Basiskennis gebouwinstalla siskennis gebouwinstallaties.

Branche Unit Utiliiteit & Water
Basiskennis gebouwinstallaties.
Uitleg over de functies en de voornaamste aspecten van installaties in
gebouwen.
J. van den Brink
Technisch Adviseur Braanche Unit Utiliteit & Water
Voorjaar 2012
1
Voorwoord:
Veel mensen, niet afkomstig uit de wereld van gebouwinstallaties, komen in aanraking met deze
installaties. In gebouwinstallaties worden veel vaktermen en begrippen gebruikt die vaak een
magische klank hebben of verkeerd worden gebruikt. Daarom is van de meest voorkomende
installaties een principeschema gemaakt met een bijbehorende korte tekst. Formules en
berekeningen zijn achterwege gelaten. Doel is de communicatie tussen de verschillende partijen te
verbeteren. Bij het schrijven is onder andere gedacht aan bouwkundigen, facilitair medewerkers en
technisch –commerciële personen.
Inhoud
Behaaglijkheid ..................................................................................................................................... 4
Energiestromen. .................................................................................................................................. 5
Trias energetica ................................................................................................................................... 6
Verwarmen en koelen ......................................................................................................................... 8
Energieconversie ................................................................................................................................. 9
Cv ketels ............................................................................................................................................ 10
Alternatieve Lokale energiebronnen................................................................................................. 11
Warmtepomp .................................................................................................................................... 12
Gesloten warmtebronnen voor warmtepompen.............................................................................. 13
Open bronnen voor warmtepompen en koelen. .............................................................................. 14
Zonneboilers ...................................................................................................................................... 15
Warmteterugwinning uit douche en badwater (Douche WTW) ...................................................... 16
Ventileren. ......................................................................................................................................... 17
Woningventilatie, hergebruik van rest warmte. ............................................................................... 18
Woningventilatie, beperken van de ventilatie hoeveelheid ............................................................. 19
Warmteterugwinning ........................................................................................................................ 20
Klimaatinstallaties in utiliteitsbouw. ................................................................................................. 21
Luchtbehandeling en koelen ............................................................................................................. 22
Ventileren. ......................................................................................................................................... 23
Koelen all air ...................................................................................................................................... 24
Fancoil- en inductie-units .................................................................................................................. 25
VRF en verdampingskoeling .............................................................................................................. 26
Betonkernactivering en klimaatplafonds .......................................................................................... 27
2
Verdringings ventilatie en cleanrooms.............................................................................................. 28
Domotica ........................................................................................................................................... 29
Gebouwenbeheers- en managementsystemen. ............................................................................... 30
PV-panelen. ....................................................................................................................................... 31
Drukverhoging drinkwater en brandblussing. ................................................................................... 32
Brandbestrijding. ............................................................................................................................... 33
Liften.................................................................................................................................................. 34
Tractieliften ....................................................................................................................................... 34
Hydraulische- en plateauliften. ......................................................................................................... 35
Verlichting. ........................................................................................................................................ 36
Elektrische voorzieningen ................................................................................................................ 37
Spanning. ........................................................................................................................................... 37
Aarde en bliksemafleiding. ................................................................................................................ 38
Bliksembeveiliging. ............................................................................................................................ 39
Noodstroomvoorzieningen. .............................................................................................................. 39
Brandbeveiliging. ............................................................................................................................... 40
Overige beveiligingsinstallaties. ........................................................................................................ 40
Leidingmaterialen. ............................................................................................................................. 41
Hemelwatersystemen. ...................................................................................................................... 41
Gasinstallaties. ................................................................................................................................. 43
3
Behaaglijkheid
Figuur 1; factoren die de behaaglijkheid beïnvloeden.
Een gezond en behaaglijk
aglijk binnenklimaat wordt bepaald door de
installaties samen met de eigenschappen van het gebouw. De
stralingstemperatuur van de binnenoppervlakken, de luchtdichtheid en
de mogelijkheid tot vochtbeheersing wordt vooral bepaald door de
bouwkundige kwaliteit.
t. Met installaties kan de luchttemperatuur
worden
den aangepast aan de activiteit, en de daarbij behorende kleding,
door middel van koelen of verwarmen. Dat betekent dat voor elke
activiteit andere luchtcondities gelden. De met CO2 en de met emissie
uit bouw- en interieurmaterialen
en verontreinigde lucht wordt vervangen
door verse, gefilterde, lucht met een ventilatiesysteem. In de winter
kan de lucht worden
rden bevochtigd en in de zomer ontvochtigd. De
temperatuur in de ruimte moet gelijkmatig zijn zonder voelbare
luchtbeweging of temperatuurverschillen.
4
Energiestromen.
Figuur 2; energiestromen in de winter en de zomer
Wintersituatie, verwarmen
Warmteverlies ontstaat door warmtetransport door de gebouwschil
en het opwarmen van ventilatie
ntilatie en infiltratielucht. Door de steeds
betere isolatie van de schil is het warmteverlies door transmissie
sterk verminderd. Het aandeel van ventilatie en infiltratie in het
warmteverlies wordt, zonder passende maatregelen,
verhoudingsgewijs groter.
Zomersituatie, koelen.
De opwarming van een vertrek wordt bepaald door de interne en
externe warmtelast. De externe warmtelast ontstaat vooral door
zoninstraling en door het afkoelen van ventilatie en infiltratielucht.
De interne warmtelast, bestaande
de uit elektrische apparaten,
verlichting en personen, brengt ook veel warmte in een gebouw. De
instraling van zonlicht levert bij niet doelmatig geconstrueerde
gevels het grootste deel van de opwarming.
opwarming Een zwaar gebouw
absorbeert veel warmte en zal langzaam
lang
opwarmen wat in de zomer
als prettig wordt ervaren.
5
Trias energetica
De energiebesparingsmaatregelen die leiden tot een lage EPC zijn
gebaseerd op de trias energetica.
Het beperken van de energieverliezen vind plaats door een goede
isolatie van dee schil en het beperken van de infiltratieverliezen door
een goede kierdichting. Ook het hergebruiken van warmte door het
terugwinnen van warmte uit douchewater of ventilatielucht beperkt
de hoeveelheid benodigde energie
Duurzame energiebronnen zijn de zon en de wind. Zonne-energie kan
worden gebruikt in de vorm van zonneboilers, ondersteuning van
verwarming en in de vorm van PVpanelen die elektriciteit opwekken.
