciliteiten als fax, kopieerapparatuur enz. In het coconconcept wordt uitgegaan van een open sfeer, waarbij plaats is voor spontaan en informeel overleg. Door het gebruik van veel glas en veel gezamenlijke ruimtes, zoals een centrale ruimte met collectieve faciliteiten, wordt het teamverband gestimuleerd. De flexibele werkplek Het meest vooruitstrevende concept, al een aantal jaren terug voor het eerst geprofileerd, gaat nog een stap verder dan de coconvorm, namelijk de flexibele werkplek. Bij dit concept verdwijnt de individuele werkplek verdwijnt volledig. De medewerker heeft geen eigen kantoor meer. Het concept vormt een dynamisch geheel van verschillende ruimtes, ieder met een eigen karakter, een communicatie ruimte, projectruimte, concentratieruimte enz. In iedere ruimte bestaat de mogelijkheid om de individuele laptop in te pluggen. Door het loslaten van de vaste werkplek ontstaat er ruimtewinst en voor de werknemer een zekere mate van tijdwinst. Iedere medewerker kan werken wanneer en waar hij wil, een grote mate van zelfstandigheid is hierbij natuurlijk een vereiste.

2.8.4 Conclusie Het cellenkantoor en groepskantoor zijn de meest gebruikte concepten voor kantoorgebouwen uit de jaren 60 tot 80. Het type kantoor van de afgelopen jaren zijn de flexibele werkplek en het coconkantoor. De vorm van een kantoorgebouw komt voort uit de wensen van de gebruiker. Deze wil voldoende daglichttoetreding en uitzicht naar buiten, wat betekend dat een kantoorruimte niet te diep kan zijn. Om een kantoorruimte te betreden is er een gang nodig. Om de gebouw zo efficiënt mogelijk te maken wordt aan beide kanten van de gang kantoorruimtes geplaatst. Dit geeft een “standaard” diepte voor een kantoorgebouw zo rond de 15-20 meter. Door het zorgvuldig om te gaan met de bouwkavel, worden er meerdere verdiepingen op elkaar gestapeld, wat ook voor een compactheid zorgt in de organisatiestructuur. Uit de veiligheidseisen moet een gebouw altijd via twee punten te ontvluchten zijn, waardoor er tenminste twee stijgkernen nodig zijn. De vluchtroute mag niet langer dan 30-35 meter zijn. Wanneer gebouwen te lang worden, worden ook de loopafstanden onderling in het gebouw groter. Het is handig om als organisatie compact op elkaar te zitten, zodat er zo min mogelijk gelopen hoeft te worden, wat gedurende dag tijd kan besparen. Dit zorgt voor een veel voorkomende lengte voor een kantoorgebouw van rond de 35 meter.

35

De bereikbaarheid van de kantoorruimte is altijd belangrijk, wanneer een gebouw een aantal verdiepingen heeft, dan is het handig om liften te gebruiken. Naarmate het gebouw groter is, zijn er meer liften nodig. Hoge gebouwen, brengen een zwaardere constructie en fundering met zich mee,. Beiden leiden tot duurdere gebouwen, waardoor de hoogte voor een redelijk goedkoop kantoorgebouw laag zal blijven. Zodoende komt men op een “standaard” kantoorgebouw in de vorm van een schoenendoos, welke een type kantoorgebouw die is die ik persoonlijk veel tegen kom in en buiten de Randstad.

36

2.9 Specifieke kenmerken van type kantoren uit de jaren tachtig 2.9.1 Inleiding De reden voor een onderzoek naar de specifieke kenmerken van type kantoren uit de jaren tachtig is, omdat kantoorgebouwen uit deze tijd toe zijn aan renovatie. De kantoorgebouwen staan er rond de dertig jaar. De levensduur van klimaatinstallaties staat voor vijfentwintig jaar, waardoor de meeste kantoorgebouwen uit de jaren tachtig nu toe zijn aan een nieuwe klimaatinstallatie. Het gebruik maken van decentrale klimaatinstallaties is interessant voor renovatieprojecten, omdat deze minder bouwkundige aanpassingen in het gebouw nodig hebben. In de jaren 60 t/m 80 heerste er een algemene opvatting over het ontwerpen van kantoorgebouwen. Dit leidde tot de vele monotone gebouwen die nu leegstaan. Hieronder wordt de kantoren van de jaren 80 besproken.

2.9.2 Plattegrond Sinds de jaren 60 wordt er vooral gebruik gemaakt van het cellenkantoor en de kantoortuin. Het cellenkantoor wordt getypeerd door veel kleine aparte kamers langs de gevel gerangschikt voor daglicht. De ontsluiting gaat via een middengang. Hierdoor zij deze gebouwen over het algemeen 12 tot 14 meter diep. Het kan ook zijn dat er een dubbele gang wordt toegepast met tussen de gangen in ruimten die zonder daglicht kunnen. De gebouwdiepte kan bij een dubbel gangsysteem oplopen naar 18 tot 20 meter. De cellen worden voornamelijk gecreëerd door niet dragen scheidingswanden waardoor er een mate van flexibiliteit is. Van groot belang bij dit type gebouw is de stramienmaat waarop de werkplekken, voorzieningen en gebouwstructuur zijn gedimensioneerd.

Figuur 2.9-2: cellenkantoor Figuur 2.9-1: cellenkantoor

Figuur 2.9-3: kantoortuin

De kantoortuin is mogelijk geworden doordat de klimatiserings- en verlichtingstechniek verbeterden. De werkplekken in de grote open ruimten werden alleen door meubilair gescheiden. Bij dit type is een hoge mate van flexibiliteit, doordat snelle en ingrijpende wijzigingen mogelijk werden gemaakt zonder bouwkundige ingrepen. In de jaren 60 t/m 80 heerste er een heilig geloof in modulaire coördinatie, zijnde dat alle maten van het gebouw inclusief inrichting zijn afgestemd op 0,3m1. Kantoorgebouwen werden dus ontworpen met maten die bestonden uit n * 0,3m1.

2.9.3 Doorsnede Bij het ontwerpen van kantoorgebouwen uit de wederopbouwperiode werden een viertal principes gebruikt als het gaat om de kolomplaatsing van de buitenste kolommen. Kolommen konden in de gevel, buiten de gevel en binnen de gevel geplaatst worden. Het vierde principe was het gebruik maken van een dragende gevel door middel van structurele stijlen (zie Figuur 2.9-4). De vloerzone werd

Figuur 2.9-4: Principe van de plaatsing van de kolommen

37

gebruikt voor de constructieve vloer en voor de leidingen die onder de constructieve vloer werden aangebracht. De leidingen werden weggewerkt met een demontabel verlaagd plafond. Ook in deze maatvoering komt de modulaire coördinatie van 0,3m¹ terug.

2.9.4 Trappen, liften, schachten en sanitaire voorzieningen Over het algemeen liggen de trappen, liften, schachten en sanitaire voorzieningen centraal in het kantoorgebouw waarbij de trap werd gebruikt voor het bereiken van nabijgelegen verdiepingen en als vluchtweg. Naast het hoofdtrappenhuis werden er ook vluchttrappenhuizen aan de kopgevelzijde toegevoegd.

Figuur 2.9-5: trappenhuizen, liften, schachten en sanitaire voorzieningen

2.9.5 Constructie Uitgaande van verdiepingsbouw werd de voorkeur gelegd bij het afdragen van de krachten van bovengelegen verdiepingen via kolommen doordat dit de voor meeste flexibiliteit zorgde (grote vrije open ruimten) (zie Error! Reference source not found.). Er werd geprobeerd om zou groot mogelijk overspanningen te maken welke door de aanzienlijke krachten maximaal tussen de 7 en 9 meter uitkwamen. Wat betreft de materialisering van de draagconstructie (kolommen, balken en vloeren) werd in veel gevallen gewapend beton gebruikt. Veelal werd er gewerkt met vaste afstanden tussen constructie onderdelen waarbij, zoals eerder vermeld, sterk vastgehouden werd aan de modulaire coördinatie. Het zogenoemde raster waarop de draagconstructie werd verdeeld was een optimum tussen de technische mogelijkheden, de flexibiliteitwensen en de economische mogelijkheden. In Error! Reference source not found. is goed te zien dat alle kolommen op vaste afstanden van elkaar staan, in dit geval 7,5m wat weer is op te delen in 25 x 0,3m. Niet alleen de kolommen maar ook de onderlinge afstand tussen de verdiepingsvloeren werd zo veel mogelijk gelijk gehouden. De kolomplaatsing hing sterkt samen met de afmeting van een werkplek. Hierbij werd uitgegaan van een eenpersoons werkplek met een minimale breedte van circa 2,4m waardoor het raster van de draagstructuur in de richting van de gevel hiervan een veelvoud is. In de richting loodrecht op de gevel werd veel al dezelfde maat gebruikt.

2.9.6 Gevels Kantoorgebouwen van na de tweede wereld oorlog werden veelal gebouwd met geprefabriceerde gevelelementen van verschillende materialen, voornamelijk beton, metaal en kunststof. Economisch gezien had dit voordelen doordat standaard elementen werden toegepast die weer qua maatvoering in de modulaire coördinatie pasten. Tevens werd de bouwtijd verkort. De gevelopeningen werden door verschillende factoren bepaald. Dit konden bouwfysische factoren eisen zijn, maar ook eisen gesteld door de functie van het gebouw. Metaalachtige gevels kwamen veelal voor in de vorm van vliesgevels.

2.9.7 Binnenafbouw De interne scheidingswanden werden op een paar constructieve wanden na uitgevoerd als niet dragend scheidingswanden. Hierdoor werd zoals eerder vermeld een mate van flexibiliteit gecreëerd. Dit hing sterk af of er gekozen was voor geheel verplaatsbare wanden of vastere lichte scheidingswanden. Eisen

Figuur 2.9-6: dragende prefab gevelelementen

38

werden gesteld in de vorm van brandwerendheid, geluidsisolatie, en mechanische eigenschappen (stabiliteit en draagkracht). Eind jaren 80 deed – vanwege de automatisering – de verhoogde vloer zijn intrede. Dit was een vloer die op elk gewenste plek opgemaakt kon worden waaronder kabels en leidingen nar elke gewenste plek versleept konden worden (zie Error! Reference source not found.0).

2.9.8 Installaties De stijgleidingen werden in het algemeen verzameld in leidingkokers Figuur 2.9-7: principe van een verlaagd die waren gelegen bij andere verticale elementen zoals trappen en plafond liften. Het horizontale leidingwerk bevindt zich vooral in verbrede borstweringen, onder verhoogde vloeren of boven verlaagde plafonds. Bij het plaatsen van de leidingen boven verlaagde plafonds werd dit bij voorkeur gedaan in de gangzone. In de verbrede borstweringen werden veelal de leidingen van de klimaatinstallatie geplaatst evenals de elektrische installaties en communicatie installatie. Verhoogde vloeren werden veelal gebruikt complexe elektrische en communicatie installaties.

Figuur 2.9-8: kanalen boven plafond in gangzone

De ruimte boven verlaagde plafonds in gangzones werd gebruikt voor het herbergen van de klimaatinstallatie leidingen met grote diameters. Elke installatie had een centrale ruimte. De klimaatregelingen werd in het algemeen op het dak geplaatst in een dakopbouw. De centrale ruimten van de elektrische en communicatie installatie bevonden zich vaak op de begane grond of in kelders.

Figuur 2.9-9: verhoogde vloer

39

3 De factoren die de keuze zouden kunnen bepalen 3.1.1 Capaciteit Het systeem moet voldoende capaciteit bieden om aan de ventilatiebehoefte, warmtebehoefte en eventuele koelbehoefte te voldoen. Door middel van een warmte en koudebehoefte kan er bepaald worden hoeveel installaties er nodig zijn.

3.1.2 Bediening Is een handbediening, centrale bediening of beiden gewenst. Is een vocht-, bewegings of CO2-sensor gewenst. In de meeste gevallen is er een externe centrale bediening, welke de units aanstuurt aan de hand sensoren die aan de meetgegevens vergelijk met de vooraf ingestelde waardes.

3.1.3 Kosten - Aanschafkosten Wanneer het aantal nodige installaties bekend is voor ieder systeem, kan er gekeken worden hoeveel de installaties zullen kosten - Energiekosten Daarbij kan gekeken worden hoeveel energie de installaties op jaar basis nodig hebben. Wanneer systeem A in aanschaf duurder is dan B, maar wel energiezuiniger en na tien jaar het verschil in aanschafprijs terug heeft verdiend. Stel dat beide systemen 25 jaar meegaan, dan is systeem A uiteindelijk goedkoper. - Montage en verbouwingskosten Er moet ook rekening worden gehouden met de montage en verbouwingskosten. Wanneer een gebouw geen leidingnetwerk ten behoeve van koeling heeft en een systeem deze wel nodig heeft, betekend dat er door het gehele gebouw een leidingnetwerk aangelegd moet worden. Welke ook weggewerkt moeten worden. Indien er gekozen is voor een vloersysteem, moet er bij de bestaande vloer sparingen gemaakt worden. - Onderhoudskosten De decentrale systemen moeten over het algemeen twee keer per jaar onderhouden worden, wat betekend dat de filters worden vervangen. De onderhoudskosten zullen onderling niet veel van elkaar onderdoen.

3.1.4 Omvang van de renovatie In het geval bij renovatie moet de omvang van de renovatie bekend zijn. - Of alleen de klimaatinstallaties worden vervangen. - Of de klimaatinstallaties en de gehele gevel worden vervangen - Of de klimaatinstallaties en de vloeren worden vervangen. Wanneer is een systeem wel en wanneer niet te gebruiken? - Indien een gebouw een gehele glazen gevel heeft zonder borstwering en het niet de bedoeling is dat met de renovatie de gevel wordt vervangen. Dan is het niet handig om een decentraal borstweringsysteem, welke in het zicht komt te staan, te gebruiken. Een plafond of vloersysteem kan dan beter gebruikt worden. - Wordt in dezelfde situatie ook de gevel vervangen dan kan er wel een decentrale borstweringsysteem gebruikt worden. - Indien een gebouw een borstwering in de gevel heeft, dan kunnen zowel decentrale borstwering, vloer en plafondsystemen worden toegepast.

3.1.5 Architectonische factor Om de architect niet te beperken is het goed dat er zowel vloer en borstweringsystemen zijn. Wanneer de opdrachtgever een volledige glazen gevel wil, dan is de keuze voor een borstweringsysteem niet zo handig en kan er beter voor een vloersysteem gekozen worden. Wil de opdrachtgever de een flexibele gever hebben, dan kan ook beter vloersysteem gekozen worden. Is een borstwering in de gevel ontworpen.

40

4 Onderzoek naar de 10 onderzochte decentrale systemen 4.1 Inleiding In dit onderzoek zijn er 10 decentrale systemen onderzocht. Het kan zijn dat er buiten deze systemen nog andere interessante systemen zijn. Echter zijn deze (nog) niet bekend. Toekomstige systemen kunnen naderhand altijd nog worden vergeleken met deze 10 systemen. Er zijn een aantal decentrale systemen niet meegenomen, omdat deze alleen de functie van ventilatie hebben. Hieronder staan de 10 systemen vermeldt met de naam van de fabrikant, allen kunnen ventileren, maar ze hebben niet allemaal de mogelijkheid om te koelen en/of verwarmen. Dus het zijn 10 luchtbehandelingsystemen, maar niet alle 10 systemen zijn volledige klimaatsystemen. Ventilatie 1. Climasmart – Heycop Systemen BV 2. Ademend Raam – Brink Climate systems BV Ventilatie en verwarming 3. Oxygen – Jaga NV 4. ClimaRad – ClimaRad BV Ventilatie, koeling en verwarming 5. FSL-B-ZAB - Trox Technik BV 6. FSL-U-ZAB – Trox Technik BV 7. PCM module – EMCO BV/ Trox Technik BV 8. Schûco IFV systeem - Schûco BV 9. PCMeco – EMCO BV / CAS – Bas Hasselaar 10Smartbox – ECN/TNO/Cepezed Niet alle systemen hebben de mogelijkheid om te verwarmen en/of koelen. Deze systemen hebben extern een verwarmingsysteem en eventueel een extern koelsysteem nodig. Dit kan gerealiseerd worden met (de)centrale verwarming- en koelsystemen.

4.1.1 Decentraal of hybride ventilatiesysteem Alle 10 systemen zijn decentrale ventilatiesystemen, wat inhoudt dat alle systemen via de gevel in contact staan met de buitenlucht en zodoende de ventilatie voor een ruimte regelen. Toch werken de 10 systemen niet allen als een volledig decentraal systeem, aangezien een aantal systemen alleen voor de aanvoer van ventilatielucht zorgen en daar een centraal afzuigingsysteem bij nodig hebben. Decentrale systemen met een hybride ventilatiesysteem Wat inhoudt dat de ventilatie decentraal via de gevel wordt toegevoerd en centraal in de ruimte wordt afgevoerd. - Climasmart - Oxygen - PCM module Decentrale systemen met een volledig decentraal ventilatiesysteem Systemen die de ventilatie decentraal via de gevel toevoeren en afvoeren - Ademend Raam - ClimaRad - Trox FSL-B-ZAB - Trox FSL-U-ZAB - Schûco IFV systeem - PCMeco - Smartbox Wanneer een decentraal ventilatiesysteem een extern koel- of verwarmingsysteem nodig heeft, dan kan dit door gebruik te maken van een extern koel- of verwarmingsysteem. Indien dit een centraal systeem is, dan werken deze samen als een hybride klimaatsysteem. Een aantal decentrale ventilatiesystemen die de mogelijkheid hebben tot koelen/verwarmen moeten op een centraal koel- en/of verwarming leidingnetwerk aangesloten. Deze functioneren samen met het verwarm/koelsysteem als een hybride klimaatsystemen.