Een voorbeeld van efficiënt gebruik van fossiele energie is
stadsverwarming.
sverwarming. Hierbij wordt restwarmte
res
van industrie of
elektriciteitscentrale gebruikt voor het verwarmen van gebouwen.
Ook het gebruik van warmtepompen en HR E ketels draagt bij aan
efficiënt energiegebruik.
6
Installatiekeuze en comfort
Bij het kiezen van installatieconcepten kan grofweg een keuze worden gemaakt uit de
laagste investering, het laagste energiegebruik, de laagste exploitatiekosten of het
hoogste comfort.
Bij de laagste investering wordt uitgegaan van de minimale eisen zoals vermeld in het
bouwbesluit. Bij de selectie van materialen wordt alleen gekeken naar de laagste
investering.
Ontwerpen op het laagste energiegebruik betekent vaak niet de laagste
exploitatiekosten. Vooral bij het toepassen van extra techniek kunnen de onderhoudsen beheerskosten drukken.
Als de laagste exploitatiekosten het uitgangspunt zijn wordt er voor de installaties
gekeken naar de levensduur van de installatiecomponent, het energiegebruik gedurende
de levensduur en de onderhouds- en beheerskosten. Vaak wordt niet de gehele
levensduur maar een periode van 10 of 15 jaar beschouwd.
Bij het hoogste comfort spelen de eerder genoemde factoren wel een rol maar een
ondergeschikte. De comfortbeleving staat centraal. Een praktisch voorbeeld is de
warmwatervoorziening in een woning. De laagste investering is waarschijnlijk een
combiketel. Het laagste energiegebruik wordt bereikt met de combinatie van een
zonneboiler met een warmtepomp. De laagste exploitatiekosten worden bereikt met
een douche en een douche WTW. Het hoogste comfort vraagt echter een indirect
gestookte voorraadboiler. Deze is duurder dan een combiketel, vraagt extra ruimte,
heeft extra apparatuur dus waarschijnlijk meer onderhoud en geeft ook energieverlies.
7
Verwarmen en koelen
Figuur 3; Woning in winter- en zomersituatie.
Verwarmen.
Door de goede isolatie van moderne woningen is het verwarmingsvermogen sterk
gedaald. Zonder maatregelen is het warmteverlies door ventileren en spleetverliezen
groter dan de warmteverliezen door de schil. Een goede kierdichting en maatregelen om
de ventilatieverliezen te beperken zijn dus noodzakelijk.
Koelen.
Door de goede isolatie zijn moderne woningen snel oververhit. Vooral licht gebouwde
woningen accumuleren weinig warmte en warmen daardoor snel op. Buitenzonwering is
de meest
eest effectieve manier om oververhitting te beperken. De bekende split- airco's zijn
niet fraai, vragen veel energie maar zijn wel effectief. Bij toepassing van warmtepompen
kunnen deze ook worden gebruikt voor koeling. Bij bronwarmtepompen kan het water
uit
it de bodem rechtstreeks worden gebruikt voor koeling zonder gebruikmaking van de
koelmachine,
machine, het zogenaamde passief koelen. Bij lucht -water warmtepompen gaat de
warmtepomp als koelmachine werken met het bijbehorende energiegebruik.
De afgiftesystemen moeten
oeten geschikt zijn voor koeling. Vloerverwarming kan ook worden
gebruikt voor vloerkoeling. Er wordt dan een dauwpuntregeling toegepast die voorkomt
dat er inwendige condensatie in de vloer ontstaat. Parketfabrikanten staan over het
algemeen wel vloerverwarming
arming maar
m
geen vloerkoeling toe. De regelingen worden zo
uitgevoerd dat de badkamer niet wordt gekoeld.
Bij toepassing van WTW
TW ventilatie systemen kan de toevoerlucht worden gekoeld.
Omdat bij WTW systemen een deel van de ventilatie lucht in de slaapkamers
slaapkamers wordt
ingeblazen kunnen de slaapkamers hiermee beperkt worden gekoeld.
8
Energieconversie
Figuur 4; Conversie van aardgas naar warmte.
Aardgas is op dit moment de meest gebruikte energiebron. In
moderne gebouwen is door de goede isolatie nog maar weinig gas
nodig voor verwarmen. Het is dan niet rendabel om een aardgasnet
aan te leggen en er moet gebruik worden gemaakt van andere
energiebronnen.
Een stadsverwarmingsnet is vele malen duurder dan een gasnet
maar er wordt soms
oms voor stadsverwarming gekozen omdat de
warmte levering uit restwarmte bestaat. Dit beperkt de CO2 uitstoot.
Elektriciteit kan direct worden gebruikt voor verwarmen. Door de
verliezen bij elektriciteitsopwekking is het rendement ten opzichte
van de fossiele
ssiele energie erg laag. Door gebruik te maken van een
warmtepomp, waarbij warmte uit de omgeving wordt onttrokken,
kan het rendement ten opzichte van fossiele energie groter dan 100%
zijn.
9
Cv ketels
Figuur 5; verwarmingsketel,
el, combiketel met driewegklep, combiketel met geïntegreerde
Tapwaterwarmtewisselaar
apwaterwarmtewisselaar en voorraadtoestel.
Behalve voor cv gebruik kan een cv-ketel
cv
ook worden gebruikt voor
het verwarmen van warm tapwater. De combiketel is uitgevoerd als
doorstoomwarmwatertoestel en is zeer compact. Bij de
warmwateruitvoering met driewegafsluiter
drieweg
en wisselaar draait de
pomp bij warm water gebruik. Het toestel met geïntegreerde
waterwarmtewisselaar levert warm water zonder pompgebruik. Dit
geeft enige EPC winst. Dee warmwatercapaciteit
warmwaterc
wordt uitgedrukt in
de CW klasse. Combi ketels in de CW klasse 5 en 6 leveren veel warm
water en hebben een groot vermogen. Bij toepassing van deze
toestellen in zeer goed geïsoleerde gebouwen is het vermogen van
het toestel vele malen groter dan wat nodig is voor verwarmen. Dit
kan tot comfort klachten
chten leiden. Als een hoog warmwatercomfort
warm
wordt gewenst, een kleine cv ketel ter beschikking is of in
utiliteitsbouw worden meestal voorraadtoestellen, in de volksmond
boilers genoemd, gebruikt. Deze toestellen
t
zijn iets minder energieefficiënt.