41

Decentrale systemen welke volledig decentraal zijn; - CAS systeem geïntegreerde elektrische verwarming heeft alleen stroom nodig - Smartbox geïntegreerde warmtepomp heeft alleen stroom nodig Decentrale klimaatsystemen welke met een centrale installatie samenwerken als een hybride concept; - Climasmart met een extern radiator en centrale verwarming systeem - Ademend Raam met een extern radiator en centrale verwarming systeem - Oxygen met centrale verwarming systeem - ClimaRad met centrale verwarming systeem - PCMeco & PCM module met centrale koeling/verwarming systeem - Trox FSL-B-ZAB met centrale koeling/verwarming systeem - Trox FSL-U-ZAB met centrale koeling/verwarming systeem - Schûco IFV systeem met centrale koeling/verwarming systeem

4.1.2 Conclusie: Of een klimaatsysteem volledig decentraal of als hybride werkt, hangt dus of van de manier van koelen en verwarmen. De smartbox is een volledig decentraal systeem, welke geen extra leidingen, op de elektra na, nodig heeft. Het CAS-systeem werkt met elektrische verwarming en is ook volledig decentraal, waarbij de PCMeco gebruik maakt van convectoren, welke aangesloten zijn aan een centraal systeem en dus niet volledig decentraal is. De vraag is of het CAS systeem voldoende koelcapaciteit heeft voor kantoren met grote warmtelast.

42

4.2 De 10 systemen 4.2.1 Climasmart – Heycop Systemen BV De Climasmart is een hybride ventilatie concept en bestaat uit: - Toevoerroosters - Centrale ventilator - Sensoren en besturing

4.2.1.1

Ventilatieconcept

Aanvoer van ventilatielucht via roosters, welke handmatig en sensor gestuurd kan worden. De afvoer van de ventilatielucht gaat via een centrale huisventilator. De afzuigpunten kunnen over meerdere ruimtes verdeeld worden. Sensoren meten de luchtkwaliteit en aan de hand van die kwaliteit berekent de centrale computer hoeveel er geventileerd moet worden. De centrale computer geeft een signaal aan de roosters, waaruit de roosters kan weten hoe ver deze open moeten staan. De centrale ventilator krijgt tegelijkertijd een signaal over op welke stand deze moet staan. Doordat er alleen vraaggestuurd geventileerd wordt, zoals bij een te hoge hoeveelheid CO2, wordt de hoeveelheid weggeventileerde warmte beperkt. Waardoor er weer minder lucht verwarmd hoeft te worden, wat scheelt op het energieverbruik.

Figuur 4.2-1: Product overzicht

Figuur 4.2-2: schematische werking in doorsnede

De Climasmart kan door middel van de natuurlijke ventilatie als koeling dienen. Deze koeling is beperkt en is toereikend indien de koellast minder dan 25 Watt/M² is en de ventilatievoud kleiner is dan 2, anders gaan er tochtklachten ontstaan.

4.2.1.2

Besturing

Sensoren meten de temperatuur en het CO2-gehalte, indien deze niet voldoen volgens de ingestelde waardes, zal de centrale besturing de roosters en ventilator de opdracht geven om meer te ventileren. De roosters zijn ook met de handzenders te besturen.

4.2.1.3

Specifieke eigenschappen

Hybride ventilatie concept Ventilatiecapaciteit: 0-79 m³/h per rooster 360 m³/h centrale afvoer % warmteterugwinning: Verwarmvermogen: Koelvermogen: Kosten van 1 systeem: 2000€ (totaal pakket met 4 roosters 1 centrale afvoer)

Figuur 4.2-6: Afmeting ventilator

Figuur 4.2-3: Afmeting rooster lengte is variabel

Figuur 4.2-4: mogelijk gevelbeeld

Figuur 4.2-5: Mogelijk binnen aanzicht

43

4.2.1.4

Nadeel

Er wordt geen gebruik gemaakt van warmteterugwinning bij het ventileren, wat tot grotere benodigde verwarmcapaciteit en energiekosten leidt.

4.2.1.5

Architectonische consequentie

Bij de climasmart worden de roosters boven ramen geplaatst, welke in het zicht komen. De afvoerpunten van de centrale ventilator kunnen door de gehele ruimte geplaatst worden.

4.2.1.6

Opmerking:

Climasmart kan ook toegepast worden zonder sensoren en centrale sturing. Op de toevoerroosters bevind zich een kleine PV zonnepaneel die de roosters stroom voorziet.

44

4.2.2 Ademend Raam – Brink Climate systems BV Het Ademend Raam regelt alleen de ventilatie. In het ademend raam zit een unieke warmtewisselaar. Het is een verbetering op de al bestaande Brink Advance, welke groter in formaat is. Het Ademend Raam is een decentraal ventilatie concept.

4.2.2.1

Ventilatieconcept

Aanvoer en afvoer van ventilatielucht met een efficiënte manier van warmteterugwinning. De aan en afvoeropeningen zitten boven elkaar, vanwege de verdunningventilatie maakt dit geen probleem op de luchtkwaliteit.

Figuur 4.2-7: Ademend Raam

De condensatievocht wordt opgevangen in een bak.

4.2.2.2

De ontwikkeling van het Ademend Raam Jon Kristinsson is een Architect en uitvinder. Hij wilde de zwakke schakel in de bouw oplossen, namelijk de ventilatie. Het idee kreeg als werknaam “Ademend Raam’. Hij had een programma van eisen waaraan het ademend raam aan moest voldoen. Dit waren onder andere; Decentraal, compact, gebalanceerde ventilatie, zeer hoge warmteterugwinning, goedkoop in gebruik enz… Het bedrijf Fiwihex (fine-wire-heatexchanger) had een water/lucht wisselaar. Nadat Kristinsson in contact kwam met Noor van den Andel, kon deze een lucht/lucht warmtewisselaar maken van 1/10mm koperdraad. De dunne koperen draden staan in verbinding met de aanvoerende en afvoerende luchtstroom. Hierdoor kan de warmte van de afvoerlucht zich via de koperen bedrading aan de aanvoerlucht gegeven worden. Dit is een energiezuinig manier van warmteterugwinning aangezien er geen extra installatie nodig is. Het enige wat energie kost zijn de twee ventilatoren, die toch al nodig zijn om voor voldoende ventilatielucht te voldoen. Dit concept is vervolgens aan Brink Climate Systems verkocht en deze hebben een commerciële versie gemaakt, welke toe te passen is in woningbouw. Het is een vrij compacte installatie. Maar aangezien het geen geïntegreerd systeem is komt het in het zicht, en kan het ervaren worden als een grote unit die extra ruimte inneemt. In woonruimtes met centrale verwarming heeft men al radiatoren aan de gevel staan, als hier ook nog van deze units bij komen, kan dit onprettig gewenst zijn.

Figuur 4.2-8: 1e prototype

Figuur 4.2-9:2e prototype

Momenteel is Jon Kristinsson nog steeds bezig om zijn eigen model te verbeteren. Samen met studenten van de faculteit Industrieel ontwerpen. In het model is er vooral de zoektocht naar stillere ventilatoren en de optimaliseren van de efficiëntie van de warmtewisselaar. Het derde concept van het systeem is een koker geworden. In het systeem bevinden zich kleppen waardoor de lucht een fractie van een seconde in de unit bevind en in die tijd kan de afvoerlucht zijn warmte efficiënter overdragen aan de verse aanvoerlucht.

Figuur 4.2-10: 3e prototype

45

4.2.2.3

Specifieke eigenschappen

decentraal ventilatie concept Ventilatiecapaciteit: 75 m³/h met boost functie van 100m³/h (extra geluid). % warmteterugwinning: 80% (75 m³/h) Kosten van 1 systeem: 1175€ (900 zonder sensoren)

Figuur 4.2-12: Grootte van unit

4.2.2.4

Figuur 4.2-11: mogelijk gevelaanzicht

Figuur 4.2-13: mogelijk aanzicht van binnen

Besturing

Bovenop de unit zit een bedieningspaneel waar de unit handmatig is in te stellen. De unit kan door middel van sensoren CO2 gestuurd worden.

4.2.2.5

Nadeel

Het systeem is niet geïntegreerd in de gevel. Er is geen mogelijkheid tot koelen en verwarmen

4.2.2.6

Architectonische consequentie

Het ademend raam heeft een borstwering nodig om constructief aan te hangen. De unit komt in de ruimte altijd in het zicht, aangezien het geen geïntegreerd systeem is. De geveldoorvoer komt aan de buitenkant in het zicht. De unit moet te allen tijde met buitenlucht in verbinding staan. De unit kan op elke hoogte geplaatst worden, mits het interieur de luchtstroom niet teveel verstoord.

4.2.2.7

Opmerking:

Het concept Ademend Raam wordt nog door ontwikkeld en de efficiënte warmteterugwinning is beloftevol voor de toekomst.

46

4.2.3 Oxygen – Jaga NV De Oxygen kan in verschillende types radiatoren van Jaga ingebouwd worden. De radiatoren van Jaga zijn “energy savers”, doordat deze relatief weinig water bevatten in vergelijking met conventionele radiatoren. Er is minder water nodig om de lucht te verwarmen.

4.2.3.1

Ventilatieconcept

Aanvoer van ventilatielucht via de oxygen, afvoer via een centrale afzuigunit. Aanvoerlucht wordt gemixt met recirculatielucht, waardoor de aanvoerlucht een prettige temperatuur heeft.

4.2.3.2

Onderdelen

- Oxygen - Radiator - Afzuigunit - Sensoren - Bediening

4.2.3.3

Figuur 4.2-14: transparante Jaga radiator met Oxygen zichtbaar

Specifieke eigenschappen

Hybride ventilatie concept Ventilatiecapaciteit: % warmteterugwinning: Kosten van 1 systeem:

Oxygen 190 m³/h Afzuigunit 450 m³/h ± 2000€ (twee systemen ± 3300€) Figuur 4.2-15: schematische werking

Figuur 4.2-18: Grootte van unit, meerdere lengtes mogelijk van 1,2 tot 3 meter

4.2.3.4

Figuur 4.2-16: Mogelijk gevelaanzicht, type borstwering

Figuur 4.2-17: Principe binnenaanzicht: type borstwering

Besturing

De oxygen en de afzuigunit zijn handmatig in te stellen, maar kan ook vraaggestuurd gestuurd worden ingesteld.

4.2.3.5

Nadeel

Er is geen directe mogelijkheid voor warmteterugwinning. Geen mogelijkheid tot koelen.

4.2.3.6

Architectonische consequentie

De Jaga radiator heeft een borstwering nodig om constructief aan te hangen. De unit komt in de ruimte altijd in het zicht net als alle type radiatoren. Aangezien de ventilatie unit in de radiator is verwerkt valt het vanuit de ruimte niet op dat er geventileerd word met de radiator. De geveldoorvoer komt aan de buitenkant in het zicht. De unit moet te allen tijde met buitenlucht in verbinding staan. De unit wordt meestal onder het kozijn geplaatst om koudeval tegen te gaan.

4.2.3.7

Opmerking:

In grotere radiatoren is er de mogelijkheid om een twin coil Oxygen te plaatsen.

47

4.2.4 ClimaRad – ClimaRad BV De Climarad is ontworpen voor de woonsector en speelt vooral in op renovatieprojecten, waar de huizen beter geïsoleerd worden en luchtdicht gemaakt, zodat de infiltratie van lucht wordt verminderd. Met tot gevolg dat er meer geventileerd moet worden, maar de gebruiker zal niet snel ramen en roosters zal openen. De Climarad meet de luchtkwaliteit en slaat zelf aan als dat nodig is. Woonruimtes hebben geen grote ventilatiecapaciteit nodig en men kan indien gewenst gebruik maken van natuurlijke ventilatie. De ventilatiecapaciteit van 125m³/h is voldoende om een gemiddelde woonkamer mee te ventileren. In de praktijk wordt de Climarad meestal alleen in de woonruimte gebruikt en worden de overige ruimtes door middel van roosters geventileerd. Slaapkamers hoeven meestal niet verwarmd te worden, omdat daar een frisse temperatuur Figuur 4.2-19: ClimaRad gewenst is. De ClimaRad zorgt voor locale ventilatie met naverwarming. Er zijn verschillende types radiatoren te gebruiken. Het systeem is ook te gebruiken bij vloerverwarming in dat geval is er geen radiator aan de ClimaRad bevestigd.

4.2.4.1

Ventilatieconcept

Aan en afvoer van ventilatielucht met warmteterugwinning en wordt vervolgens naverwarmd door de radiator. Eventuele condensatie problemen worden “opgelost” door de hoeveelheid ventilatie te knijpen of zelfs tijdelijk te stoppen. In de ClimaRad zijn alle onderdelen geïntegreerd zoals de sensoren, bedieiningspaneel, warmtewisselaar en radiator

4.2.4.2

Bediening

Op de ClimaRad bevindt zich een bedieningspaneel met daarop de mogelijkheid tot handbediening en sensorgestuurde bediening. De sensoren meten de CO2 gehalte en de hoeveelheid vocht die zich in de ruimte bevinden. Indien de vooraf ingestelde waarde wordt overschreden, worden de ventilatoren geactiveerd. De radiator wordt door de centrale verwarming en externe schakelaar bediend.

4.2.4.3

Specifieke eigenschappen

Decentraal ventilatie concept Ventilatiecapaciteit: Verwarmcapaciteit: % warmteterugwinning: Kosten van 1 systeem:

Figuur 4.2-22: Afmeting van unit, lengte tot 4 meter

4.2.4.4

tot 125 m³/h 1350-4000 Watt 80% ± 2000€ (inclusief radiator)

Figuur 4.2-21: Mogelijk gevelbeeld, type borstwering

Figuur 4.2-20: Principe binnenaanzicht, type borstwering (niet op schaal)

Voordeel

Redelijk hoge percentage WTW Er zijn meerdere types leverbaar, met verschillende verwarmcapaciteiten.

4.2.4.5

Nadeel

Het heeft geen koelsysteem, waardoor deze niet gebruikt kan worden voor kantoren

48

4.2.5 FSL-B-ZAB - Trox Technik BV De FSL-B-ZAB is een borstweringunit die geïntegreerd kan worden in de gevel. Bij gebruik van deze unit wordt de architect lichtelijk beperkt met de gevelindeling.

4.2.5.1

Ventilatieconcept

Aan en afvoer van ventilatielucht met warmteterugwinning waarna de lucht verder gekoeld of verwarmd wordt door middel van convectoren. Eventuele condensatie problemen worden “opgelost” door de hoeveelheid ventilatie te knijpen of zelfs tijdelijk te stoppen.

4.2.5.2

Specifieke eigenschappen

Decentraal ventilatie concept Ventilatiecapaciteit: % warmteterugwinning: Verwarmcapaciteit Koelcapaciteit Kosten van 1 systeem:

120 m³/h (kleinere systemen zij ook mogelijk) 50-60% 1788 Watt 781 Watt 2000/3000€ (exclusief besturingsysteem)

Figuur 4.2-26: Afmeting van unit

4.2.5.3

Figuur 4.2-23: FSL-B-ZAB

Figuur 4.2-25: Mogelijk gevelaanzicht, type borstwering

Figuur 4.2-24: Principe binnenaanzicht, type borstwering (niet op schaal)

Voordeel

Het heeft een grote verwarmcapaciteit

4.2.5.4

Nadeel

Omdat het een borstweringsysteem is, zou dit de architect kunnen beperken in de ontwerpvrijheid. Het percentage van de WTW is niet al te hoog.

4.2.5.5

Extra

Trox heeft ook een grotere versie van de Trox FSL-B-ZAB namelijk de serie Schoolair. Deze is ontwikkeld voor scholen, waar een grotere ventilatiecapaciteit nodig is. Er in een verticale en horizontale versie. Specifieke eigenschappen: Ventilatiecapaciteit: % warmteterugwinning Verwarmcapaciteit Koelcapaciteit Kosten van 1 systeem:

250 m³/h 50-60% 3920 Watt 1170 Watt 2000/3000€ (exclusief besturingsysteem)

Figuur 4.2-28: horizontale Schoolair

Figuur 4.2-27: Verticale Schoolair

49

4.2.6 FSL-U-ZAB – Trox Technik BV De FSL-U-ZAB is een vloerunit die geïntegreerd wordt in de vloer. Bij gebruik van deze unit kan de architect de gevel vrij indelen, waarbij alleen rekening met de geveldoorvoeren gehouden moet worden. Dit systeem heeft een kleinere verwarm en koelcapaciteit ten op zichtte van de borstweringsysteem van Trox. - Ventilatie werkt decentraal - Inclusief verwarmingsysteem - Inclusief Koelsysteem - Inclusief warmteterugwinning

4.2.6.1

Ventilatieconcept

Aan en afvoer van ventilatielucht met warmteterugwinning waarna de lucht verder gekoeld of verwarmd wordt door middel van een convector. Eventuele condensatie problemen worden “opgelost” door de hoeveelheid ventilatie te knijpen of zelfs tijdelijk te stoppen.

4.2.6.2

Specifieke eigenschappen

Decentraal ventilatie concept Ventilatiecapaciteit: % warmteterugwinning: Verwarmcapaciteit Koelcapaciteit Kosten van 1 systeem:

Figuur 4.2-30: Afmeting van de unit

4.2.6.3

Figuur 4.2-29: FSL-U-ZAB

120 m³/h (kleinere systemen zij ook mogelijk) 50-60% 800 Watt 560 Watt 2000/3000€ (exclusief besturingsysteem ongeveer 500€)

Figuur 4.2-31: Mogelijk gevelbeeld type vloer geïntegreerd

Figuur 4.2-32: mogelijk binnenaanzicht, type vloer geïntegreerd

Voordeel

De installatie kan in de vloer verwerkt worden.