10
Alternatieve Lokale energiebronnen.
Figuur 6; Warmte-krachtkoppeling,
krachtkoppeling, houtpelletketel en HR-E
HR ketel
Warmtekrachtinstallaties kunnen worden toegepast als er gedurende
grote delen van het jaar tegelijkertijd elektriciteit en warmte nodig is.
Ze bestaan uit een verbrandingsmotor met een elektrische generator.
Ook de restwarmte van het koelwater en uitlaatgassen kan nuttig
worden gebruikt. De verbrandingsmotor werkt op aardgas of
(bio)diesel.
bio)diesel. In verband met geluid, trillingen en eventueel de opslag
van brandstof is de opstellingsplaats kritisch.
Een HR-EE ketel is een gasketel met een kleine Stirling heteluchtmotor
als elektriciteitsgenerator.. Het toestel is bestemd
b
voor grote
woningen
en en kleine utiliteitsbouw en zeer duur in aanschaf.
Een houtpellet ketel bevat een silo waarin geperste houten pellets
worden opgeslagen. Deze pellets
llets kunnen automatisch in de ketel
worden gevoerd en verbrand. Hierbij komt een kleine hoeveelheid
restas vrij.
rij. Bij het kiezen van de opstellingsplaats moet rekening
worden gehouden met een eenvoudige aanvoer van de pellets
p
en
een rookgaskanaal geschikt voor vaste brandstof.
11
Warmtepomp
..
Figuur 7; principe warmtepomp
Warmtepompen kunnen een grote hoeveelheid warmte van lage
temperatuur comprimeren naar een kleinere hoeveelheid warmte op
een hogere temperatuur. Dee warmte wordt onttrokken aan de
bodem, oppervlaktewater of de buitenlucht. De warmte wordt
afgestaan aan de centrale verwarming
warming en/of het tapwatersysteem.
Een groot temperatuurverschil tussen bron en afgiftesystemen geeft
een slecht rendement . Daarom worden warmtepompen altijd
aangesloten op een laagg temperatuur afgiftesysteem zoals
vloerverwarming.
Een warmtepomp bevat een compressor die meestal elektrisch is
aangedreven. Zo'n compressor mag niet te veel inin en uitschakelen.
Bij een snel reagerend verwarmingssysteem, zoals met convectoren,
moet een buffervat worden toegepast. Bij kleine installaties wordt
het buffervat gecombineerd
ecombineerd met de warmtapwaterboiler.
w
Omdat een warmtepomp, en vooral de bron, erg duur is wordt voor
grote installaties een bivalent systeem toegepast. Ongeveer de helft
van het vermogen wordt geleverd door de warmtepomp en het
andere deel door een gasketel.
tel. Alleen bij erg lage buitentemperatuur
is de gasketel nodig.
Warmtepompinstallaties kunnen ook worden gebruikt voor koeling
met een zeer hoog rendement. De opstelplaats moet geschikt zijn
voor de hoge vloerbelasting en geluid en trillingen niet overbrengen.
12
Gesloten warmtebronnen
bronnen voor
warmtepompen
Figuur 8; verticale en horizontale bodemcollector
Figuur 9; warmtepomp met collector in open water en lucht-water warmtepomp
De meest gebruikte bodemcollector
ollector bestaat uit een geboord gat met
kunststof buizen. Hierin stroomt de collectorvloeistof. De capaciteit
van een dergelijk bron is beperkt dus meestal worden er meerdere
bronnen gekoppeld. Een
en horizontale collector wordt toegepast als er
toch al veell grondverzet is. De aardwarmtekorf is een variant op de
horizontale collector. Incidenteel wordt de collector in
oppervlaktewater gelegd zoals bij drijvende woningen of gebouwen
aan open water.
De diepte van de bron en de capaciteit wordt bepaald door de
d
grondsoort en de grondwaterstroming. Aan de uitvoering van de
bron worden door de provincies eisen gesteld om verontreiniging van
het grondwater te voorkomen. In waterwin- en natuurgebieden is
soms een verbod op boren of is de maximale boordiepte beperkt
waardoor er meer bronnen moeten worden geboord.
De lucht water warmtepomp onttrekt warmte aan de
omgevingslucht. Hiervoor wordt een collectordeel met ventilator
buiten opgesteld. Er moet rekening worden gehouden met eventueel
eventue
geluid. Bij lagere buitentemperaturen
eraturen loopt het rendement sterk
terug. Voor deze toestellen moet daarom het gemiddelde rendement
over het seizoen worden gebruikt.
gebruikt
13
Open bronnen
nen voor warmtepompen en koelen.
Grotere warmtepompinstallaties onttrekken grondwater aan de
bodem en voeren
ren dit na gebruik weer terug in de bodem. Er worden
meestal twee bronnen gebruikt. In elke bron is een onderwaterpomp
en een retourklep gemonteerd. De bronnen moeten op voldoende
afstand van elkaar liggen. Na onttrekking van warmte wordt het
afgekoelde water in de andere bron teruggevoerd. Voor koeling
wordt de stroomrichting omgekeerd en wordt water uit de koude
bron onttrokken.. Dit opgewarmde water wordt in de warmtebron
gevoerd. Koeling met een koelmachine is dan niet of beperkt nodig.
Voor utiliteitsgebouwen
itsgebouwen is dit inmiddels een standaard oplossing.
De provincies eisen een thermische balans in de bodem. Vaak wordt
er meer koude dan warmte aan de bodem onttrokken
ont
en wordt deze
balans verstoord. Er zijn dan aanvullende
anvullende voorzieningen,
voorzieningen zoals
voorverwarming van ventilatielucht
ucht en/of een koeltoren, nodig die
voor thermisch evenwicht in de bodem zorgen.
.
14
Zonneboilers
Figuur 10; zonneboiler met druksysteem en zonneboiler met leegloopsysteem.
Zonneboilers besparen 40- 60% van het energiegebruik voor
tapwater. Zonneboilers kunnen worden onderscheiden naar het type
collector en het systeem van warmteoverdracht. Vlakke
plaatcollectoren zijn bij zonnestraling en lage luchttemperaturen
weinig effectief in
n tegenstelling tot vacuümbuiscollectoren.
vacuü
Vlakke
plaatcollectoren
ectoren zijn relatief goedkoop en vallen minder op in het
dakvlak. Vacuümbuiscollectoren leveren ook in de winter nog
warmte.