4.2.6.4

Nadeel

Kleine verwarm en koelcapaciteit en een niet al te hoge percentage WTW

50

4.2.7 PCM module – EMCO BV/ Trox Technik BV 4.2.7.1

Inleiding

Emco en Trox hebben een identiek klimaatsysteem ontworpen. Het belangrijkste onderdeel is de PCM platen. Welke geen energie nodig hebben om te koelen, mits de platen in de nacht voldoende afgekoeld zijn. Deze koelen af door gebruik maken van nachtventilatie.

4.2.7.2

Ventilatieconcept

Aanvoer van lucht die wordt gekoeld door PCM platen en verwarmd door convectoren. Recirculatie voor het extra koelen van de lucht. Afvoer via een centrale installatie.

4.2.7.3

Specifieke eigenschappen

Hybride ventilatie concept Ventilatiecapaciteit: % warmteterugwinning: Verwarmcapaciteit Koelcapaciteit Kosten van 1 systeem:

Figuur 4.2-35: Afmeting van de unit

4.2.7.4

Figuur 4.2-33: PCM module

150 m³/h (kleinere systemen zij ook mogelijk) 50-60% - (optioneel door gebruik van convector) 300 Watt (kan groter met gebruik van convector) 2000/3000€ (exclusief besturingsysteem ongeveer 500€)

Figuur 4.2-36: Mogelijk gevelbeeld, type borstwering

Figuur 4.2-34: Principe binnenaanzicht, type borstwering (niet op schaal)

Voordeel

Energiezuinige manier van koelen (PCM)

4.2.7.5

Nadeel

Geen directe mogelijkheid tot gebruik van WTW

51

4.2.8 Schûco IFV systeem - Schûco BV 4.2.8.1

Inleiding

Schûco heeft een energiezuinig gevelsysteem ontwikkeld, de E² façade, waarbij er gebruik gemaakt is van een decentraal ventilatiesysteem. In dit systeem is ook een zonweringsysteem verwerkt.

4.2.8.2

Ventilatieconcept

Aan en afvoer van ventilatielucht met warmteterugwinning, waarna de lucht gekoeld of verwarmd kan worden via een inductie-unit. Er zijn vijf verschillende ventilatieconcepten mogelijk; 1. Aanvoer via vloer en afvoer kan via plafond 2. Een hybride concept waarbij aanvoer via de vloer en de afvoer via een centrale afzuigunit. 3. Aan- en afvoer van ventilatielucht via de vloer 4. Aan- en afvoer van ventilatielucht via het plafond 5. Aanvoer via vloer en afvoer kan via vloer (wintersituatie) of plafond (zomersituatie). Eventuele condensatie problemen worden “opgelost” door de hoeveelheid ventilatie te knijpen of zelfs tijdelijk te stoppen.

4.2.8.3

Figuur 4.2-38: schematische werking

Specifieke eigenschappen

Decentraal ventilatie concept Ventilatiecapaciteit: % warmteterugwinning: Verwarmcapaciteit Koelcapaciteit Kosten van 1 systeem:

120 m³/h (systeem met 100 en 160 m³/h is ook mogelijk) 60% 1934 Watt 577 Watt -

Figuur 4.2-41: Afmeting van de unit

4.2.8.4

Figuur 4.2-37: Schûco IFV

Figuur 4.2-39: mogelijk gevelbeeld, type vloer geintegrerd

Figuur 4.2-40: Mogelijk binnen aanzicht, type vloer geintegreerd

Voordeel

Grote verwarmcapaciteit Er zijn meerdere ventilatieconcepten mogelijk Het systeem kan in de vloer geïntegreerd worden

4.2.8.5

Nadeel

Het systeem is nog niet toegepast, waarschijnlijk omdat deze te duur is. Het heeft een kleine koelcapaciteit en de percentage WTW is niet al te hoog.

52

4.2.9 PCMeco – EMCO BV / CAS – Bas Hasselaar 4.2.9.1

Inleiding

Bas Hasselaar is een promovendus aan de TU Delft en houdt zich bezig met het Climate Adaptable Skin. In dit ontwerp heeft hij een decentrale unit ontworpen. Los hiervan heeft Emco een vergelijkbaar klimaatsysteem ontworpen. Van het systeem van Bas Hasselaar is een prototype gemaakt om te testen en deze testfase is voltooid. Emco is al verder met hun unit. Deze is klaar om toe te passen in een gebouw. Zover bekend is dat nog niet gebeurd. Indien de PCMeco geen gebruik maakt van een verwarmingsconvector is het een geheel onafhankelijke klimaatinstallatie en dus decentraal.

Figuur 4.2-42: PCMeco

In het CAS systeem wordt er gebruik gemaakt van een elektrische verwarming. Dit systeem is in dat geval een onafhankelijke klimaatinstallatie en dus decentraal

4.2.9.2

Ventilatieconcept

Aan- en afvoer van ventilatielucht met warmteterugwinning, waarna de lucht gekoeld kan worden door de PCM platen. Recirculatie voor het extra koelen van de lucht is mogelijk. Eventuele condensatie problemen worden “opgelost” door de hoeveelheid ventilatie te knijpen of zelfs tijdelijk te stoppen.

4.2.9.3

Specifieke eigenschappen

Decentraal ventilatie concept Ventilatiecapaciteit: % warmteterugwinning: Verwarmcapaciteit Koelcapaciteit Kosten van 1 systeem:

120 m³/h (met extra ventilator 370 m³/h) 60% - Eventueel gebruik maken van convector/elektrische verwarming 300 Watt (bij toepassen van een koelconvector zou 800/900 Watt mogelijk kunnen zijn) 4500€ (exclusief besturingsysteem ongeveer 500€)

Figuur 4.2-45: Afmeting van de unit Figuur 4.2-43: Mogelijk gevelbeeld, type borstwering

4.2.9.4

Figuur 4.2-44: Principe binnenaanzicht, type borstwering (niet op schaal)

Extra

Het systeem van Bas Hasselaar maakt deel uit van een energie zuinig gevelconcept met daarin; - Passieve koeling - Warmtebelasting van de ruimte - thermotropic glas / conventionele zonwering - Een te openen raam voor afvoer van opgewarmde lucht

53

4.2.10 Smartbox – ECN/TNO/Cepezed De smartbox is een decentrale unit voor ventilatie, verwarming en koeling van kantoren. Voelbare warmte en latente warmte worden teruggewonnen met de recair-enthalpiewiselaar met een efficiëntie van 92%. Koeling en verwarming worden geregeld met een warmtepomp met een COP > 5. Dit is afhankelijk van de buitencondities. Voor het Nederlandse klimaat is het gemiddelde systeem COP ongeveer 7.

4.2.10.1 Ventilatieconcept Aan- en afvoer van ventilatielucht met warmte en vochtterugwinning, waarna de lucht gekoeld of verwarmd kan worden met de warmtepomp. Er is ook de mogelijkheid tot het gebruik van adiabatische koeling. Figuur 4.2-46: Smartbox

4.2.10.2 Recair Enthalpiewisselaar In de enthalpiewisselaar wordt zowel voelbare als latente warmte overgedragen. De luchtstromen kunnen cyclisch binnen de warmtewisselaar worden verwisseld door vier geïntegreerde gemotoriseerde kleppen. Na het uitwisselen stroomt de condenserende lucht door de kanalen, waar voor het wisselen de opwarmende lucht stroomde. Gedurende de volgende cyclus verdampt de ontstane condens en sublimeert het gevormde ijs in de opwarmende stroom, tegelijkertijd ontstaat weer nieuw condens en ijs in de afkoelende stroom. Als terugwinning van vocht ongewenst is, wordt er niet gewisseld. Onder koude buitencondities wordt voelbare en latente warmte teruggewonnen om een droog klimaat te voorkomen.

Figuur 4.2-47: Schematische werking

4.2.10.3 Specifieke eigenschappen Decentraal ventilatie concept Ventilatiecapaciteit: % warmteterugwinning: Verwarmcapaciteit Koelcapaciteit Kosten van 1 systeem:

Figuur 4.2-50: Afmeting van de unit

100 - 300m³/h 92% (100 m³/h) Zomers 168% latente warmte bovenop de 92% ‘s Winters 55% latente warmte bovenop de 92% 1100 Watt 1900 Watt De precieze prijs is nog niet nader bekend. Volgens het onderzoeksrapport gaat men uit van 102 €/m² installatiekosten op een ruimte van 219,5 m² = 1989€ Wanneer het systeem gefabriceerd worden, moet de fabrikant er ook zijn marges op krijgen, waardoor de prijs zal gaan stijgen.

Figuur 4.2-48: Mogelijk gevelbeeld, type vloer geïntegreerd

Figuur 4.2-49: Mogelijk binnen aanzicht, type vloer geïntegreerd.

4.2.10.4 Nadeel Systeem is nog in ontwikkelingsfase en er is alleen nog maar een prototype gebouwd. Het systeem ligt sinds 2008 stil, wat te maken zal hebben met de financiële crisis.

4.2.10.5 Voordeel Groot voordeel ten op zichtte van de andere systemen is dat deze een grote ventilatiecapaciteit heeft.

54

Een ander groot voordeel is dat het systeem een enorm grote koelcapaciteit heeft.

4.2.10.6 Extra: Het systeem maakt deel uit van energie zuinig gevelconcept, waarbij de ongewenste warmte buiten wordt gehouden, zodat er minder gekoeld hoeft te worden en de ongewenste koude buiten wordt gehouden, zodat er minder verwarmd hoeft te worden. Dit door onder andere de volgende maatregelen; - reflecterende lamellen tussen dubbelglas - isolerende vacuümpanelen - Geïntegreerde PV zonnepanelen

55

4.3 Overzicht met voor en nadelen van de systemen Tabel 4-1: overzicht met voor en nadelen Type

Voordeel

Climasmart – Heycop

Nadeel - Geen verwarmingsysteem - Geen koelsysteem - Geen warmteterugwinning

Brink – Ademend Raam

Energiezuinige warmteterugwinning

- Geen verwarmingsysteem - Geen koelsysteem - komt altijd in het zicht

Oxygen - Jaga

Energiezuinige radiator

- Geen koelsysteem

PCM module

Energiezuinige koeling

- Geen warmteterugwinning

FSL-B-ZAB - TROX

Grote verwarmcapaciteit

- Borstweringsysteem kan de architect beperken - Niet al te hoge % WTW - Kleine verwarmcapaciteit - Niet al te hoge % WTW

- Geen warmteterugwinning

FSL-U-ZAB - TROX

- Warmteterugwinning - kan in de vloer worden geintegreerd

ClimaRad

- Warmteterugwinning

- Geen koelsysteem

PCMeco - EMCO

- Energiezuinige koeling

- Niet al te hoge % WTW

- kan decentraal het klimaatregelen Schûco IFV

- Grote verwarmcapaciteit - Meerdere ventilatieconcepten zijn mogelijk

- Kleine koelcapaciteit - Niet al te hoge % WTW

-wordt in de vloer geintegreerd Smartbox

- extreme goede warmteterugwining

- nog in ontwikkeling

- energiezuinig verwarmen en koelen - extreem grote koelcapaciteit - kan decentraal het klimaatregelen - Wordt in de vloer geintegreerd

4.4 Hoe gaan de klimaatinstallatie systemen om bij renovatie 4.4.1 Algemene aandachtspunten Ventilatieleidingen moeten na plaatsing geen hinder aan de gebruiker geven. Dit zou kunnen betekenen dat er sparingen in de muren en vloeren worden gemaakt, wat tot problemen kan leiden. Dit kan veel werkverzetting betekenen. Voor het verkomen van het nestelen van ongedierte in de ventilatie leidingen moet de opening aan het uiteinde klein zijn, dit kan door middel van een rooster of door een lange dunne spleet in de gevel. Deze roosters komen in het zicht. Wanneer er geen leidingnetwerk ten behoeve van de centrale verwarming of koelsysteem is, moet deze geplaatst worden. Dit kan betekenen dat de leidingen in het zicht komen of dat deze worden weggewerkt d.m.v. de leidingen in de muren en vloer frezen of te omtimmeren. Een verwarmingsysteem kan op een bestaand leidingnetwerk van een centrale verwarming bevestigd worden. Een koelsysteem heeft daarnaast een tweede leidingnetwerk nodig.

4.4.2 Climasmart Aanpassing - Bij elk raamrooster zal het kozijn moeten worden vervangen. - Plaatsen van centrale afvoerventilator tussen de ruimte en centrale ventilator - Plaatsen van afvoerroosters Verwarming en koeling - Extern is er een verwarmingsysteem nodig. - Extern is er indien nodig een koelinginstallatie nodig. Aandachtspunten: - Roosters van de afvoerleidingen komen in het zicht. - Afvoerleidingen kunnen in het zicht komen.

56

4.4.3 Jaga Oxygen Aanpassing - Gevel doorvoer ter plaatse van de radiator. - Plaatsen van centrale afvoerventilator - Plaatsen van afvoerroosters - Plaatsen van afvoerleidingen tussen de ruimte en centrale ventilator. - plaatsing van verwarmingsketel en leidingnetwerk (indien deze afwezig zijn) Verwarming en koeling - De radiator geeft voldoende warmte. - Extern is er indien nodig een koelinstallatie nodig. Aandachtspunten: - Een Verwarmingsketel en leidingnetwerk moeten aanwezig zijn. - Radiatoren aansluiten op het leidingnetwerk van de centrale verwarming. - Leidingen moeten niet gehinderd worden. - Roosters van de afvoerleidingen komen in het zicht. - Afvoerleidingen kunnen in het zicht komen. - aanvoerroosters in de gevel komen in het zicht.

4.4.4 Brink Ademend Raam Aanpassing - Twee gevel doorvoeringen ter plaatse van de unit. Verwarming en koeling - Extern is er een verwarmingsysteem nodig. - Extern is er indien nodig een koelinginstallatie nodig. Aandachtspunten: - Dit type systeem heeft een steunmuur nodig.

4.4.5 ClimaRad Aanpassing - Gevel doorvoer ter plaatse van de radiator. - plaatsing van verwarmingsketel en leidingnetwerk (indien deze afwezig zijn) Verwarming en koeling - De radiator geeft voldoende warmte. - Extern is er indien nodig een koelinstallatie nodig. Aandachtspunten: - Een Verwarmingsketel en leidingnetwerk moeten aanwezig zijn. - Radiatoren aansluiten op het leidingnetwerk van de centrale verwarming. - Afvoerroosters in de gevel komen in het zicht.

4.4.6 Trox FSL-B-ZAB Aanpassing - Gevel doorvoer ter plaatse van de unit. - plaatsing van verwarmingsketel, koelinstallatie en leidingnetwerk (indien deze afwezig zijn). Verwarming en koeling - Het inductiesysteem zorgt voor de koeling en verwarming. Aandachtspunten: - Dit type systeem heeft een borstwering nodig. - Een opening in de gevel voor de aan en afvoer van lucht moet aanwezig zijn. - Een Verwarmingsketel en leidingnetwerk moeten aanwezig zijn. - Inductie unit aansluiten op het leidingnetwerk.

57

4.4.7 Trox FSL-U-ZAB Aanpassing - Gevel doorvoer ter plaatse van de unit, dus ter plaatse van de vloer op de gevel. - Unit bij voorkeur de vloer geplaatst worden. - plaatsing van verwarmingsketel, koelinstallatie en leidingnetwerk (indien deze afwezig zijn). Verwarming en koeling - Het inductiesysteem zorgt voor de koeling en verwarming. Aandachtspunten: - Een opening in de gevel voor de aan en afvoer van lucht moet aanwezig zijn. - Een Verwarmingsketel en leidingnetwerk moeten aanwezig zijn. - Inductie unit aansluiten op het leidingnetwerk. - Geveldoorvoer ter plaatse van de vloer en de unit in de vloer plaatsen kan problemen geven.

4.4.8 PCM- module Aanpassing - Gevel doorvoer ter plaatse van de unit. - Plaatsen van centrale afvoerventilator - Plaatsen van afvoerroosters - Plaatsen van afvoerleidingen tussen de ruimte en centrale ventilator. - plaatsing van verwarmingsketel en leidingnetwerk (indien deze afwezig zijn). Verwarming en koeling - Het inductiesysteem zorgt voor de verwarming en de PCM Platen voor de koeling. Aandachtspunten: - Een Verwarmingsketel en leidingnetwerk moeten aanwezig zijn. - De inductie unit aansluiten op het leidingnetwerk. - Roosters van de afvoerleidingen komen in het zicht. - Afvoerleidingen kunnen in het zicht komen. - Dit type systeem heeft een borstwering nodig. - Een opening in de gevel voor de aanvoer van lucht moet aanwezig zijn.

4.4.9 Schûco IFV Aanpassing - Gevel doorvoer ter plaatse van de unit, dus ter plaatse van de vloer op de gevel. - Unit moet in de vloer geplaatst worden. - plaatsing van verwarmingsketel, koelinstallatie en leidingnetwerk (indien deze afwezig zijn). Verwarming en koeling - Het inductiesysteem zorgt voor de koeling en verwarming. Aandachtspunten: - Een opening in de gevel voor de aan en afvoer van lucht moet aanwezig zijn. - Een Verwarmingsketel, koelinstallatie en leidingnetwerk moeten aanwezig zijn. - Inductie unit aansluiten op het leidingnetwerk. - Geveldoorvoer ter plaatse van de vloer en de unit in de vloer plaatsen kan problemen geven.

4.4.10 Smartbox Aanpassing - Gevel doorvoer ter plaatse van de unit, dus ter plaatse van de vloer op de gevel. Verwarming en koeling - De warmtepomp zorgt voor de koeling en verwarming. Aandachtspunten: - Een opening in de gevel voor de aan en afvoer van lucht moet aanwezig zijn. - Een waterleiding aansluiting is nodig - Geveldoorvoer ter plaatse van de vloer en de unit in de vloer plaatsen kan problemen geven.