Druksystemen gebruiken voor de warmte overdracht niet giftige
antivries. Om koken te voorkomen
voorkome wordt het systeem op druk
gehouden. Leegloopsystemen voorkomen beschadiging van het
systeem bij een te hoge temperaturen of bij vorst door de collector
leeg te laten lopen in een leegloopvat.
leegloopva
Omdat de watertemperatuur in een zonneboiler gevaarlijk hoog kan
worden wordt er in de uitgaande warmwaterleiding een mengventiel
geplaatst dat, indien nodig, koud water bijmengt. Het water uit een
zonneboiler moet altijd met een ander toestel worden naverwarmd.
Dit kan combiketel, warmtepompboiler of ander systeem zijn.
z
Zonneboilers hebben meestal grote inhoud en dus een groot gewicht.
Hier moet met de vloerbelasting rekening mee worden gehouden.
De hoogste opbrengst wordt verkregen bij een oriëntatie iets
westelijk dan Zuid en een hoek van 34o
15
Warmteterugwinning uit douche en badwater (Douche WTW)
Figuur 11; verticale en horizontale douche WTW
Een douche WTW bespaart 40- 60% van het energiegebruik voor tapwater. De warmte
uit het afgevoerde water van douches kan voor een deel worden hergebruikt voor het
voorverwarmen van het koude water. Omdat het verwarmen van het koude water
tegelijk gebeurt met het afvoeren van het warme water is dit systeem alleen geschikt
voor douches.
De verticale uitvoering kan worden gebruikt bij een vlakke douchebak op een
bovenliggende verdieping. Deze bestaat uit een metalen afvoerbuis met daaromheen de
koudwaterleiding. Een tegelvloer neemt veel warmte op en verlaagd hierdoor het effect
van het systeem. De horizontale warmtewisselaar bestaat uit een bak met
warmtewisselaar die onder de douchebak wordt geplaatst. De douchebak komt dus
altijd hoger dan de vloer.
De douche WTW kent geen onderhoudsgevoelige onderdelen en is daardoor
exploitatievriendelijk.
16
Ventileren.
Figuur 12; ventilatie,
ntilatie, circulatie en de meest voorkomende combinatie van ventilatie met circulatie.
In gebouwen wordt lucht vervuild
vervuil door CO2, vocht, en VOS(vluchtige
organische stoffen) onder andere als emissie uit bouw, interieur en
gebruiksmaterialen. Het vervangen
gen van deze vervuilde lucht door
schone buitenlucht wordt ventileren genoemd. Om te zorgen dat de
gehele ruimte wordt doorspoeld moet er voldoende circulatie in de
ruimte zijn.
De minimale ventilatiehoeveelheden worden in het bouwbesluit
genoemd. Vaak wordt
rdt meer geventileerd om een beter
binnenklimaat te verkrijgen. In goed geïsoleerde gebouwen is het
energieverlies door ventilatie meestal groter dan het energieverlies
door de schil. Dit energieverlies kan worden beperkt door de warmte
uit de afgevoerde lucht nuttig te gebruiken of door alleen te
ventileren als het nodig is. Nuttig gebruik van de restwarmte
rest
vindt
plaats bij het opwarmen van koudekoude toegevoerde ventilatielucht met
een WTW installatie of door de restwarmte
rest
te gebruiken in een
warmtepomp. Het beperken van de ventilatiehoeveelheden vind
plaats door alleen te ventileren bij aanwezigheid. De ventilatie wordt
dan gestuurd door een aanwezigheidsmelding,
aanwezigheid
sturing op vocht, CO2
of VOS. In de utiliteitsbouw wordt warmteterugwinning vaak
gecombineerd met
et een aanvullende sturing op CO2 of aanwezigheid.
17
Woningventilatie, hergebruik van rest warmte.
Figuur 13; hergebruik van warmte met gebalanceerde ventilatie, hybrideketel en warmtepompboiler.
Om met ventileren aan de EPC-eisen van het bouwbesluit te voldoen
kan warmte worden teruggewonnen uit de ventilatielucht (WTW) of
kan de ventilatie worden beperkt tot het hoogst noodzakelijke.
WTW systemen in de woningbouw zijn faalgevoelig. Het ontwerp, de
uitvoering en het inregelen moet zeer zorgvuldig gebeuren en laat
geen enkele ruimte voor fouten. Veel voorkomende fouten zijn; te
kleine luchthoeveelheden, te kleine kanalen met teveel en verkeerde
hulpstukken waardoor geluidsproblemen ontstaan en een verkeerde
plaats voor inblaasventielen die dan ook nog niet ingeregeld zijn.
Daarnaast worden de kanalen vaak beschadigd tijdens het instorten.
De fabrikanten hebben daarom een systeem met mechanisch sterke
kunststof slangen ontwikkeld waarbij de luchthoeveelheden per slang
vastliggen en het inregelen niet nodig of zeer eenvoudig uit te voeren
is. Het risico op ontwerp of uitvoering fouten is hiermee beperkt.
Extra energiebesparing kan worden gerealiseerd door schakeling op
basis van CO2 of vocht.
Andere manieren om de rest warmte uit de ventilatielucht te
gebruiken is het gebruik maken van een kleine warmtepomp voor de
basisverwarming. Deze kan worden gecombineerd met een
combiketel. Een ander gebruik van de rest warmte is een
warmtepomp boiler voor warm tapwater.
18
Woningventilatie, beperken van de ventilatie hoeveelheid.
Figuur 14; woonhuisventilatie met plaatstalen kanalen en met flexibele kunststof buis
Veel partijen willen geen WTW-systeem toepassen vanwege het
slechte imago. Om toch aan de EPC-eisen te voldoen kan er ook een
systeem worden toegepast waarbij de ventilatie wordt aangepast aan
de vervuiling van het binnenklimaat. De afzuiging van de ventilatie
kan worden gestuurd op basis van tijd, CO2, vocht of VOS. Ook de
luchttoevoer moet worden geregeld. Zelfregelende roosters laten,
ongeacht de wind belasting op de gevel, de juiste hoeveelheid lucht
door.
Door elk vertrek apart aan te sluiten op een verzamelbox waarin
kleppen zijn gemonteerd, is het mogelijk om per vertrek te
ventileren. De klep en de ventilator worden dan gestuurd met de CO2
sensor in de verblijfsruimtes en de natte ruimtes worden gestuurd
op basis van stijging van het vochtgehalte. Het aansluiten van de
individuele ruimtes gebeurt met behulp van kunststof slang.