58

4.4.11 PCMeco/CAS Aanpassing - Gevel doorvoer ter plaatse van de unit. Verwarming en koeling - Het inductiesysteem zorgt voor de koeling en verwarming. Aandachtspunten: - Dit type systeem heeft een borstwering nodig. - Een opening in de gevel voor de aan en afvoer van lucht moet aanwezig zijn.

59

4.5 Functie geschiktheidbepaling 4.5.1 Inleiding Om te kunnen bepalen of een systeem goed toepasbaar is bij een kantoorfunctie en een woonfunctie, moeten de systemen getoetst worden. Als de hoeveelheid ventilatie, de koellast en de warmtebehoefte van een ruimte bekend zijn, kan er bepaald worden hoeveel installaties er ven elk systeem nodig zijn om te voldoen aan de benodigde capaciteit. Dit kan aan de hand van een koellast berekening en warmtebehoefte berekening. Door een rekenvoorbeeld voor zowel een kantoorfunctie als een woonfunctie te maken, kan er bepaald worden of een systeem beter te gebruiken is in een kantoor of een woonruimte. Vervolgens kunnen de systemen onderling vergeleken worden.

4.5.2 Ventilatie Woonruimten Kantoren

3,6 m³/m²·h 5m³/m²·h

min. 75m³/h of 50m³/h p.p.

Kantoortuinen Vergaderruimten

10m³/m²·h 20m³/m²·h

of 100m³/h p.p. of 50m³/h p.p.

Aangezien het niet bekend is hoeveel personen in de ruimtes zullen werken, wordt er uitgegaan van de m³/m²·h.

4.5.3 Berekening op benodigde koel en verwarmvermogen Om een vergelijking te maken tussen de tien klimaatinstallaties, moeten de systemen toegepast worden op een zelfde ruimte. Om de vergelijking niet te ingewikkeld te maken, wordt er gebruik gemaakt van een eenvoudige ruimte 3,6*5,4*2,7m (b*d*h). Om te verkomen dat een systeem benadeeld wordt bij deze ruimte wordt er een extra vergelijking gemaakt met een grotere ruimte 7,2*7,2*2,7m (b*d*h). Vervolgens zijn er van elke ruimte drie variaties betreft de oriëntaties. Een ruimte op het noorden georiënteerd, omdat deze geen zoninval heeft. Een ruimte op het zuiden georiënteerd, welke juist veel zoninval heeft. Een hoekruimte Kleine ruimte georiënteerd op het Zuidoosten en Zuidwesten, de situatie Hoogte 2,7 m1 waarbij gedurende dag het langst de zon op de gevel Breedte 3,6 m1 schijnt. Om te allen tijde voldoende verwarm en koelcapaciteit te hebben, moeten de berekeningen op de minst gunstige situatie berekend worden. Dit betekend het systeem een piekcapaciteit aan moet kunnen, welke bijna nooit voor zal komen. In de berekening wordt uitgegaan van extreme buitentemperaturen. Bij de warmtebehoefte moet er rekening gehouden worden met opwarmverlies en bij de berekening van de woonruimte worden de externe warmtelast en de interne warmte last niet meegenomen. Bij de kantoorfunctie wordt de interne warmtelast wel meegenomen, omdat deze ook alleen wordt verwarmd indien er mensen aanwezig zijn. Verder wordt er vanuit gegaan dat de aangrenzende ruimtes niet bezet zijn en dus op de minimale temperatuur van 15°C. Onderstaande tabel en figuur geven weer met welke waardes de berekeningen zijn gemaakt. In de bijlage staan alle berekeningen.

Diepte

5,4

m1

vloer oppervlak

19,4

m2

Volume ruimte

52,5

m3

Oppervlakte Dicht deel

6,72

m2

Glasoppervlakte woonruimte

3

m2

Hoogte

2,7

m1

Breedte

7,2

m1

Diepte

7,2

m1

vloer oppervlak

51,8

m2

Volume ruimte

140,0

m3

Oppervlakte Dicht deel

13,4

m2

Glasoppervlakte

6

m2

Warmtedoorgangscoëfficiënten Dicht deel

0,38

W / m2.K

Warmtedoorgangscoëfficiënten raam

1,6

W / m2.K

Grote ruimte

60

4.5.4 Koellast berekening Het verschil bij de koellast berekening tussen de kantoorruimte en woonruimtes, is dat de kantoorruimte een grotere interne warmtelast heeft. Hierdoor wordt de koellast groter. In de tabel staan de warmtelast waarmee berekend is. Bij de kleine en grote woonruimte is er uitgegaan van 2 kantoor personen en 1 apparaat. Interne warmtelast 30 Watt/m2 Er is een vuistregel dat bij gebruik van nachtventilatie de koellast verminderd kan worden met 25 Watt/m². In de woonruimte voorbeeldberekening is te zien dat de interne warmtelast warmtebelasting door 1 persoon 110 Watt vooral het aantal personen een grote invloed heeft op de warmtebelasting door 1 apparaat 100 Watt koellast. Daarbij zorgt de zoninval op het glas voor Warmteelasting door verlichting 5 Watt/m2 warmtebelasting, welke van de ZTA waarde van het glas in samenwerking met de zonwering afhangt.

4.5.5 Warmtebehoefte berekening Het verschil bij de warmtebehoefte berekening tussen de kantoorruimte en woonruimtes, is dat er bij kantoren meer geventileerd wordt. Ventilatieverlies drukt ook het meest op de warmtebehoefte. Indien er sprake is van warmteterugwinning, dan gaat er minder warmte verloren en verlaagt dit tevens de warmtebehoefte. In de voorbeeldberekening is te zien dat het transmissieverlies ook een groot percentage bedraagt van het totale warmteverlies. Waarbij hier rekening mee wordt gehouden dat de aangrenzende ruimtes niet verwarmd zijn. De warmte doorgangscoëfficiënten hebben een grote invloed op het transmissieverlies.

Figuur 4.5-1: voorbeeld berekening van een woonruimte

61

4.5.6 Warmteterugwinning Goed is te zien wat de warmteterugwinning doet met de warmtebehoefte. Aan de hand van de warmtebehoefte berekening bij kantoren blijkt dat gebruik van 60% warmteterugwinning al 30 Watt/m² kan schelen in vergelijking zonder warmteterugwinning. Wat 1/3 tot ½ van de benodigde verwarmcapaciteit kan betekenen. Bij de woonruimte scheelt 60% warmteterugwinning 20 Watt/m² wat al snel een reductie geeft van 1/5 tot ¼ van de benodigde verwarmcapaciteit.

4.5.7 Grootte van de ruimte Wanneer de kleine en grote ruimtes met elkaar worden vergeleken is er een groot verschil te zien tussen de kantoorruimte en woonruimte in de koellast berekening. Dit heeft te maken met de interne warmtelast. Zo is deze voor het kantoor 30 Watt/m². Voor de woonruimte is de interne warmtelast voor een kleine ruimte 22 Watt/m² en voor de grote ruimte 12 Watt/m². Aangezien er vanuit gegaan wordt dat er bij beide woonruimtes twee personen aanwezig zijn.

4.5.8 Uitkomsten Uit de berekeningen komen de onderstaande koellasten en warmtebehoeftes voor de verschillende oriëntaties en ruimtes. Een leuke conclusie is dat de op het noorden georiënteerde ruimte een grotere koellast heeft dan die op het zuiden. Dit komt doordat er bij de zuidgevel gerekend is met buitenzonwering en bij de noordgevel zonder zonwering. Een hoekruimte met beglazing op twee oriëntaties heeft een veel grotere koelbehoefte nodig, doordat de zon een langere periode in de ruimte kan instralen. Kantoren hebben minder vermogen voor verwarmen nodig dan woonruimtes. Dit heeft te maken met de grotere interne warmtelast. Ondanks dat de kantoren een grotere ventilatievoud hebben. Wanneer de warmteterugwinning toegepast worden, wordt ook het verschil in warmtebehoefte groter tussen de kantoor en woonruimtes. Kleine woonruimte

warmtebehoefte

zuid

totale koellast =

272

Watt

noord

totale koellast =

322

Watt

ZO/ZW

totale koellast =

460

Watt

kleine kantoorruimte zuid

totale koellast =

438

Watt

noord ZO/ZW

totale koellast = totale koellast =

488 625

Watt Watt

Grote woonruimte totale koellast =

532

Watt

noord

totale koellast =

633

Watt

ZO/ZW

totale koellast =

1567

Watt

Grote kantoorruimte zuid

totale koellast =

1508

Watt

noord ZO/ZW

totale koellast = totale koellast =

1609 2543

Watt Watt

kantoren hoekruimte

0% WTW

1933

2209 Watt 1613

1889

60% WTW

1461

1737 Watt 983

1259

Watt

70% WTW

1382

1658 Watt 878

1154

Watt

80% WTW

1303

1579 Watt 773

1049

Watt

90% WTW

1225

1501 Watt 668

944

Watt

warmtebehoefte

zuid

woonruimtes Noord/zuid

woonruimtes

Noord/zuid

hoekruimte Watt

kantoren

Noord/zuid

hoekruimte

0% WTW

4493

4934 Watt 4058

Noord/zuid

hoekruimte 4499

Watt

60% WTW

3485

3927 Watt 2378

2819

Watt

70% WTW

3317

3759 Watt 2098

2539

Watt

80% WTW

3149

3591 Watt 1818

2259

Watt

90% WTW

2982

3423 Watt 1538

1979

Watt

Nu de koellast en de warmtebehoefte bekend zijn, kan er voor elke ruimte bepaald worden hoeveel installaties er nodig zijn. Zie onderstaande tabellen:

Figuur 4.5-2:systemen toegepast op de standaard ruimtes (systemen zonder koeling kunnen niet bij de kantoorruimtes gebruikt worden)

62

Figuur 4.5-3: systemen toegepast op de standaard ruimtes

4.5.9 Bepaling op geschiktheid per functie Nu aan de hand van de capaciteit bekend is hoeveel units elk systeem nodig heeft kan er gekeken worden of een systeem beter wel of beter niet toepasbaar is voor een woonruimte en/of kantoorruimte. Wanneer de minder geschikte systemen eruit gehaald worden, kan het verdere onderzoek verder gaan met de beter geschikte systemen.

4.5.9.1

Afvallende systemen voor de woonruimte

- Climasmart en Ademend Raam vallen af, omdat deze een extern verwarmsysteem nodig heeft. Het minimaliseren van het aantal verschillende installaties geeft op het gebied van gebruik, ruimte, onderhoud en kosten de voorkeur. Bovendien heeft de Climasmart geen warmteterugwinning. - De PCM module valt af, aangezien deze vooral ontworpen is om lucht te koelen, wat minder nodig is voor woonruimtes. Bovendien heeft het systeem geen warmteterugwinning, waardoor andere systemen aantrekkelijker zijn om te gebruiken. - De Trox FSL-U-ZAB valt af, omdat deze voor dit voorbeeld een te kleine verwarmcapaciteit heeft vergeleken met de overige systemen. Indien een ruimte beter geïsoleerd is en dus een kleinere warmtebehoefte heeft dan zou dit een goede optie kunnen zijn. - De Jaga Oxygen valt af omdat deze geen directe warmterugwinning systeem heeft.

4.5.9.2

Natuurlijke koeling

Aan de hand van de formule voor de bepaling van het koelvermogen van lucht ( Φk = qv ·ρ · c · Δθ (W) ), Is er berekend hoeveel er in de kantoorruimte geventileerd moet worden om aan het koelvermogen te voldoen. Waarbij voor Δθ 4°C is genomen.

Om de kantoorruimtes natuurlijk te koelen is er een te grote ventilatievoud nodig, waardoor er dan tochtklachten ontstaan. Het gebruik van de Climasmart, Ademend Raam, Oxygen en de ClimaRad kan alleen wanneer er gebruik gemaakt van een extern koelsysteem.

4.5.9.3

Afvallende systemen voor de kantoorruimte

Voor kantoren valt het gebruik van de Climasmart, Ademend Raam, Oxygen en de ClimaRad af omdat deze een extern koelsysteem nodig hebben. Daarnaast hebben de Climasmart en het Ademend Raam een extern verwarmingsysteem nodig. Het minimaliseren van het aantal verschillende installaties geeft op het gebied van gebruik, ruimte, onderhoud en kosten de voorkeur. Hoe meer systemen, des te meer deze ruimte in gebruik nemen. Je bent meer afhankelijk van verschillende installateurs wat meer zal gaan kosten bij aanschaf en onderhoud. De PCM module valt ook af, aangezien deze geen warmteterugwinning heeft. De Trox FSL-U-ZAB kan afvallen omdat deze een kleine verwarmcapaciteit heeft. Indien een ruimte beter geïsoleerd is en dus een kleinere warmtebehoefte heeft dan zou dit een goede optie kunnen zijn. In de berekening van de standaardruimte zijn er meerdere systemen nodig van de Trox, waardoor andere vloer geïntegreerde systemen de voorkeur krijgt.

63

4.5.10 De overige systemen worden toespitst op de case studie: Woonruimte - Trox FSL-B-ZAB - Schûco - Smartbox - PCMeco - climarad Kantoorruimte - Trox FSL-B-ZAB - Schûco - Smartbox - PCMeco

64

5 Case Studie: Transformatie van het RDM kantoorgebouw 5.1 Inleiding Om de overgebleven systemen te toetsen op een kantoorgebouw, is er een zoektocht begonnen naar een kantoorgebouw. Een oud medestudent, Leon van Ooijen, die zijn afstudeerproject in januari heeft afgerond heeft, had als onderwerp de transformatie van het RDM kantoorgebouw. Hierbij is het huidige RDM kantoorgebouw uit 1968 gerenoveerd en getransformeerd. Wat wil zeggen dat de gebouwschil bouwfyisch verbeterd is en dat het kantoorgebouw een multifunctioneel gebouw word, met als functie wonen, werken en horeca. In het afstudeerproject is het ontwerp van de klimaatinstallaties niet meegenomen. Doordat ik zijn afstudeer als case studie kan gebruiken, hoefde ik niet verder op zoek te gaan naar een geschikte kantoorgebouw met de bijbehorende tekeningen. Op de case studie kunnen de systemen toegepast worden, en met elkaar worden vergeleken. Doordat het een renovatieproject is, kan er aangetoond worden of decentrale systemen handig te gebruiken zijn bij renovatie. Door de toepassing van woonruimtes en kantoorruimtes, kunnen de systemen ook op de case studie vergeleken worden en daarbij concluderen of de systemen wel of niet goed te gebruiken zijn voor woonruimtes en kantoorruimtes. Op dit moment is het gebouw niet in gebruik, door de renovatie zal het gebouw weer in trek komen voor bedrijven om de kantoorruimtes te huren. De transformatie zorgt ervoor dat het er verschillende type mensen het gebouw bezoeken en dat het gebouw voor het gebied levendigheid creëert.

5.2 Het RDM kantoorgebouw

Figuur 5.2-1: Huidige situatie

Figuur 5.2-3: Van de bovenkannt gezien

Figuur 5.2-2: Nieuwe situatie

Figuur 5.2.4: Nieuwe situatie Dak + serre

65

Het doel van de transformatie is om het gebouw nieuw leven in te blazen. Dit is gebeurd door er meerdere functies in te plaatsen, welke verschillende type mensen naar zicht toe trekt, waardoor dezen in contact met elkaar komen. De horeca trekt allerlei verschillende mensen uit de omgeving naar zich toe, wat goed is voor het mixen van de mensen. Er zijn drie grote architectonische veranderingen in het gebouw. Er zijn 2 extra verdiepingen bovenop het dak geplaatst, welke te zien zijn in Figuur 5.2.3 en fig. 5.2.4. De twee verdiepingen worden gebruikt voor woonruimtes. Op de noordgevel. Bovenop de 1e extra verdieping zijn de dakterrassen voor de woningen geplaatst. De extra verdiepingen zorgen voor een lichte uiterlijke verandering. Door het terugplaatsen van de woonruimtes, vallen deze minder op wanneer men vlak voor het gebouw staat. Een andere grote verandering is dat er een trappenhuis geplaatst is in het gebouw. Dit verkleint de te gebruiken oppervlak, welke niet verhuurd/verkocht kan worden, maar deze zorgt meer daglicht het gebouw in. Waardoor de kwaliteit van de overige gebruiksruimtes verbeterd wordt. Bovendien zorgt dit trappenhuis voor meer interactie tussen de mensen. Deze twee veranderingen zijn goed te zien in de nieuwe doorsnede. De derde bouwtechnische verandering is de renovatie van de gevels, welke bouwfysisch gezien erg slecht zijn en een en al als een koudebrug werken. De dichte delen krijgen isolatie en de beglazing wordt beter isolerend.

Figuur 5.2-5: Huidige doorsnede

Figuur 5.2-6: nieuwe doorsnede

5.2.1 Functie verandering Diende gebouw eerst alleen als kantoorgebouw, na de transformatie zal er naast kantoorruimte ook ruimte komen voor horeca en woningen.

5.2.2 Belangrijkste bouwkundige veranderingen bij de transformatie - Twee extra verdiepingen bovenop het gebouw geplaatst. - Een glazen serre is bovenop het dak geplaatst. - Er is een atrium ontwikkeld met daarin trappenhuis, welke voor meer lichttoetreding binnen in het gebouw zorgt. - De gevel is gerenoveerd, waarbij de isolatiewaarde van de gevel enorm verhoogd is. - De koudebruggen van de constructie en gevel is onderbroken.

66

5.2.3 Constructie De constructie van het RDM gebouw is van beton. Het stramien van de constructie bedraagt in in de dwarsrichting 8,4 – 5,5 -8,4. In de lengterichting is het stramien 3,7 meter. De constructiebalk in dwars richting heeft een grootte van 400*650mm en de balk langs de gevel is 250*400mm. De enige balken in de ruimte zijn de dwarsbalken. Hier moet rekening mee worden gehouden wanneer de installaties in het ontwerp worden ontworpen.

Figuur 5.2-7: Constructie in 3D

5.2.4 De gevel De gevel in de oude situatie is één grote koudebrug. Er is gebruik gemaakt van enkelglas. Dit glas is zonwerend glas, waardoor er geen gebruik is gemaakt van een buitenzonwering. Het dichte deel is een prefab gevelelement. Er bevindt zich geen isolatie in de gevel. De verwarming zal in de winter voluit aan hebben gestaan om de koude tegen te gaan. In de figuren hiernaast, staat links het oude detail en rechts het gerenoveerde detail. In het gerenoveerde detail is aan de buitenkant van het bestaande prefab betonnen gevelelement een isolatielaag met een gevelafwerking aan toegevoegd. De gevelafwerking is een add-on principe. Deze kan zonnecelbeplating, “groene” gevel of een keramiek afwerking zijn.

Figuur 5.2-8: Stramien

Ook aan de binnenkant is extra isolatie toegevoegd. Er is gebruik gemaakt van HR++glas Waardoor de thermische weerstand flink verbeterd is. Er is een verhoogde vloer gecreëerd, waardoor het zicht naar buiten vergemakkelijkt wordt. Daarbij kan in de verhoogde vloer gebruik worden gemaakt om leidingen weg te werken. Bovendien onderbreekt deze vloer het contactgeluid in verband met de akoestiek.

Figuur 5.2-9: oud detail

Figuur 5.2-10: nieuw detail

67

5.3 Verdiepingen en de ruimtes Bij de plattegronden is de ruimte linksboven ruimte 1, Vervolgens volgt de ruimtenummer met de klok mee

Figuur 5.3-1: Doorsnede

5.3.1 : -1 verdieping vloeroppervlak Installatieruimte Horeca ruimte Verdiepingshoogte

500m² 300m² 3 meter.

Figuur 5.3-1: verdieping -1

5.3.2 : Beganegrond Vloeroppervlak Kantoorruimte Horeca ruimte Verdiepingshoogte

360m² 254m² 4,5m

Figuur 5.3-2: Beganegrond

68

5.3.3 : 1e verdieping Vloeroppervlak; Kantoorruimte Woonruimte1 Woonruimte2 Woonruimte3 Horeca ruimte Verdiepingshoogte

195m² 80m² 110m² 95m² 280m² 3,1m

Figuur 5.3-3: 1e verdieping

5.3.4 : 2e verdieping Vloeroppervlak Kantoorruimte1 Kantoorruimte2 Woonruimte1 Woonruimte2 Woonruimte3 Verdiepingshoogte

200m² 280m² 85m² (linker) 90m² 95m² (rechter) 3,1m

Figuur 5.3-4:2e verdieping

5.3.5 : 3e verdieping Vloeroppervlak Woonruimte1 155m² (links met de klok mee) Woonruimte2 95m² Woonruimte3 95m² Woonruimte4 95m² Woonruimte5 85m² Woonruimte6 90m² Woonruimte7 115m² Verdiepingshoogte

3,1m

Figuur 5.3-5: 3e verdieping

5.3.6 : 4e verdieping Vloeroppervlak Woonruimte1 155m² (links) Woonruimte2 120m² Woonruimte3 100m² Woonruimte4 95m² Woonruimte5 85m² Woonruimte6 90m² Woonruimte7 90m² (met de klok mee) Verdiepingshoogte 3,1m

Figuur 5.3-6: 4e verdieping

69

5.3.7 : 5e verdieping Vloeroppervlak Woonruimte1 Woonruimte2 Woonruimte3 Woonruimte4 Woonruimte5 Woonruimte6 Woonruimte7 Woonruimte8 Verdiepingshoogte

55m² (linksboven) 60m² 45m² 25m² 45m² 40m² 40m² 50m²(linksonder) 2,6m

Figuur 5.3-7: 5e verdieping

5.3.8 : 6e verdieping Bovenverdieping van de woonruimtes van verdieping 5

Vloeroppervlak Woonruimte1 - (linksboven) Woonruimte2 Woonruimte3 Woonruimte4 Woonruimte5 30m² Woonruimte6 30m² Woonruimte7 30m² Woonruimte8 40m²(linksonder) Verdiepingshoogte

3,1 meter

-

Figuur 5.3-8: 6e verdieping

70

5.4 De decentrale klimaatsystemen toepassen op het RDM gebouw 5.4.1 Inleiding Het getransformeerde RDM gebouw heeft verschillende functies. Er is een grote horeca ruimte verdeeld over de eerste twee verdiepingen. Er zijn vier kantoorruimtes verspreid over drie verdiepingen. Er zijn 25 woonruimtes verspreid over vijf verdiepingen. Omdat het aantal verschillende woonruimtes en kantoorruimte te veel is om deze allen te berekenen, worden er een aantal interessante ruimtes eruit gehaald. Voor deze ruimtes wordt berekend hoeveel units er per type decentraal systeem nodig zijn, aan de hand van de benodigde ventilatie, verwarm- en koelcapaciteit. Deze verschilt per functie, een kantoorruimte heeft een grotere interne warmtelast dan een woonruimte en moet meer geventileerd worden, waardoor er verschillende capaciteiten nodig zijn. Ook verschilt het in het type kantoorruimte. Indien de kantoorruimte als een cellenkantoor gebruikt worden dan voldoet een ventilatiecapaciteit van 5m³/m²/h. Indien het als kantoortuin gebruikt wordt, dan moet deze met 10m³/m²/h geventileerd worden. Een vergaderruimte moet met 20m³/m²/h geventileerd worden. Aangezien de kantoorruimtes verhuurd worden is het niet duidelijk hoe de ruimtes gebruikt worden. De berekening op de verschillende mogelijkheden geven meer duidelijkheid hoeveel installaties er nodig zijn per type kantoorruimte. Door deze berekeningen is dan ook vast te stellen voor welke type kantoor een systeem beter geschikt is.

5.4.2 Kantoorruimte Beganegrond

Figuur 5.4-1: kantoortuin

5.4.2.1

Kenmerkende eigenschappen

4,5 meter hoog Totaal 360 m² vloeroppervlak 1 cellenkantoor 25m²

5.4.2.2

Figuur 5.4-2: ruimte verdeeld in 12 cellenkantoren en 1 centrale ruimte

Centrale ruimte 40m² Buitengevel op het Noorden, Zuiden en Westen

Benodigde capaciteit berekening

De kantoorruimte kan voor verschillend type ruimtes gebruikt worden. Bijvoorbeeld de ruimte als één grote kantoortuin. Een andere mogelijkheid is om de ruimte te verdelen in zes cellenkantoren en een centrale ruimte die als vergaderruimte gebruikt kan worden. Beide hebben verschillende eisen op het gebied van ventilatie. De kantoortuin heeft een ventilatiecapaciteit nodig van 360m²·10 = 3600 m³/h en de cellenkantoren met de centrale ruimte 2304 m³/h. De kantoorruimtes worden berekend op de benodigde warmtebehoefte en koelbehoefte. Ook in deze berekening wordt er uitgegaan van extreme temperaturen, -10°C in de winter en 30°C in de zomer. Hoewel deze temperaturen niet vaak voor komen, moeten de installaties toch berekend zijn op deze temperaturen, omdat de binnenklimaat ten alle tijden voldoende moet zijn. Ventilatie 1 kantoortuin 3600 m³/h 1 cellenkantoor (CK) 126 m³/h 1 centrale ruimte (CR) 792 m³/h 12 cellenkantoren + 1 centrale ruimte 2304 m³/h

De onderstaande tabellen geven de uitkomsten voor de kantoorruimte van de Begane grond. Hieruit is te zien dat de kantoortuin een grotere ventilatie- en verwarmcapaciteit nodig heeft dan de cellenkantoren met centrale ruimte, beiden 50%.. Echter voldoet de kantoortuin met een kleinere koelcapaciteit, ook 50%. In deze berekening is het effect van de warmteterugwinning duidelijk te zien. 60% WTW bezorgt bijna de helft aan benodigde warmtebehoefte. Voor de koellastberekening is de WTW niet meegenomen. Wanneer het buiten warmer is dan binnen, dan zou de WTW aangezet kunnen worden, wat leidt tot het terugwinnen van de koude. Hiermee kan het koelvermogen verlaagd worden. In de koellastberekening wordt er uitgegaan van een buitentemperatuur van 30°C en een binnentemperatuur van 25°C. Uit het literatuuronderzoek van thermisch comfort blijkt dat er 20 uur per jaar de grens van 28°C overschreden mag worden. Indien de temperatuur individueel regelbaar is, dan wordt die eis nog soepeler. Dit betekend dat het berekende benodigde koelvermogen aan de hoge kant is. Warmtebehoefte incl interne warmtelast

kantoortuin

0% WTW 60% WTW 70% WTW 80% WTW 90% WTW * zoninval niet meegenomen Koellast kantoortuin 12 CK + 1 CR 1 cellenkantoor centrale ruimte

45336 23952 20388 16824 13260

= = = =

Watt Watt Watt Watt Watt

12 CK + 1 CR

1 CK Noord

1 CK Zuid

centrale ruimte

29693 16481 14275 12076 9876

Watt Watt Watt Watt Watt

2006 Watt 1236 Watt 1107 Watt 979 Watt 851 Watt

1613 983 878 773 668

7979 3167 2365 1564 762

6909 11010 868 594

Watt Watt Watt Watt

Watt Watt Watt Watt Watt

Watt Watt Watt Watt Watt

72

5.4.2.3

Benodigd aantal units per systeem berekening

Figuur 5.4-3: benodigde aantal units per systeem voor kantoortuin en cellenkantoor+centrale ruimte

In figuur 5.4.4 staat het aantal units, dat nodig is voor elk type systeem. Bij de kantoortuin en vergaderruimte (centrale ruimte) is de ventilatiecapaciteit de maatgevende factor. Waardoor de systemen met grotere ventilatiecapaciteiten aantrekkelijker zijn. Bij het cellenkantoor is de koeling maatgevend. Echter is in de berekening niet meegenomen dat het warmer mag zijn dan de gebruikte 25°C en dus de benodigde koelcapaciteit iets lager mag zijn. Bij de Trox en de PCMeco zijn er bij de kantoortuin meer units nodig dan bij de cellenkantoren, doordat de ventilatiecapaciteit beperkt is vergeleken met de overige 2 systemen. De Schûco is voordeliger bij de kantoortuin doordat het koelvermogen te klein is voor de cellenkantoor. De smartbox is bij beiden goed te gebruiken, het aantal units verschilt nauwelijks, waardoor deze bij gebruik erg flexibel is voor functie verandering.

5.4.2.4

Plaatsing aan de gevel

De lengte van de buitengevel aan de zuid en noord kant is 22,5m. De westgevel is 15m¹. Bij elkaar geeft dit 60m¹ gevel, welke gebruikt kan worden om de decentrale systemen op aan te sluiten, de constructie en de hoeken zorgen ervoor dat de 60m¹ niet geheel gebruikt kan worden. De meeste units zijn niet breder dan 1,2 meter, dus de 29 units hebben ongeveer 35m¹ buitengevel nodig. Tussen de kolommen is er een ruimte van 7m. Voor de flexibiliteit van de ruimte moet de ruimte ook in te delen zijn met cellenkantoren. De ruimte tussen de kolommen wordt verdeeld in twee stukken van 3425mm. Indien het systeem minder breed is dan 1100mm, dan kunnen er drie installaties er tussen geplaatst worden. Indien er 1 installatie nodig is, dan moet deze wel zo geplaatst worden dat er eventueel later nog twee installaties bij gezet kunnen worden, dit vergroot de flexibiliteit indien er een verandering van functie is. Wanneer het systeem breder dan 1150mm is, dan kunnen er 2 installaties tussen de kolommen geplaatst worden. Hierbij moet dan wel rekening gehouden worden dat de installaties niet in het midden geplaatst worden. Wanneer er 29 installatie units nodig zijn en er 4 installaties tussen de kolommen geplaatst kunnen worden, dan zorgt dit dat er aan de noord en zuidgevel 12 units geplaatst kan worden. Aan de westgevel kunnen de overige 5 units geplaatst worden.

Figuur 5.4-4: plaatsing van units aan de gevel

73

5.4.2.5

Plaatsing van de decentrale klimaatinstallaties

Indien de kantoorruimte onderverdeeld word in 12 cellenkantoren en 1 vergaderruimte dan zijn er 19 installaties nodig. (uitgaande dat de PCMeco gebruikt wordt) Deze installaties kunnen verdeeld worden over de gevels. Voor de binnenste ruimte worden de installaties ook daar geplaatst. Daarom moeten er ventilatieleidingen lopen naar de gevel toe zoals bij Figuur 5.4-5 ook toegepast wordt. Wanneer de kantoorruimte als een kantoortuin gebruikt wordt, dan zijn er 29 installaties nodig. Er zijn ruim genoeg plaatsen waar deze aan de gevel neergezet kunnen worden.

Figuur 5.4-5: principe die wordt gebruikt om de binnenste ruimte te ventileren

74

5.4.3 Kantoorruimte 2e verdieping

5.4.3.1

Kenmerkende eigenschappen

3,3 meter hoog Totaal 280 m² vloeroppervlak Buitengevel op het Noorden, Zuiden en Oosten Voor deze kantoorruimte zijn er drie variaties gemaakt - Cellenkantoor bestaande uit 8 cellenkantoren van 26m² - Kantoortuin met een grootte van 280 m². - Vergaderruimte met een grootte van 280 m²

5.4.3.2

Benodigde capaciteit berekening

De kantoortuin heeft een ventilatiecapaciteit nodig van 280m²·10 = 2800 m³/h en de 8 cellenkantoren 1020 m³/h. De kantoorruimtes worden berekend op de benodigde warmtebehoefte en koelbehoefte. Ook in deze berekening wordt er uitgegaan van extreme temperaturen, -10°C in de winter en 30°C in de zomer. Hoewel deze temperaturen niet vaak voor komen, moeten de installaties toch berekend zijn op deze temperaturen, omdat het binnenklimaat te allen tijde voldoende moet zijn. Ventilatie 8x cellenkantoor (CK) 5x Noord 3x Oost 1020 m³/h 1 kantoortuin 2800 m³/h 1 vergaer ruimte (VR) 5600 m³/h De onderstaande tabellen geven de uitkomsten voor de benodigde koel en verwarm vermogen. Hieruit is te zien dat de kantoortuin een grotere ventilatie- en verwarmcapaciteit nodig heeft dan de cellenkantoren met centrale ruimte, beiden 50%.. Echter voldoet de kantoortuin met een kleinere koelcapaciteit, ook 50%. In deze berekening is het effect van de warmteterugwinning duidelijk te zien. 60% WTW bezorgt bijna de helft aan benodigde warmtebehoefte. Voor de koellastberekening is de WTW niet meegenomen. Wanneer het buiten warmer is dan binnen, dan zou de WTW aangezet kunnen worden, wat leidt tot het terugwinnen van de koude. Hiermee kan het koelvermogen verlaagd worden. In de koellastberekening wordt er uitgegaan van een buitentemperatuur van 30°C en een binnentemperatuur van 25°C. Uit het literatuuronderzoek van thermisch comfort blijkt dat er 20 uur per jaar de grens van 28°C overschreden mag worden. Indien de temperatuur individueel regelbaar is, dan wordt die eis nog soepeler. Dit betekend dat het berekende benodigde koelvermogen aan de hoge kant is.

Warmtebehoefte

75

incl interne warmtelast kantoortuin 0% WTW 34946 Watt 60% WTW 18314 Watt 70% WTW 15542 Watt 80% WTW 12770 Watt 90% WTW 9998 Watt * zoninval niet meegenomen Koellast kantoortuin = 8 Cellenkantoren = Vergaderruimte =

5.4.3.3

8 x CK 84380 42716 35768 28826 21884

Watt Watt Watt Watt Watt

vergader ruimte 62666 Watt 29402 Watt 23858 Watt 18314 Watt 12770 Watt

1 CK Noord 2006 Watt 1236 Watt 1107 Watt 979 Watt 851 Watt

1 CK Oost 1613 Watt 983 Watt 878 Watt 773 Watt 668 Watt

8228 Watt 7337 Watt 9628 Watt

Benodigd aantal units per systeem berekening

In figuur 5.4.7 staat het aantal units, dat nodig is voor elk type systeem. Bij de kantoortuin en vergaderruimte is de ventilatiecapaciteit de maatgevende factor. Waardoor de systemen met grotere ventilatiecapaciteiten aantrekkelijker zijn. Bij het cellenkantoor is de koeling maatgevend. Echter is in de berekening niet meegenomen dat het warmer mag zijn dan de gebruikte 25°C en dus de benodigde koelcapaciteit iets lager mag zijn. Alle systemen hebben bij gebruik van het type cellenkantoren de minste units nodig om aan het binnenklimaat te voldoen. De kantoorruimtes hebben meer units nodig, dit heeft met de benodigde ventilatiecapaciteit te maken. De vergaderruimtes vergen de meest aantal units, wat ook te maken heeft met de benodigde ventilatiecapaciteit. De smartbox is, door de grote ventilatie en koelcapaciteit, het beste te gebruiken bij kantoortuinen en vergaderruimtes. Met de smartbox kan het aantal benodigde units de helft minder zijn dan wanneer men gebruik maakt van de Trox of PCMeco. De PCMeco kan ook goed gebruikt worden bij het cellenkantoor, aangezien één unit per kantoor voldoet.