De uitvoering en de manier van regelen is verschillend. Het meest
geavanceerde systeem kent motorbediende luchttoevoerkleppen en
een centraal regelsysteem. Bij ventilatievraag gaat de afzuigventilator
harder draaien en wordt het luchttoevoerrooster verder geopend.
Bij geringe luchtbeweging zoals bij vloerverwarming kan er koudeval
bij de luchttoevoerroosters ontstaan.
19
Warmteterugwinning
Figuur 15; warmteterugwinning met een platenwisselaar, een twincoil en een warmtewiel.
Factoren die mede
ede bepalend zijn voor het type warmteterugwinning
zijn onder andere hygiënische eisen, de beschikbare plaats en of er
behalve warmte, ook vocht moet worden uitgewisseld.
Bij een platenwisselaar stroomt aan de ene zijde van de plaat warme,
afgezogen lucht en aan de andere zijde van de plaat koude
buitenlucht die hierdoor wordt opgewarmd. Het twincoilsysteem
bestaat uit twee lucht- vloeistof warmtewisselaars die in het aanvoer
en retourkanaal worden geplaatst. Deze zijn verbonden met de
vloeistofleiding. Retour- en aanvoer lucht komen niet met elkaar in
contact. Een warmtewiel bestaat uit ronddraaiende dunne aluminium
platen die afwisselend in de koudekoude en warme luchtstroom komen.
Deze platen zijn meestal gecoat met een vochtabsorberend
vochta
materiaal.
Kleinere systemen zijn voornamelijk uitgerust met een
platenwisselaar. Twincoil-systemen
systemen kunnen worden toegepast als de
aanvoer- en retourluchtbehandelingska
behandelingskasten niet bij elkaar staan.
Warmtewielen
len kunnen behalve warmte ook vocht uitwisselen en
hebben hierdoor een hoog rendement. Ze zijn bestemd voor grote
luchthoeveelheden maar kunnen niet worden gebruikt als er hoge
hygiënische eisen worden gesteld.
20
Klimaatinstallaties in utiliteitsbouw.
De belangrijkste factoren die de keuze van klimaatinstallaties bepalen zijn de fysische
eigenschappen van het gebouw, de hoeveelheid warmte die moet worden weggekoeld,
de luchtkwaliteit, en de regelbaarheid.
De massa van het gebouw is van grote invloed op het klimaat in de zomer. Een zwaar
gebouw zal langzaam opwarmen en vraagt daardoor minder koel vermogen dan een
licht geconstrueerd gebouw.
De interne warmte last die moet worden weggekoeld bestaat uit de warmte van
personen, apparaten en verlichting. In een schouwburg is de warmte van personen
groot, in een studio die van verlichting en in een serverruimte de apparaten. De externe
warmtelast bestaat voornamelijk uit zonnewarmte. Het glasoppervlak, de glaskwaliteit
en de plaats van zonwering is hierop van grote invloed.
De luchtkwaliteit kan op elk gewenst niveau worden gebracht. Er wordt altijd beperkt
gefilterd om de installaties en de uitblaastroosters schoon te houden. Al naar gelang de
eisen kan er verder worden gefilterd. In operatiekamers of clean rooms worden er heel
andere eisen gesteld aan de installaties maar ook aan de luchtdichtheid van de
vertrekken. Beter filteren betekend extra energiegebruik en meer filtervervanging.
Het niveau van regelbaarheid kan variëren tussen een zelfde klimaat in een heel gebouw
tot klimaatregeling op vertrek- of werkplekniveau. Ook dit is van grote invloed op de
keuze van het klimaatsysteem en de investering.
21
Luchtbehandeling en koelen
Figuur 16; links een direct expansie systeem. Vaak is de koelmachine en de condensor al samengebouwd
in de luchtbehandelingskast.
ast. Rechts een systeem waarbij in de koelmachine koud water wordt gemaakt.
In moderne goed geïsoleerde gebouwen is het benodigde vermogen voor koelen
en groter
dan voor verwarmen. Op basis van duidelijk gedefinieerde eisen aan het binnenklimaat,
bijvoorbeeld 24° binnentemperatuur bij 29° buitentemperatuur, wordt er een koellastkoellast
en een temperatuuroverschrijdingsberekening gemaakt. De temperatuur
overschrijdingsberekening geeft aan hoeveel uur per jaar de gewenste
binnentemperatuur worden overschreden bij een bepaalde koelcapaciteit. Het
gewenste binnenklimaat handhaven bij elke optredende buitentemperatuur leidt tot
(te) grote installaties met als gevolg (te) grote investering, hoge energieenergie en
onderhoudskosten en slechte regelbaarheid.
Koude kan worden gemaakt
kt in een koelmachine of worden onttrokken aan de bodem.
Is er op slechts enkele plekken koude nodig kan de koude van het koudemiddel
rechtstreeks worden benut.. De koeler wordt dan geplaatst in bijvoorbeeld de
luchtbehandelingskast van een All Air-systeem.
Air
Dit wordt een “direct expansiesysteem”
genoemd. Is er op heel veel plaatsen koude nodig, bijvoorbeeld bij koeling per vertrek,
kan als tussenmedium water of glycol worden gebruikt. In de koelmachine wordt het
tussenmedium afgekoeld en in de vertrekken wordt warmte opgenomen. Een
tussenvorm is het VRF (variable refrigerant flow)systeem waarbij het koudemiddel
rechtstreeks naar de vertrekken wordt gebracht naar een luchtkoeler.
De warmteafvoer vindt plaats in een koeltoren. Watergekoelde koeltorens vragen
vragen veel
onderhoud en milieumaatregelen maar hebben een hoog rendement. Meestal wordt
22
een luchtgekoelde koeltoren, condensor, gebruikt. Hierbij is de geluidsproductie een
aandachtspunt.
Ventileren.
Figuur 17; ventilatie met warmteterugwinning en naverwarmer, rechts met "topkoeling"
In vrijwel alle gebouwen wordt mechanisch geventileerd. De buitenlucht wordt gefilterd
en met behulp van een ventilator en kanalen in een gebouw gebracht. Deze lucht wordt
met behulp van ventilatoren afgezogen. De luchthoeveelheden worden hier bepaald
door de gewenste ventilatie.