Figuur 5.4-6: berekening voor het aantal units per systeem

76

5.4.3.4

Plaatsing aan de gevel

De lengte van de buitengevel aan noord kant is 22,5m¹. De Oostgevel is 21m¹. De zuidgevel is 7m¹. Bij elkaar geeft dit 50m¹ gevel, welke gebruikt kan worden om de decentrale systemen op aan te sluiten, de constructie en de hoeken zorgen ervoor dat de 50m¹ niet geheel voor de installaties gebruikt kan worden. De meeste units zijn niet breder dan 1,2 meter, dus de 29 units hebben ongeveer 35m¹ buitengevel nodig. Echter hangt het ervan af of de units in het stramien passen. Bij de kantoorruimte van de 2e verdieping zit er tussen de kolommen een ruimte van 3450mm. Indien het systeem minder breed is dan 1150mm, dan kunnen er drie installaties geplaatst worden. Indien er 1 installatie nodig is, dan moet deze wel zo geplaatst worden dat er eventueel later nog twee installaties bij gezet kunnen worden, dit vergroot de flexibiliteit indien er een verandering van functie is. Wanneer het systeem breder dan 1150mm is, dan kunnen er 2 installaties tussen de kolommen geplaatst worden. Hierbij moet dan wel rekening gehouden worden dat de installaties niet in het midden geplaatst worden. Wanneer er 23 installatie units nodig zijn en er 2 installaties tussen de kolommen geplaatst kunnen worden, dan zorgt dit dat er aan de noordgevel 10 units geplaatst kunnen worden. Aan de zuidgevel 4 units. De overige 9 units kunnen aan de oostgevel geplaatst worden, aangezien hier het stramien 7,2-5,5-7,2 is.

Figuur 5.4-7: inplaatsing van de unit aan de gevel

77

5.4.4 Woonruimte type 1 5.4.4.1

Kenmerkende eigenschappen

3,3 meter hoog Totaal 100 m² vloeroppervlak Buitengevel op het Noorden of het Zuiden

5.4.4.2

Benodigde capaciteit berekening

De benodigde ventilatiecapaciteit is 330 m³/h. (0,9dm³/m²). Bij de benodigde verwarmcapaciteit heeft de warmteterugwinning een groot effect. Doordat de ventilatievoud kleiner is dan bij de kantoren is het verschil minder groot. De benodigde koellast van 1155 Watt is betrekkelijk aangezien voor woningen het niet nodig is om mechanische koeling te gebruiken. Natuurlijke ventilatie voldoet over het algemeen. Daarbij komt dat bij warme buitentemperaturen de WTW koelte van de afvoerende lucht kan terugwinnen. Waardoor de koellast kleiner zou zijn. Bovendien is de adaptatie bij woonruimtes groter, doordat men zelf invloed kan hebben op de temperatuur. De ramen en eventueel de buitendeuren kunnen open gezet worden.

Figuur 5.4-8: woonruimte type 1

Warmtebehoefte 0% WTW

8750

Watt

60% WTW

6754

Watt

70% WTW

6422

Watt

80% WTW

6089

Watt

90% WTW

5756

Watt

1155

Watt

Exclusief Interne warmtelast Exclusief zoninstraling

totale koellast =

5.4.4.3

Benodigd aantal units per systeem berekening

Doordat natuurlijke koeling afdoende is, kan de Climarad in woonruimtes toegepast worden. Doordat de ventilatie eis ten behoeve van woonruimtes kleiner zijn, is de ventilatiecapaciteit in geen geval maatgevend. De maatgevende factor is de verwarmcapaciteit. Deze is het hoogst bij de Schûco en vrijwel gelijk met de Trox en de PCMeco. De smartbox heeft echter een kleine verwarmcapaciteit. In deze berekening is er voor een ClimaRad gekozen met een verwarmcapaciteit van 1400 Watt. Maar voor de Climarad kunnen ook andere types gekozen worden met een vermogen tot wel 4700 watt. Wat zou betekenen dat er de climarad met 3 units zal voldoen. Door het kleine verwarmvermogen zijn er met de Smartbox 5 units nodig. De overige systemen voldoen met 4 units.

Figuur 5.4-9: benodigde units per systeem

78

5.4.4.4

Plaatsing van de decentrale klimaatinstallaties

Volgens de berekening, waar de gehele woonruimte als een ruimte is berekend, zijn er drie a vier units nodig om te voldoen aan de ventilatie en verwarming. Aangezien de woonruimte in meerdere kamers wordt verdeeld en deze kamers een eigen installatie nodig hebben, worden er voor woonruimte1 vijf installaties toegepast. De woonkamer heeft namelijk al twee installaties nodig om aan de ventilatie en verwarmcapaciteit te voldoen. De slaapkamers hebben er ieder één nodig om de koudeval tegen te gaan en te ventileren. Voor de badkamer is de verwarming minder van belang, maar deze ruimte moet goed geventileerd worden.

Figuur 5.4-10: plaatsing van de units voor deze indeling

Er kan ook gekozen worden, voor een hybride concept. Aangezien de temperatuur voor slaapkamers van minder belang is. De gebruiker prefereert vaak een koele slaapkamer. De warmteterugwinning is in dat geval van minder belang. Echter uit het oogpunt van energie zuinig ventileren wordt er toch voor een geheel decentraal concept gekozen. Bovendien blijft de woonruimte flexibel indeelbaar en blijft flexibeler voor een eventuele functieverandering.

Figuur 5.4-11: Plaatsing van de units bij een hybride concept

79

5.4.5 Woonruimte type 2 5.4.5.1

Kenmerkende eigenschappen

3,3 meter hoog Totaal 151 m² vloeroppervlak Buitengevel op het Noorden of het Zuiden

5.4.5.2

Benodigde capaciteit berekening

De benodigde ventilatiecapaciteit is 490 m³/h. (0,9dm³/m²). Bij de benodigde verwarmcapaciteit heeft de warmteterugwinning een groot effect. Doordat de ventilatievoud kleiner is dan bij de kantoren is het verschil minder groot. De benodigde koellast van 2134 Watt is betrekkelijk aangezien voor woningen het niet nodig is om mechanische koeling te gebruiken. Natuurlijke ventilatie voldoet over het algemeen. Daarbij komt dat bij warme buitentemperaturen de WTW koelte van de afvoerende lucht kan terugwinnen. Waardoor de koellast kleiner zou zijn. Bovendien is de adaptatie bij woonruimtes groter, doordat men zelf invloed kan hebben op temperatuur. De ramen en eventueel de buitendeuren kunnen open gezet worden. Warmtebehoefte

5.4.5.3

0% WTW

12846

Watt

60% WTW

9856

Watt

70% WTW

9358

Watt

80% WTW

8860

Watt

90% WTW

8361

Watt

Exclusief Interne warmtelast Exclusief zoninstraling totale koellast = 2134

Watt

de Figuur 5.4-12: woonruimte type 2

Benodigd aantal units per systeem berekening

Door de kleine ventilatievoud, is de ventilatiecapaciteit in geen geval maatgevend. De maatgevende factor is de verwarmcapaciteit. Deze is het hoogst bij de ClimaRad, waar gekozen kan worden voor type radiatoren tot 4700 Watt. De smartbox heeft echter een kleine verwarmcapaciteit en heeft beduidend meer units nodig. De ClimaRad voldoet met 4 units, de smartbox heeft er 8 nodig.

Figuur 5.4-13: benodigde aantal units per systeem blauw is maatgevende factor

80

5.4.6 Energieberekening met CAPSOL 5.4.6.1

Inleiding

CAPSOL is een computerprogramma voor het berekenen van het thermisch-dynamisch gedrag van een ruimte aan de hand van warmtestromen. Het gewenst temperatuurverloop, zonbelasting, intern geproduceerde warmte, ventilatievoud, gebouw oriëntatie en de buitentemperatuur zijn randvoorwaarden die bepaald moeten zijn. Daarbij moeten de bouwfysische eigenschappen van de gevels, vloeren en wanden aangegeven zijn, welke van invloed zijn op de warmtestromen. Indien de gevel een groot percentage glas heeft, betekend dit dat er een grotere, van de zon afkomstige straling, warmtestroom het vertrek in kan komen, dan bij een gevel met een klein percentage glas. Hoe lager de warmtedoorgangcoëfficiënt van de gevel, des te kleiner de warmtestroom bij transmissie zal zijn. Of een warmtestroom gewenst is, hangt af van de situatie. In de winter is een koude warmtestroom, door bijvoorbeeld ventilatie, niet gewenst, maar een warme warmtestroom door de zoninstraling zou wel gewenst kunnen zijn. Echter is de warmtestroom door de zoninstraling in de zomer vaak ongewenst en is een koudestroom via ventilatie gewenst. Met CAPSOL kan er op deze manier het verloop van de binnentemperatuur berekend worden. Indien de temperaturen te hoog zijn in de zomersituatie kan het ventilatievoud vergroot worden of er kan gebruik gemaakt worden van een koelsysteem. In de wintersituatie kan een verwarmingsysteem gebruikt worden om de temperatuur te verhogen. In het programma is voor elk tijdstip de gewenste welke temperatuur en hoeveelheid ventilatie in te stellen. Ook kan het tijdstip ingesteld worden, wanneer er een verwarm of koelsysteem aangezet moet worden. Aangezien het ongewenst is om in de nacht, wanneer de ruimte niet gebruikt wordt, de ruimte tot 20°C te blijven verwarmen. Op deze manier zal de computerberekening een realistischere benadering vergeven op de werkelijkheid. Uit CAPSOL kan er voor allerlei verschillende ruimtes het minimum, maximum en gemiddelde temperatuur over een aantal uren, dagen, weken of maanden berekend worden. Als buitentemperatuur kan gebruik gemaakt worden van, door weerinstituten gemeten, jaarlijkse waardes. Zo kan de buiten temperatuurverloop, welke de Bilt over een jaar lang gemeten heeft, gebruikt worden. Naast het temperatuurverloop, kan ook de zoninval en de diffuse lichtinval meebrekend worden, omdat deze een grote rol spelen in het verloop van de warmtestromen. Naast de temperaturen kan CAPSOL ook de energie van de warmtestromen meten. Indien er gebruik gemaakt is van een “heating power” of “cooling power” kan de energieafgifte van deze systemen ook berekend worden. Zodoende kan men over een week, maand of jaar de hoeveelheid energie berekenen die een ruimte nodig heeft om aan de gewenste binnentemperaturen te voldoen. CAPSOL kan ook bijhouden hoeveel uur een bepaalde temperatuur wordt overschreden. Hiermee kan vergeleken worden of de ruimte voldoet aan het thermisch comfort. Waarin staat dat de 26°C 100 uur en de 28°C 20 uur mag worden overschreden.

5.4.6.2

De onvolmaaktheden in CAPSOL

Het programma CAPSOL heeft een aantal gebreken. Zo kan het percentage van de warmteterugwinning niet worden ingevoerd. Aangezien WTW een groot effect kan hebben op de energievraag en de decentrale systemen verschillende percentages WTW hebben is dit van groot belang bij mijn berekening. Wat ik gedaan heb in mijn berekening is dat ik het percentage van de WTW in de wintersituatie mee heb genomen in de grootte van de ventilatie. De WTW heeft immers alleen invloed op het energieverlies bij de ventilatie. Wanneer een ruimte een ventilatievoud van 1 nodig heeft en deze een infiltratievoud van 0,2 zal hebben, dan moet er in CAPSOL een ventilatievoud van 1,2 ingevuld worden. Indien de ventilatie met een WTW-unit met een efficiëntie van 60% geventileerd wordt, dan wordt er in CAPSOL een ventilatievoud van 0,6 (0,4 ventilatie + 0,2 infiltratie) ingevuld. Heeft een ruimte een ventilatievoud van 3, dan wordt er in CAPSOL een ventilatievoud van 1,4 (1,2 ventilatie + 0,2 infiltratie) ingevuld. Voor de zomersituatie zou de in te vullen ventilatievoud dan vergroot worden, echter gaat dit alleen op indien de buitentemperatuur hoger is dan de binnentemperatuur. Omdat dit gedurende dag alleen voor kan komen op de middag en de berekening over de gehele dag moet worden berekend, is deze truc niet te gebruiken in de zomersituatie. Het is lastig om een berekening over de gehele jaar te maken. Wanneer de energie voor verwarmen berekend moet worden voor de maand december en juli, zal deze geen problemen geven. Aangezien er in Juli niet verwarmd hoeft te worden en in december niet gekoeld hoeft te worden. De maanden in het voorjaar en najaar geven meer problemen. In september kan het zo zijn dat er dagen bij zijn dat er gekoeld moet worden en dagen dat er verwarmd moet worden. Echter zal CAPSOL een ruimte in de ochtend verwarmen wanneer de temperatuur te laag is en wanneer de zon die dag schijnt, zal CAPSOL de ruimte in de middag kunnen koelen. Dit is kostbare energie verlies. In de praktijk zal men de ruimte in de ochtend (bijna) niet verwarmen en in de middag de ruimte niet koelen, echter zal dit van de situatie afhangen, maar het geeft wel aan dat de uitkomsten goed vergeleken moet worden met de verwachting. Een ander gebrek is, dat men in de zomer gebruik wil maken van nachtventilatie om de ruimte te koelen. In de winter is dit niet gewenst. Uit deze redenen worden de zomersituatie en wintersituatie apart berekend.

81

Een ander situatie welke niet mee kan worden in de CAPSOL berekening is, wanneer een ruimte gedurende de dag een aantal uur niet gebruikt wordt, dan hoeft deze ook minder geklimatiseerd te worden. In dat geval hoeft er niet geventileerd worden, waardoor in de winter er dus ook minder verwarmd hoeft te worden en het niet erg is als de temperatuur iets zou gaan zakken. In de zomer is het slimmer om de ventilatie aan te laten, aangezien de ruimte dan niet onnodig opwarmt.

5.4.6.3

De gewenste gegevens verkrijgen uit CAPSOL

Met CAPSOL worden de gemiddelde, minimale en maximale temperaturen gedurende de week berekend. Met de gemiddelde temperatuur kan gekeken worden of de ruimtes gemiddeld een aangename temperatuur hebben. De minimale temperatuur geeft aan of de temperatuur op een tijdstip te koud is. De maximale temperaturen worden vergeleken met het thermisch comfort. De energie die nodig is om de ruimte te verwarmen in de wintersituatie en te koelen in de zomersituatie.

5.4.6.4

Invoer in CAPSOL

De ruimtes kantoortuin1, kantoortuin 2, woonruimte 1 en woonruimte 2 worden berekend met CAPSOL. Daarbij worden voor de kantoorruimtes ook de oude situatie berekend. De oude situatie gaat uit van de oude details met een hogere doorgangscoëfficiënt en de situatie zonder warmteterugwinning. De minimale benodigde ventilatie, verwarm en koelcapaciteit zijn reeds al berekend. Deze gegevens worden toegepast in CAPSOL. Voor de externe warmtelast zijn de waardes van een standaard jaar gebruikt, gemeten vanuit De Bilt. Er zou ook gebruik gemaakt kunnen worden van een jaar met een extreem warme zomer of een extreem koude winter. Aangezien er hier een gemiddeld jaarverbruik berekend wordt voldoet de standaard meetwaardes. Ventilatie Kantoorruimtes die worden geventileerd met de desbetreffende ventilatie en infiltratievoud tussen 8:00 – 18:00, daarbuiten treed er alleen infiltratie op. In de zomersituatie wordt er, indien nodig, ook ’s nachts geventileerd, zodat de ruimte extra gekoeld wordt. Woonruimtes die worden geventileerd met de desbetreffende ventilatie en infiltratievoud tussen 18:00 – 8:00, daarbuiten treed er alleen infiltratie op. In de zomersituatie wordt er gedurende de dag geventileerd voor de natuurlijke koeling. Doordat CAPSOL niet met WTW kan rekenen zijn zoals uitgelegd bij paragraaf 5.4.6.2 wordt de ventilatievoud voor de systemen veranderd. Nachtventilatie Door de ruimte de gehele nacht door te ventileren, worden ruimtes gekoeld. Wat in de zomer gewenst en in de winter ongewenst kan zijn. Men zal nachtventilatie alleen toepassen in de zomermaanden. Doordat de infiltratie ook in de nacht optreedt, zal de nachtventilatie minimaal 0,2 voud zijn en voor een zomernacht zal de ventilatievoud hetzelfde als de totale ventilatievoud van die middag zijn. Warmteterugwinning Het percentage WTW refereert naar de decentrale systemen. Ook al zijn een aantal systemen al afgevallen, het is evengoed interessant om te zien hoeveel energie deze systemen zouden verbruiken. Er is hier gekozen voor 55% aangezien de vertegenwoordigers het percentage tussen 0% 55% 80% 90% de 50 en 60 meldde. De 60% zal gehaald worden bij (hecycop) Trox ClimaRad Smartbox lage ventilatiecapaciteit, dus 55% is een betere waarde (PCM module) PCMeco (ademend raam) om te gebruiken. (Jaga oxygen) Schûco Interne warmtelast De kantoorruimtes hebben tussen 8:30 en 18:00 een interne warmtelast van 30Watt/m². Daarbuiten is er geen interne warmtelast. De woonruimtes hebben tussen 18:00 en 22:00 meer interne warmtelast dan gedurende de rest van de dag. (bijvoorbeeld 1000Watt om 400Watt). Kantoortuin 1 vermogen ventilatievoud winter 0% 45000 verwarmen 2,4 55% 25000 verwarmen 1,4 80% 17000 verwarmen 0,7 90% 14000 verwarmen 0,4 7000 koelen 2,4 zomer

82

kantoortuin 2 winter 0% 55% 80% 90% zomer

vermogen 35000 19000 13000 10000 8000

verwarmen verwarmen verwarmen verwarmen koelen

ventilatievoud 3,2 1,65 0,8 0,5 3,2

Woonruimte 1 vermogen winter 0% 8750 55% 6800 80% 5100 90% 5800

verwarmen verwarmen verwarmen verwarmen

ventilatievoud 1,2 0,65 0,4 0,3

Woonruimte 2 vermogen winter 0% 13000 55% 9900 80% 8900 90% 8400

verwarmen verwarmen verwarmen verwarmen

ventilatievoud 1,2 0,65 0,4 0,3

83

5.4.6.5

Uitkomsten

Voor de kantoren zijn de uitkomsten gemeten gedurende de werkdag dus tussen 8:00 en 18:00 uur. Buiten deze uren hoeft de ruimte niet of nauwelijks geklimatiseerd worden. Hieronder is één berekening als voorbeeld te zien. RDM gebouw 1: 2: 3: 4: 5: 6: 7:

Mei

Juni

Juli

augustus

september

Kantoortuin zomer Met nachtventilatie temperature [°C], in Buiten mean per passed week within 08-18h temperature [°C], in Binnen mean per passed week within 08-18h temperature [°C], in Binnen min per passed week within 08-18h temperature [°C], in Binnen max per passed week within 08-18h Q-action [W], in Binnen integral [*h] per passed month within 08-18h temperature [°C], in Binnen durat > 26 per passed month within 08-18h temperature [°C], in Binnen durat > 28 per passed month within 08-18h 1: 2: 3: 4: 5: 6: 7: 12,17 15,22 10,15 18,34 11,03 14,93 11,51 16,77 15,58 17,29 10,95 21,49 16,94 19,68 14,93 23,46 0 0 0 13,69 18,43 14,15 20,97 18,36 19,93 14,3 24,87 21,7 23,53 19,32 25,05 17,83 21,59 17,24 23,8 -110789,2 0 0 20,85 22,13 17,19 26,89 21,6 24,14 19,49 27 19,21 22,7 19,1 24,67 16,98 21,4 17,75 23,08 16,62 20,43 16,93 23,13 -256691,5 8,7 0 18,33 21,34 16,98 23,21 17,58 21,08 16,87 23,49 21,02 23,24 18,57 25,13 19,8 22,41 17,93 24,87 -57349 0 0 18,83 21,82 17,32 25,04 17,65 20,92 15,14 23,25 16,41 19,93 14,29 22,77 15,58 18,07 13,43 20,93 0 0 0 totaal= -424829,7 Wh Koelen

In deze berekening is te zien dat er gedurende de zomer het slechts 8,7 uur warmer is dan 26°C. Dat terwijl dit ongeveer 100 uur mag zijn. Bovendien wanneer men per twee werknemers invloed kan hebben op de binnentemperatuur, dan is deze regel nog soepeler. Dit betekend dat het gebruikte koelvermogen te groot is.