In de winter wordt deze toegevoerde ventilatielucht voorverwarmd om koudeval te
voorkomen. Koude lucht is zwaarder dan de lucht in de vertrekken en kan daardoor
ongewenste koude luchtstroming veroorzaken. In de vertrekken is een
verwarmingselement aangebracht dat voor de verwarming van een vertrek zorgt. De
toevoerlucht kan in de winter worden bevochtigd. Bevochtigen kost relatief veel
energie.
Vaak wordt deze toegevoerde ventilatielucht ook gekoeld. De luchthoeveelheden
worden echter niet bepaald door het gewenste koelvermogen maar door de
ventilatiebehoefte. De koeling is beperkt en men spreekt dan ook van "topkoeling". Het
koelen van lucht betekent in het algemeen dat de lucht ook wordt ontvochtigt. Dit kost
energie maar draagt ook bij aan de behaaglijkheid.
23
Koelen all air
Bij All Air-systemen vindt het energietransport, warmte en koude, uitsluitend plaats
door de luchtkanalen. Om te voorkomen dat de luchtkanalen te groot worden is All Air
alleen geschikt voor een beperkte koellast.
CAV (constant air volume)-systemen blazen een constante hoeveelheid gekoelde lucht in
de ruimte. In het verlaagde plafond wordt de CAV-unit aangebracht. Om onderkoeling
van de ruimte te voorkomen is in de unit een naverwarmer aangebracht. Bij te lage
ruimtetemperatuur wordt de ingeblazen, gekoelde lucht naverwarmd.
VAV (variabel air volume) systemen blazen een wisselende hoeveelheid gekoelde lucht
in de ruimte. In het verlaagde plafond wordt de VAV unit aangebracht. De hoeveelheid
ingeblazen koelde lucht wordt aangepast aan de warmteproductie van de ruimte. De
minimale luchthoeveelheid wordt bepaald door de ventilatiebehoefte. Wordt de ruimte
bij de minimale luchthoeveelheid toch te koud kan een naverwarmer worden
aangebracht.
Om koudestraling van de gevel te compenseren is vaak een radiator gemonteerd. Bij een
thermisch goede gevel is dit niet noodzakelijk.
24
Fancoil- en inductie-units
units.
Figuur 18; Links een installatie met fancoillunit.
fancoil
De
e bovenste afbeelding is gekoppeld aan een centrale
luchtbehandeling. De onderste
nderste unit zorgt zelf voor de benodigde ventilatielucht.
ventilatielucht De
e rechter afbeelding
geeft een wand- en plafond inductie-unit
unit weer.
Bij een middelgrote koellast worden
rden vaak inductie-units
inductie units toegepast. Deze worden langs
de wand
nd of in het plafond gemonteerd. De ventilatielucht wordt toegevoerd naar de
inductie-units. In de inductie-units
units is een koelbatterij gemonteerd. De inductie-units
inductie units zijn
zo gemaakt dat de ingeblazen ventilatielucht
ventilatie
ruimtelucht aanzuigt en door de
koelbatterij voert. Hierdoor kan een kleine hoeveelheid ventilatielucht toch een goede
luchtcirculatie door het vertrek bewerkstelligen. Er kan, naast de koelbatterij, ook een
verwarmingsbatterij worden gemonteerd.
gemo
Wordt één batterij voor koelen en
verwarmen gebruikt spreekt men van een Change-over
Change
systeem.
Fancoilunits, ook ventilatorconvector genoemd, zijn geschikt voor een grote koellast. In
het verlaagde plafond of langs de wand worden de units gemonteerd.
gemonteerd. In de unit bevindt
zich een filter, een ventilator en een koel en/of verwarmingsbatterij. De ruimtelucht
wordt aangezogen en in de unit gekoeld of verwarmd. De voorbehandelde
ventilatielucht wordt apart in de ruimte gebracht of in de aanzuigruimte van de
de unit. Bij
de selectie moet rekening worden gehouden met de geluidsproductie van de ventilator.
Inductie- en fancoil- units zijn zeer geschikt om de temperatuur per vertrek nauwkeurig
te regelen.
25
VRF en verdampingskoeling
_
Figuur 19; VRF systeem en een systeem met adiabatische koeling
Multi-splitsystemen kennen één buitendeel. Hierop worden enkele binnendelen
aangesloten. Deze binnendelen kunnen voor koelen en verwarmen worden gebruikt.
Het wordt vooral toegepast wanneer enkele vertrekken moeten worden gekoeld.
VRF (variable refrigerant flow)-systemen transporteren het koudemiddel als
energiedrager door het gebouw. Het koudemiddel, “refrigerant”, wordt direct gebruikt
voor het afvoeren of opwekken van warmte in het vertrek. In het vertrek wordt een
fancoil-unit gemonteerd die kan worden gebruikt voor koelen en verwarmen. Daardoor
kan aan het ene vertrek warmte worden onttrokken en kan met deze warmte een ander
vertrek worden verwarmd. De units zijn desgewenst te gebruiken voor de aan- en afvoer
van ventilatielucht. Er worden dan geen grote ventilatiekanalen in schachten en
transportzones aangebracht. Daardoor is dit systeem geschikt voor het verbeteren van
het klimaat en het energiegebruik van bestaande gebouwen. Nadeel is de grote
koudemiddelinhoud waardoor er hoge eisen worden gesteld aan het beheer en
onderhoud.
Bij verdampingskoeling wordt water gesproeid in de afgezogen lucht. Door het
verdampen koelt de afgezogen lucht af. Deze afgekoelde lucht wordt door het
warmteterugwinningsysteem gevoerd en koelt dan de toevoerlucht af. De investering en
het energiegebruik zijn laag. Bij een hoge luchtvochtigheid werkt dit systeem niet zodat
koeling niet onder alle omstandigheden kan worden gegarandeerd. De
onderhoudsgevoeligheid wordt sterk bepaald door de waterbehandeling.
26
Betonkernactivering en klimaatplafonds
Figuur 20; Betonkernactivering en klimaatplafonds
In gebouwen waar veel oppervlak in contact staat met de te klimatiseren lucht, kan BKA
( betonkernactivering) worden toegepast. In de constructie, en vooral de vloeren,
worden leidingen gemonteerd. In de winter wordt de gehele bouwconstructie enkele
graden boven de gewenste ruimte temperatuur gehouden. In de zomer wordt de
constructie enkele graden
aden onder de ruimte temperatuur gebracht. De constructie kan
24 uur per dag energie opnemen en accumuleren en afgeven wanneer het nodig is. Er is
daardoor een
en beperkt verwarmingsverwarmings of koelvermogen nodig.
Voor koelen geldt dat de constructie niet te ver af
af mag koelen om condensatie te
voorkomen en kan een beperkt koelvermogen worden bereikt. Daarom wordt
luchtbehandeling gebruikt voor aanvullende koeling en,
en indien noodzakelijk, voor een
snelle regeling.. Bouwkundig kunnen er geen verlaagde plafonds worden toegepast en
moeten er akoestische maatregelen worden genomen.
Bij werkplekklimatisering kan het hoogste comfortniveau voor de gebruiker worden
gecreëerd. Dit kan bijvoorbeeld worden gerealiseerd met klimaatplafonds. Per werkplek
kan het klimaat in beperkte
kte mate worden geregeld. Energiebesparing kan worden
gerealiseerd door het koppelen van het klimaat aan aanwezigheid en bijvoorbeeld
raamcontacten zodat bij het openen van een raam de klimatisering wordt uitgeschakeld.
uitgeschakeld
27
Verdringings ventilatie en cleanrooms.
Figuur 21; Links verdringingsventilatie in een ruimte met een hoge warmtebelasting zoals een studio.
Rechts het inblazen van koude lucht uit het plafond in een cleanroom. Hier zakt de koude lucht en
ontstaat een kolom.
In de veel toegepaste luchtbehandelingsystemen in scholen, kantoren etc. wordt de
ingeblazen lucht gemengd met de ruimtelucht. Als er veel luchtwisselingen nodig zijn,
bijvoorbeeld bij een hoge koellast of een bepaalde luchtkwaliteit, kan de luchtbeweging
voelbaar worden als tocht. Om dit te voorkomen kan verdringingsventilatie worden
toegepast. Bij verdringingsventilatie wordt gekoelde lucht met een lage snelheid
ingeblazen. De gekoelde lucht blijft als een deken op de grond hangen. Bij
warmtebronnen zoals mensen, camera's en andere apparaten wordt de lucht
opgewarmd en stijgt omhoog. Deze opgewarmde lucht wordt afgezogen. Groot voordeel
is dat niet de hele ruimte behoefte worden gekoeld.
In clean rooms, operatiekamers etc. wordt verdringingsventilatie toegepast om te
voorkomen dat vervuilde lucht gemengd wordt met schone lucht. Ook worden deze
ruimtes onder een kleine over- of onderdruk gehouden. Om te voorkomen dat vervuilde
lucht in de schone ruimte komt wordt de ruimte onder overdruk gehouden zoals in een
operatiekamer. Mag vervuilde lucht niet naar buiten treden dan wordt de ruimte onder
onderdruk gehouden zoals in een quarantaine kamer. Over- en onderdrukruimtes
functioneren alleen maar goed als de ruimte bouwkundig volledig luchtdicht is. Daarom
worden industriële cleanrooms veelal als dichte doos in de bouwkundige ruimte
geplaatst.
28
Domotica
Met behulp van domotica kan het comfort in een gebouw omhoog en het
energiegebruik omlaag worden gebracht. Klimaatregeling, verlichting, zonwering,
beveiliging en het schakelen van andere elektrische apparaten kunnen met behulp van
domotica worden bediend.
De bediening vindt plaats van uit een centraal bedieningspaneel en vanuit de ruimte
waarin de apparaten zich bevinden. De communicatie binnen het gebouw kan
plaatsvinden via powerlijn (dat is het elektriciteitsnet), via een bus (een aparte lijn) of
draadloos. De communicatie van buiten met het centrale bedieningspaneel kan
plaatsvinden via internet of telefoon.
Apparatuur voor klimaatregeling is verkrijgbaar voor rechtstreekse aansturing vanuit
een domotica-systeem. Voor zonwering zijn speciale bedieningseenheden ontwikkeld.
Deze kunnen handmatig en van uit het domotica-systeem worden bediend. Voor het
domotica-systeem zijn dan ook weer windsnelheid en zonnestralingsmeters
verkrijgbaar. De verlichting en losse elektrische apparaten kunnen worden bediend met
speciale wandcontactdozen of dimmers die handmatig en vanuit het domotica-systeem
worden gestuurd. Voor zorgfuncties kunnen alarm, oproepsystemen en
observatiesystemen worden geïntegreerd.
Een beperkte vorm van domotica zijn de verwarmings- en koelregelingen waarbij in een
woonhuis vanuit één vertrek alle andere vertrekken kunnen worden geregeld. Deze
regelingen kunnen ook vanaf afstand worden bediend. Soms is het mogelijk om hierop
ook enkele andere apparaten te schakelen.
29
Gebouwenbeheers- en managementsystemen.
Figuur 22; blokschema van een gebouwbeheerssysteem
Het efficiënt beheren van technische installaties vindt veelal
veela plaats met behulp van een
GBS (gebouwenbeheerssysteem). Deze systemen kunnen ook worden gebruikt voor het
managen van het energiegebruik en worden dan GMS (gebouwmanagementsysteem)
genoemd. Klimaatbeheersing, verlichting en toegangscontrole kunnen in één systeem
worden geïntegreerd. Het meest eenvoudige systeem regelt alleen de collectieve
verwarmings- en klimaatinstallatie. Op vertrekniveau worden dan “stand alone”
regelingen gebruikt. Gebruikelijk is dat storingen automatisch worden doorgemeld naar
de installatiebeheerder. Deze kan inloggen in het systeem om de juiste maatregelen te
treffen. De gebouwbeheerder kan enkele parameters beperkt wijzigen zoals de
temperatuur en de bedrijfstijden, bijvoorbeeld bij overwerk.
De GBS/GMS kunnen worden gekoppeld aan een toegangsregistratiesysteem, een
aanwezigheidsmelding op vertrek niveau, het al of niet openen van ramen en de sturing
van de verlichting. Het klimaat en de verlichting worden dan op vertrek of werkplek
niveau geregeld. Al deze factoren beïnvloeden het energiegebruik van een gebouw en
kunnen worden gebruikt om de klimaatinstallaties zo efficiënt mogelijk te laten werken.
30
PV-panelen.
PV (Photo Voltaisch) kunnen zijn uitgevoerd als dunnefilm of kristallijn paneel.