84

Bij de woonruimtes wordt er tussen 08:00 en 22:00uur gemeten, omdat ook hier ’s nachts de lucht niet verwarmd hoeft te worden. Hieronder is er één berekening van een woonruimte te zien. RDM gebouw Woning 2 winter WTW=55% 1: temperature [°C], in Buiten mean per passed week within 08-22h 2: temperature [°C], in Binnen mean per passed week within 08-22h 3: temperature [°C], in Binnen min per passed week within 08-22h 4: temperature [°C], in Binnen max per passed week within 08-22h 5: Q-action [W], in Binnen integral [*h] per passed month within 08-22h 1: 2: 3: 4: 5:

oktober

november

december

januari

februari

maart

april

15,54 14,45 10,63 10 8,87 9,46 4,68 5,22 4,26 3,57 2,57 3,88 4,97 2,14 5,9 3,56 1,57 -1,95 1,55 1,97 7,85 5,95 2,96 5,87 8,86 7,69 10,96 11,29 8,08

23,14 22,4 20,85 19,96 19,02 18,99 19,11 19,23 19,15 19,17 19,14 19,15 19,14 19,16 19,13 19,16 19,19 19,2 19,17 19,19 19,19 19,21 19,16 19,08 19,25 20,15 20,38 22,95 20,52

22,19 21,12 19,64 18,38 18,37 18,02 17,92 18,02 17,91 17,84 17,98 17,95 17,97 17,85 18,06 17,91 17,85 18,09 17,89 17,87 17,88 17,91 17,87 17,88 18,37 18,68 18,48 20,95 19,14

25,06 24,27 22,76 21,24 20,61 20,69 20,85 30,03 20,59 20,65 20,72 20,66 20,59 20,69 20,62 20,6 20,65 20,7 20,54 20,66 20,61 20,66 20,57 20,58 20,81 21,87 24,48 25,97 23,09 totaal=

54276,4

566332,4

914251,3

977340,6

765299,3

412675,6

11173,9 3701349,5

Wh

85

De tabel hieronder vermeld voor alle ruimtes de hoeveelheid energie die nodig is om in de winter te verwarmen en voor de kantoorruimtes de hoeveelheid energie die nodig is om te koelen. Woning 1

100

m²

% WTW winter

Woning 2 winter

Kantoortuin 1 zomer

winter

0%

6,3

kWh /m²

100

% energie kosten

55%

5,9

kWh /m²

79

% energie kosten t.o.v. 0%

80%

4,4

kWh /m²

70

% energie kosten t.o.v. 0%

90%

4,2

kWh /m²

66

% energie kosten t.o.v. 0%

151

m²

% WTW 0%

84,9

kWh /m²

100

% energie kosten

55%

24,5

kWh /m²

29

% energie kosten t.o.v. 0%

80%

19,1

kWh /m²

23

% energie kosten t.o.v. 0%

90%

17,2

kWh /m²

20

% energie kosten t.o.v. 0%

360

m²

oude situatie

5,6

kWh /m²

369

% energie kosten t.o.v. nieuwe situatie

nieuwe situatie met NV

1,5

kWh /m²

100

% energie kosten

nieuwe situatie zonder NV

9,3

kWh /m²

616

% energie kosten t.o.v. met NV

% WTW

oude situatie

0%

120

kWh /m²

155

% energie kosten t.o.v. nieuwe situatie

nieuwe situatie

0%

77,3

kWh /m²

100

% energie kosten

nieuwe situatie

55%

30

kWh /m²

39

% energie kosten t.o.v. 0%

nieuwe situatie

80%

5,8

kWh /m²

7

% energie kosten t.o.v. 0%

nieuwe situatie

90%

0,7

kWh /m²

1

% energie kosten t.o.v. 0%

548

Kantoortuin 2 zomer

winter

280

m²

oude situatie zonder NV

8,3

kWh /m²

oude situatie met NV

3,2

kWh /m²

209

% energie kosten t.o.v. nieuwe situatie

nieuwe situatie met NV

1,5

kWh /m²

100

% energie kosten

% energie kosten t.o.v. nieuwe situatie

% WTW

oude situatie

0%

100,2

kWh /m²

165

% energie kosten t.o.v. nieuwe situatie

nieuwe situatie

0%

60,8

kWh /m²

100

% energie kosten

nieuwe situatie

55%

18,5

kWh /m²

30

% energie kosten t.o.v. 0%

nieuwe situatie

80%

3,6

kWh /m²

6

% energie kosten t.o.v. 0%

nieuwe situatie

90%

1

kWh /m²

2

% energie kosten t.o.v. 0%

86

5.4.6.6

Effect van zonwerend glas en nachtventilatie op RDM gebouw in cijfers

De tabellen hieronder laat zien wat de invloed is van nachtventilatie(NV) en het type zonwering. Voor een kantoor op het zuiden is berekend hoeveel energie er nodig is om aan de eisen van het binnenklimaat te voldoen. Indien het kantoor zonwerend glas heeft, betekend dit dat er een deel van de warmte het gebouw binnen komt. Er is dan een koeling nodig van 5,1 kWh/m² over een gehele zomer gezien. Indien hetzelfde kantoor gebruik maakt van een buitenzonwering, dan zou er slechts 0,55 kWh/m² koeling nodig zijn over een jaar gezien. Voor dezelfde type kantoor met de oriëntatie op het noorden is er een berekening gemaakt met zonwerend glas, hierbij heeft de ruimte 0,65 kWh/m² koeling nodig. Indien het glas niet zonwerend is, dan is er 9 kWh/m² koeling nodig. Hieruit kan er geconcludeerd worden dat het verschil in inkomende warmte groot is tussen zonwerend glas en buitenzonwering. Er kan ook geconcludeerd worden dat het gebruik van zonwerend glas bij de noordgevel grote invloed heeft op de benodigde koeling. Het noordkantoor is berekend voor een situatie met en zonder nachtventilatie (NV). Hierin is goed te zien, dat bij het gebruik van nachtventilatie slechts 6% van de energie nodig is om te koelen, dan wanneer er geen nachtventilatie wordt toegepast. Zuidkantoor (20m² en 3,6m breed) met zonwerend glas 5,1 kWh/m² 74uur overschreiding van 26°C Met buitenzonwering 0,55 kWh/m² 73uur overschreiding van 26°C Noordkantoor (20m² en 3,6m breed) Met zonwerend glas zonder NV 11,3 kWh/m² 94uur overschreiding van 26°C Met zonwerend glas en met NV 0,65 kWh/m² 82uur overschreiding van 26°C Geen zonwerend glas en met NV 9 kWh/m² 83uur overschreiding van 26°C Voor woning 2 is er ook een berekening gemaakt met en zonder nachtventilatie. Woningen hebben geen koeling nodig. Indien er gebruik gemaakt wordt van nachtventilatie overschrijdt de ruimte 28% minder aantal uur de 26°C en zelfs 86% minder de 28°C. Wanneer de ventilatievoud gedurende dag verhoogd worden de 26°C en 26°C nog minder aantal uur overschreden. Woning 2 zomer situatie aantal uur>26°C aantal uur>28°C zonder NV 350,6 uur 138,2 uur met NV 108 uur 20,0 uur Met NV en extra ventilatievoud 82,1 uur 12,5 uur

5.4.6.7

Effect van warmteterugwinning op RDM gebouw in cijfers

In de onderstaande tabel is te zien, wat het effect van de warmteterugwinning is op het benodigde verwarmvermogen en op de energie die nodig is om te verwarmen. Waarbij 0% WTW als basis gebruikt wordt en dus het percentage dat minder vermogen of energie is ten opzichtte van de 0%WTW.

woonruimte 1 benodigde verwarmvermogen

Energie voor verwarmen

0% WTW

88

Watt/m²

0% WTW

63,0

kWh/m²

60% WTW

68

Watt/m²

23 % minder vermogen

55% WTW

49,8

kWh/m²

19

% minder energie

80% WTW

60

Watt/m²

30 % minder vermogen

80% WTW

44,2

kWh/m²

30

% minder energie

90% WTW

58

Watt/m²

33 % minder vermogen

90% WTW

41,8

kWh/m²

34

% minder energie

kantoorruimte 1 benodigde verwarmvermogen 0% WTW

126

Watt/m²

60% WTW

67

Watt/m²

90% WTW

37

Watt/m²

Energie voor verwarmen 0% WTW

77,3

kWh/m²

47 % minder vermogen

55% WTW

30,0

kWh/m²

61

% minder energie

71 % minder vermogen

80% WTW

5,8

kWh/m²

93

% minder energie

90% WTW

0,7

kWh/m²

99

% minder energie

Wat vooral opvalt, is dat de WTW meer invloed heeft op kantoorruimtes. Dit komt vooral doordat de kantoorruimtes een grotere ventilatievoud heeft. Indien er bij een kantoor 90% van de warmte bij de weggeventileerde lucht wordt teruggewonnen, verbruikt het gebouw weinig energie bij het verwarmen. Dit komt mede door de interne warmtelast. Bij de woonruimtes is het effect van WTW kleiner, omdat de interne warmtelast hier klein is.

87

5.4.7 Details van de types geveldoorvoeren Er zijn verschillende type geveldoorvoeren die gebruikt kunnen worden voor het RDM gebouw. Het lastigste voor de geveldoorvoer is dat deze op één manier gemakkelijk geplaatst kan worden, zoals te zien is in het eerste detail. De variant waar de geveldoorvoer geïntegreerd wordt met het kozijn is minder gemakkelijk te realiseren. Aangezien er weinig ruimte is voor de doorvoer en er meerdere hoeken komen in de geveldoorvoer. In de onderstaande figuren zijn er een aantal met horizontaal en verticaal detail en plaatje hoe het eruit zal zien inzichtbaar gemaakt.

Figuur 5.4-14: Twee type roosters bij een geveldoorvoer

Figuur 5.4-15: Horizontale dunne gleuf

88

Figuur 5.4-16: Horizontale gleuf onder het kozijn, waardoor de lucht wordt aan of afgevoerd

Figuur 5.4-17: De vier geveldoorvoer principes in aanzicht

89

5.4.8 Flexibiliteit De flexibiliteit van de ruimte loopt samen met de flexibiliteit om decentrale installaties te kunnen plaatsen. Wanneer er na de bouw niet gemakkelijk extra installaties geplaatst kunnen worden, is de ruimte minder flexibel voor functie veranderingen. Als er extra installaties geplaatst worden, hebben deze een geveldoorvoer nodig. Indien deze gemakkelijk gerealiseerd kunnen worden, vergroot dit de flexibiliteit. In het geval van het RDM terrein, waar bij de renovatie een isolatie schil om de borstwering geplaatst wordt, is de mogelijkheid om achteraf een geveldoorvoer te maken niet gemakkelijk. Het is slimmer om tijdens de renovatie sparingen in de gevel te creëren, waar loze leidingen ingezet worden welke worden afgesloten met een prop, die als een kurk in een wijnvat werkt. Deze stop moet wel van een goed isolerend materiaal vervaardigd worden. Ook moet de loze leiding goed geïsoleerd worden, zodat er minder condensatie optreedt. Indien er een extra decentrale installatie nodig is, dan kunnen de proppen er uitgehaald worden en de leidingen aan de installatie bevestigd worden. In de onderstaande figuur zijn er twee schematische weergaven gemaakt hoe de proppen in de loze leiding gestopt kan worden.

Figuur 5.4-18: Horizontaal en een verticaal detail van sparing waar een prop ingestopt kan worden. Ten behoeve van de flexibileit

90

6 Conclusie

6.1 Inleiding Iedere nieuwbouw en renovatie project is anders en vraagt om een ander concept en type systeem. Om tot een keuze van een systeem te komen kan er gekeken worden naar de capaciteit, duurzaamheid, bediening en gebruiksgemak en de kosten van het systeem. Ook moet er gekeken worden naar wat de omvang van de renovatie is, het ene systeem is gemakkelijker te installeren dan de ander. Daarbij is het belangrijk om te kijken naar de bruikbaarheid van de ruimtes en het gebouw indien een systeem ingepast wordt en of het systeem voldoet aan de esthetische eisen. Elk systeem heeft zo zijn eigen consequentie en beperking op de architectuur.

6.2 Centraal, decentraal of hybride De onderstaande onderzoeksvraag die ik mezelf gesteld heb zal ik in dit hoofdstuk beantwoorden. Wat zijn de factoren die de keuze tussen een centrale, decentrale of hybride systemen bepalen, bij renovatie/transformatie van het RDM kantoorgebouw? Om de hoofdvraag te beantwoorden moet eerst blijken welk klimaatconcept het beste geschikt is voor het RDM gebouw. Dit zal ik doen door de factoren met de bijbehorende consequenties

6.2.1 Factoren en consequenties van centrale installaties Positieve factoren - Capaciteit - Grootte van de worp - Onderhoud (kosten) De centrale installaties kunnen door middel van de vele ventilatieleidingen alle ruimtes overal in het gebouw klimatiseren. Door het gebruik van grote luchtbehandelingkasten, koeltorens en ventilatieleidingen kan het systeem grote capaciteiten ten behoeve van ventilatie, verwarming en koeling leveren. Door het gebruik van één grote installatie, is het makkelijker om grote percentages warmteterugwinning te halen. Ook zal er één centraal onderhoud nodig zijn. Negatieve factoren - Bediening en gebruiksgemak - Ruimteverbruik - Bouw, montage en verbouwingskosten - Flexibiliteit Gebruikers hebben bij centrale installaties weinig tot geen invloed op de temperatuur van de gebruiksruimte. Ramen mogen niet geopend worden, omdat deze de ventilatiestroom verstoren. Hoge temperaturen zijn nauwelijks toelaatbaar. Gebruikers klagen eerder over de kwaliteit van het binnenklimaat wat de productiviteit van hen verlaagd. Ruimtes die leeg zijn worden volledig geklimatiseerd, wat niet nodig zou zijn. Er wordt gebruik gemaakt van één grote klimaatinstallatie, welke veel ruimte inneemt wat vaak een deel van een verdieping inneemt, wat niet voor ander doeleinde gebruikt kan worden. Daarbij nemen de grote verticale en horizontale ventilatieleidingen veel ruimte in. De horizontale ventilatieleidingen zorgen voor een hogere verdiepingshoogte dat leidt tot grotere oppervlakte van de gevels, binnenwanden, hogere kolommen en zwaardere constructie en fundering. Er is meer bouwmateriaal nodig om aan dezelfde te gebruiken inhoud te voldoen, dus meer kosten per m² gebruksruimte. De grootte van de luchtbehandelingkast en de leidingen zijn specifiek berekend voor een gebouw met de bijbehorende gebruiksfunctie. Indien de functie veranderd kan het zijn dat de installatie niet flexibel genoeg is. Bij een te grote capaciteit moeten er maatregelingen genomen worden om deze te verkleinen. Bij een te kleine capaciteit moet de gehele installatie vervangen worden. Daarbij moeten extra leidingen aangebracht worden, waarbij het zou kunnen zijn, dat er gaten door de constructie gemaakt moeten worden ten behoeve van de leidingen.

91

6.2.2 Factoren van decentrale installaties Positieve factoren - Bediening en gebruiksgemak - Energieverbruik - Ruimteverbruik - Flexibiliteit - Bouw, montage en verbouwingskosten Decentrale installaties zijn ontworpen zodat gebruikers meer invloed op het binnenklimaat hebben. Het is mogelijk om ramen te openen, waardoor er op een natuurlijke manier geventileerd kan worden. Het binnenklimaat kan per ruimte geregeld worden endoor het adaptatievermogen zijn er hogere binnentemperaturen toelaatbaar, waardoor de gebruiker minder klaagt wat ten goede komt van de productiviteit. Hogere toelaatbare temperaturen betekend dat er minder koeling nodig is en de mogelijkheid tot natuurlijke ventilatie zal het energieverbruik verlagen. Daarbij kan de installatie vraaggestuurd ventileren. Indien een ruimte niet gebruikt wordt, dan hoeft deze niet of nauwelijks geklimatiseerd te worden. Decentrale installaties kunnen flexibel zijn, doordat lokaal de ventilatiecapaciteit kan worden aangepast. Een ruimte die als vergaderruimte wordt gebruikt, kan gemakkelijk als kantoor gebruikt worden, zonder dat er aanpassingen aan de installatie gemaakt hoeft te worden. Door het uitzetten van een aantal installaties. Als de ruimte later weer als vergaderruimte gebruikt wordt, kunnen die installaties weer aangezet worden. Indien de installaties voor een kantoorruimte zijn ontworpen en de ruimte wordt als vergaderruimte gebruikt, dan kunnen er extra decentrale installaties geplaatst worden. De flexibiliteit hangt dan echter wel af, van de geveldoorvoer en of er genoeg ruimte is om de installaties te plaatsen. Negatieve factoren - Grootte van de worp - Aantal installaties en de onderhoud Decentrale installaties moeten direct in contact staan met de buitenlucht. Daarom worden de installaties geïntegreerd in de buitengevel. Ruimtes middenin het gebouw die niet in contact staan met de buitenlucht, kunnen op deze manier niet geklimatiseerd worden. Bovendien hebben decentrale installaties een worp van zes meter. De ruimte kan niet dieper dan die zes meter zijn, tenzij de ruimte twee (tegenovertaande) buitengevels heeft. In dat geval kan de ruimte ongeveer twaalf meter diep zijn. Dit kan verholpen worden door gebruik te maken van ventilatieleidingen, die de lucht verder de ruimte in transporteren. Hierdoor kunnen ruimtes midden in het gebouw ook geventileerd worden. Echter is er in dat geval wel een verlaagd plafond of verhoogde vloer nodig. Wat weer zorgt voor een hogere verdiepingshoogte. Door de kleine ventilatiecapaciteit van de installaties, zullen de ventilatieleidingen slechts een kleine diameter hebben, waardoor de verdiepingshoogte altijd kleiner zal zijn dan bij een centrale installatie. Doordat de ventilatiecapaciteit in verhouding klein is, zijn er vele installaties nodig om een geheel kantoorgebouw te klimatiseren. Voor het onderhoud rekent men een half uur per installatie. Hierdoor zal de onderhoudskosten voor decentrale installaties hoger zijn dan voor een centrale installatie.

6.2.3 Factoren van hybride concept Positieve factor - Grootte van de worp Door de combinatie van centrale en decentrale installaties vervallen bijna alle positieve factoren. De luchttoevoer zal via decentrale installaties in de gevel het gebouw binnen komen. De afvoer kan via de centrale installatie in het gehele gebouw plaatsvinden. Waardoor de worp van de ventilatie groot kan zijn, mits dit niet teveel verstoord wordt. Negatieve factoren - Geen directe WTW mogelijk - Energiekosten - Bediening en gebruik - Ruimtegebruik - De (onderhouds)kosten Door de combinatie van centrale en decentrale installaties, heeft het hybride concept de negatieve factoren van beide concepten, behalve de grootte van de worp. Met daarbij een negatieve factor die de andere twee systemen niet heeft en dat is dat met een hybride concept geen directe warmteterugwinning mogelijk is. Waardoor de energiekosten en de aanschafkosten hoger zal zijn, doordat er meer vermogen voor verwarming nodig is en er meer energie daarbij nodig is. Verder heeft het hybride concept meestal ventilatieleidingen door het gebouw, met de nadelige consequenties daarvan. Doordat er zowel één centrale als meerdere decentrale installaties zijn, zullen de aanschaf en onderhoudskosten hoog zijn.

92

6.2.4 Keuze voor het RDM gebouw; decentrale installaties Voor het RDM gebouw gaat de keuze uit naar decentrale installaties. Het hybride concept heeft teveel negatieve factoren en de centrale installaties scoren minder goed op de factoren, welke ik het belangrijkst acht namelijk; - Bediening - Gebruiksgemak - Energiekosten - Ruimtegebruik Met de decentrale installaties kan het klimaat per ruimte of een deel ervan geregeld worden. Een gebruiker heeft meer invloed op het binnenklimaat. Waardoor deze minder zullen klagen en hogere temperaturen eerder accepteren. Dit neemt mee dat de ruimte minder gekoeld hoeft te worden, bovendien kan er gebruik gemaakt worden van natuurlijke ventilatie. Ruimtes die niet gebruikt worden, hoeven niet volledig geklimatiseerd te worden. Deze drie dingen besparen energie. Het gebouw is multifunctioneel, er zijn kantoorruimtes en woonruimtes. Deze functies verschillen met de hoeveelheid ventilatie, verwarming en koeling er nodig is en de vraag er naar is voor beide functies op een ander tijdstip. Dit betekend dat elke functie zijn eigen installatie nodig heeft. Vervolgens is er de vraag of het handig is dat meerdere woningen of kantoren dezelfde klimaatsysteem gebruiken. Elke gebruiker heeft op een ander moment ventilatie en/of verwarming nodig. Daarbij moeten de kosten van de installatie verdeeld worden. Waardoor het handiger is om per ruimte gebruik te maken van een installatie. Indien er meerdere klimaatinstallaties nodig zijn, dan vervalt de negatieve factor van decentrale systemen. Het architectonisch beeld van de gevel speelt voor de keuze tussen centraal of decentraal geen rol, omdat de gevel gerenoveerd wordt en de keuze tussen centraal of decentraal hier geen invloed op heeft. Echter zorgt het gebruik van centrale installatie ervoor dat er ook een verlaagd plafond nodig is. De gebruiksruimte wordt hierdoor minder hoog. Andere belangrijke aspect is; - Kosten Geld is altijd een belangrijke factor, waarop opdrachtgevers hun keuze baseren. De prijzen van decentrale installatie systemen zijn niet allen bekend en een prijs van één unit hangt af van de aanbesteding en hoeveel units er in het gebouw geplaatst worden. Decentrale systemen verschillen van elkaar. Daarbij verschilt de prijs per centrale installatie ook. Het zou kunnen zijn dat centrale systemen goedkoper zijn, maar daar komt tegenover dat de bouwkosten weer groter zijn bij centrale installaties. Schattingen over de kosten zullen te ruim genomen worden om daar een conclusie uit te kunnen halen. Daarom is het kostenaspect niet meegenomen.

6.3 ClimaRad voor de woonruimtes De Climarad is het goedkoopst van alle systemen, met de mogelijkheid tot de grootste verwarmcapaciteit. De kleinste variant met een lengte van 1,2 meter en 1400 Watt evenaart of overklast het de andere systemen. Daarbij is er de mogelijkheid om een radiator van 3 meter toe te passen met een vermogen tot 4700 Watt. De WTW van de Climarad heeft een percentage van 80% en heeft daarmee na de smartbox(92%) het hoogste percentage. Voor woonruimtes is het niet nodig om koeling te hebben. Door de grote verwarmcapaciteit zijn er minder units nodig van de Climarad dan van de andere systemen. Daarbij is de climarad eenvoudig te bedienen en heeft geen externe bedieningspaneel nodig. Doordat het RDM gebouw een borstwering in de gevel heeft, maakt het niet uit of er een borstweringsysteem of een vloer/plafond systeem gebruikt wordt.

6.4 Trox Schoolair voor kantoorruimtes Voor de kantoorruimtes heeft de Smartbox de meeste potentie, aangezien deze de grootste koel en ventilatiecapaciteit heeft en dit op een energiezuinige manier doet. Daarbij heeft deze de grootste percentage WTW namelijk 92% tegen over de 50-60% van de overige systemen (systemen met koeling). Er is echter alleen nog een prototype gemaakt van de Smartbox en kan nog niet toegepast worden. Voor kleine kantoorruimtes met een ventilatie eis van 5m³/h, voldoet de ventilatiecapaciteit van de overige systemen (Trox FSL-B-ZAB /Schûco en PCMeco). Voor kantoortuinen(10m³/h) en vergaderruimte(20m³/h) zal de capaciteit te klein zijn, waardoor er een groot aantal installaties nodig zijn. De koelbehoefte van de Trox en PCMeco zijn ongeveer gelijkwaardig en die van de Schûco is kleiner. De PCMeco heeft dankzij de Phase Change Material de mogelijkheid om energiezuinig te koelen, dit is vooral gunstig indien er slechts kleine koelvermogen nodig is, zodat de convector niet hoeft aan te slaan. Daarom zou er voor kleine kantoorruimtes gekozen worden voor de PCMeco. Maar om de kantoorruimtes flexibel te houden moet er de mogelijkheid zijn om de cellenkantoren in vergaderruimten te veranderen. Met het gevolg dat de ventilatiecapaciteit te klein is en het aantal installaties vier keer zo veel moeten zijn. De Trox Schoolair kan een ventilatiecapaciteit aan tot 250m³/h en is 50% duurder dan de Trox FSL-B-ZAB en is zelfs goedkoper dan de PCMeco.

93

6.5 Geveldoorvoer Er wordt gebruik gemaakt van een geveldoorvoer die onder de kozijn zit. Op deze manier kan de geveldoorvoer in het ontwerp geïntegreerd worden. De geveldoorvoer horizontaal door de borstwering is makkelijker en goedkoper, maar de roosters aan het uiteinde die in het gevelbeeld komen, zien er schlemielig uit en passen niet in het gevelbeeld. De optie om de lange dunne gleuf te gebruiken, zorgt voor problemen omdat er te grote gaten in de borstwering gemaakt moeten worden en indien de gleuf en de achterliggende leiding niet geïsoleerd worden, zorgt dit voor condensatie problemen en werkt het samen met de borstwering voor een koudebrug.

6.6 Optimalisatie van de decentrale klimaatinstallatie De uitdrukking “voorkomen is beter dan genezen” geldt ook in de bouwwereld. Indien de gebouwschil in de zomer de warmte buiten en de koelte binnen houdt en in de winter andersom en slim om te gaan met de warmte van de zon. In dat geval hoeft er minder lucht gekoeld en verwarmd te worden. Waardoor er minder installaties nodig zijn en tegelijkertijd energie bespaard. Dit kan men bereiken door het gebouw luchtdicht en goed geïsoleerd te maken met daarbij de mogelijkheid om de zon te weren. In plaats van HR++ glas, kan men gebruik maken van vacuümglas. Door het gebruik maken van nachtventilatie, kan de opgewarmde constructie afkoelen, zodat deze gedurende de dag warmte kan ontrekken uit de ruimtes. Indien de WTW 100% zou zijn en de ruimte is luchtdicht en de koude van buiten die toch door de goed geïsoleerde gevel naar binnen komt, wordt gecompenseerd door de interne warmtelast. In dat geval is er geen verwarming nodig. De klimaatinstallaties kunnen geoptimaliseerd worden. Uit dit onderzoek blijkt dat de meeste decentrale klimaatinstallaties een te kleine ventilatiecapaciteit(120 m³/h) hebben om grotere kantoorruimtes en vergaderruimtes te kunnen ventileren. De Smartbox heeft met zijn 300 m³/h een grote capaciteit. De belangrijkste optimalisatie is misschien wel om ervoor te zorgen dat er zo min mogelijk warmte verloren gaat met ventileren, dus het percentage van de WTW zo hoog mogelijk maken. Bij een plaatwisselaar heeft dit als consequentie dat er sneller condensatie optreedt, wat kan bevriezen, waardoor de ventilatie dan tijdelijk uitgezet moet worden. De Recair enthalpy wisselaar die gebruikt wordt in de Smartbox heeft hier geen last van, omdat deze om de tien minuten de aan en afvoerrichting omdraait. Bovendien heeft deze wisselaar nu al een percentage WTW van 92%. Een andere optimalisatie is het energiezuinig koelen, door gebruik te maken van PCM platen in de klimaatinstallatie, zoals bij de PCMeco. Het nadeel hiervan is, dat dit veel ruimte in beslag neemt. Daarbij is het effect van de PCM op de koeling niet groot, aangezien de ventilatielucht voor ongeveer 80% van het koelvermogen tot zijn rekening brengt. Ander energie zuinige manieren van koelen is het gebruik te maken van een warmtepomp en adiabatische koeling, beiden zijn in het ontwerp van de Smartbox meegenomen. Hieruit kan er geconcludeerd worden dat de Smartbox eigenlijk een optimalisatieproduct van de andere decentrale systemen is. Dus het in productie zetten van de Smartbox zou de optimalisatie kunnen zijn.

6.7 Aanbevelingen voor verder onderzoek In dit onderzoek is er niet zo zeer op de vergelijking tussen decentraal en centraal ingegaan. Voornamelijk omdat hier al veel over bekend is, vooral met simulatieberekeningen of twee verschillende gebouwen zijn met elkaar vergeleken. Om de decentraal en centrale klimaatinstallatie nog beter te kunnen vergelijken, zou er voor eenzelfde kantoorgebouw, na onderzoek voor de beste keuzes, een type decentraal en een type centrale klimaatinstallatie toepassen en uitwerken. In die uitwerking komt dan naar voren hoeveel ruimte beide systemen innemen, de totale kosten van de totale installaties kan berekend worden, de hoeveelheid energie die het gebouw nodig heeft kan berekend worden en nog beter zou zijn als er twee identieke gebouwen gerealiseerd worden met één gebouw een centrale installatie en de ander een decentrale installatie. Dan kan men ook de gebruikers naar hun ervaring vragen en kunnen de kosten beter vergeleken worden. Er kan ook gekeken worden naar de vorm van het gebouw, door de centrale en decentrale installaties te vergelijken bij verschillend type gebouwen. Een hoog gebouw heeft weer ander aspecten dan een laag gebouw. Een lang en of diep gebouw met een groot vloeroppervlak heeft weer andere aspecten dan een compact gebouw. . Aangezien de decentrale klimaatinstallaties van de laatste jaren zijn en er niet al te veel over bekend is, zouden er meerdere systemen zijn, welke niet zijn meegenomen in dit onderzoek. In de toekomst worden er waarschijnlijk nog meer systemen ontworpen, welke in een toekomstige vergelijking meegenomen kan worden.

94

7 Referenties Bouwfysica: [1] Fanger, P.O. – associate professor Technical university of denmark, laboratory of heating and air conditioning Thermal comfort – analysis and applications in environmental engineering, Danish technical press, Copenhagen, 1970 [2] ISSO – kennisinstituut voor de installatiesector, Thermische Behaaglijkheid, eisen voor de binnentemperatuur in gebouwen, ISSO publicatie 74, maart 2004 [3] Linden, A.C. van der, Thermisch binnenklimaat als gebouwprestatie, TUDelft, november 2000 [4] Joe L. Leyten en Stanley R. Kurvers, Robustness of buildings and HVAC systems as a hypothetical construct explaining differences in building related health and comfort symptoms and complaint rates, November 2005 [5] Linden, ir. A.C. van der, Bouwfysica 5e druk, Thieme Meulenhoff, Utrecht, 2000 [6] Hegger, Fuchs, Stark en Zeumer, Energy Manual – Sustainable Architecture, Munich 2008 Decentrale klimaat systemen [7] Ilk Dresden, Comparison between Decentralised and Centralised Air Conditioning Systems, Dresden 2003 [8] Mahler, Evaluierung dezentraler Außenwandintegrierter Lüftungssysteme, Stuttgart 2008 [9] Jon Kristinsson, “BreathingWindow” Highly effective room ventilation system for all earth climates, Februari 2005 [10] Bas Hasselaar, The Climate Adaptive Skin, TuDelft, 2009 [11] Schûco BV, Order and Fabrication manual, Schûco International KG, Bielefeld, 2010 [12] Hoogendoorn, veltkamp, de Boer, Smartbox voor klimaatbeheersende functies, Petten, 2007 [13] ECN, CEPEZED, TNO, Zon WEL, dynamische gevel, openbaar eindrapport, Petten, 2008 [14] www.heycop.nl [15] www.troxtechnik.com/en/ [16] www.smartfacade.nl [17] www.climarad.com [18] www.jaga.be [19] www.schueco.com [20] www.breathingwindow.nl [21] www.brinkclimatesystems.com Kantorenmarkt [22] Gunst, D.D. de, Typologie van gebouwen; planning en ontwerp van kantoorgebouwen, Delft, 1989 [23] Lizanne Schipper, Herbestemming kantorenmarkt vergt nieuwe aanpak, propertynl magazine, maart 2005 [24] Dr.Ir. Marleen Hermans, Het herbestemmen van kantoren naar woningen, Rotterdam, Juni 2004 [25] DTZ Zadelhoff, Nederland Compleet - Factsheets kantoren- en bedrijfsruimtemarkt, 2009 [26] Lizanne schipper Herbestemming kantoren vergt nieuwe aanpak PropertyNL Megazine, maart 2005 [27] Voordt, Theo van der, Transformatie van kantoorgebouwen, Rotterdam, 2007 [28] History of the office: http://www.carusostjohn.com/media/artscouncil/history/origins/index.html [29] http://nl.wikipedia.org/wiki/Kantoren

95

8 Bijlagen

96