Kristallijne panelen hebben een vermogen van circa 135 Wp/m2. Wp geeft het
piekvermogen aan wat het paneel onder genormaliseerde meetcondities kan leveren.
Globaal uitgangspunt is dat per 100 Wp ongeveer 90 kWh aan elektriciteit per jaar kan
worden geleverd.
Dunne filmpanelen kunnen worden aangebracht op gebogen oppervlakten en kunnen
zijn uitgevoerd in verschillende egale kleuren. Daardoor kunnen ze beter worden
ingepast in het bouwkundig ontwerp. Dunne filmpanelen hebben een vermogen van
circa 70 W/m2. Doordat deze panelen bij hogere temperaturen goed blijven presteren
en ook indirect licht om kunnen zetten in stroom is de stroomlevering op jaarbasis voor
beide soorten ongeveer gelijk. Wel is de levensduur korter dan kristallijne panelen.
De meest ideale oriëntatie is enkele graden westelijk ten opzichte van het zuiden onder
een hoek van 34°. Bij een oriëntatie tussen Zuidoost en Zuidwest en een dakhelling
tussen de 20 en 45° zal de stroomlevering met circa 10% afnemen. Door de snel dalende
prijs van PV-panelen is de precies juiste oriëntatie minder belangrijk geworden.
31
Drukverhoging drinkwater en brandblussing.
Figuur 23; drukverhoging met drukvat en drukverminderingstoestel, toerengeregelde installatie en een
brandpomp
In gebouwen zonder brandslanghaspels is vanaf de derde verdieping de druk op de
tappunten te laag. Brandslanghaspels op de tweede verdieping hebben meestal
onvoldoende druk om goed te functioneren. Hiervoor wordt een
drukverhogingsinstallatie toegepast. De eenvoudigste installatie bestaat uit enkele
pompen en een klein drukvat. Het energiegebruik is hoog en in het drukvat kan
legionellabesmetting optreden. Deze installaties kunnen aanzienlijke
drukschommelingen veroorzaken wat weer kan worden beperkt met een
drukverminderingstoestel. Dit geeft energieverlies, geluid en extra onderhoud. Moderne
drukverhogingsinstallaties zijn uitgerust met toerengeregelde pompen. Het
energiegebruik is laag, er treden geen drukschommelingen op en in veel gevallen is het
legionellagevoelige drukvat niet nodig.
Een brandpomp wordt toegepast als de brandslanghaspels hoger dan 4 m boven het peil
zijn voorgeschreven. Dit is een eenvoudige drukverhogingsinstallatie die wordt gestart
met een signaal uit de brandmeldcentrale.
In hoge gebouwen zijn de pompen van de brandweer niet voldoende sterk om het water
op de bovenste verdiepingen te krijgen. Hier worden dan brandbluspompen toegepast
die zijn aangesloten op het drinkwater en op blusleidingen in het gebouw. Er moeten
voorzieningen worden getroffen om te voorkomen dat op de onderste verdiepingen de
druk te hoog is.
32
Brandbestrijding.
Een begin van brand wordt gedetecteerd met een brandmeldsysteem. Op basis van
rook, warmte of lichtwisselingen van vlammen wordt brand gedetecteerd. Deze
installaties mogen niet zijn geïntegreerd in een ander systeem daar brandmeldsystemen
met functiebehoud moeten zijn uitgevoerd.
Vluchtwegen moeten zoveel mogelijk rookvrij blijven. Daarom worden in de
luchtkanalen elektrisch bediende kleppen opgenomen om het voorkomen dat de
luchtbehandelingsinstallatie rook gaat verspreiden. Trappenhuizen worden na een
brandmelding op een lichte overdruk gebracht om de trappenhuizen rookvrij te houden.
In daken van winkelcentra en hallen worden soms rookluiken geplaatst.
Gesloten parkeergarages moeten zo worden geventileerd dat de brandweer de
vuurhaard kan bereiken. Aan de hand van een dynamische simulatie wordt een
ventilatieplan gemaakt. Meestal moeten er grote luchthoeveelheden worden verplaatst.
Sprinklerinstallaties worden in veel gebouwen geëist door brandweer of verzekering. In
een natte sprinklerinstallatie wordt het hele systeem onder waterdruk gehouden.
Sprinklerkoppen bevatten een thermisch patroon wat openspringt bij een bepaalde
temperatuur. Het aantal sprinklerkoppen en de capaciteit worden bepaald door de
vuurbelasting. Een droge sprinklerinstallatie wordt geopend door het
brandmeldsysteem en wordt toegepast in ruimte met bevriezingsgevaar.
Als het waterleidingbedrijf niet voldoende water bedrijfszeker kan leveren moet er een
eigen voorraad water zijn. Dit vraagt veel ruimtebeslag. De installatie moet bedrijfszeker
zijn. Daarom wordt er een elektrische- en een dieselpomp toegepast. Als er een
noodstroomagregraat is kunnen er twee elektrische pompen worden gebruikt.
Droge blusleidingen hebben een aansluiting voor de brandweer op een veilige plaats. In
het terrein zijn in de nabijheid van de aansluiting een hydrant of brandput aanwezig. In
het gebouw zijn een op aantal plaatsen aansluitingen waarop de brandweer een slang
kan koppelen.
Natte blusleidingen worden gemaakt in hoge gebouwen en zijn voorzien van eigen
pompen daar de druk van pompen van de brandweer onvoldoende is voor hoge
gebouwen.
Hoogdruk blusleidingen vervangen soms de droge blusleidingen. Ze zijn uitgevoerd in
een kleine diameter met speciale koppelingen.
In ruimte waar blussen met water niet mogelijk is kan er met gas, meestal CO2, worden
geblust. Na een brandmelding wordt eerst een signaal gegeven zodat personen de
ruimte kunnen verlaten. De ventilatie wordt uitgezet en hierna stroomt het blusgas
binnen.
33
Liften
Figuur 24; lift met machinekamer, machinekamerloze lift en panoramalift
Tractieliften
Tractieliften, dat zijn liften met kabels, zijn geschikt voor hoge snelheden
snelheden en daarmee
voor hoge gebouwen. Er kan onderscheid worden gemaakt tussen liftmachines
li machines met een
tandwielkast of wormkast of een gearless liftmachine. De liftmachines worden
aangedreven met de frequentie geregelde draaistroomdraaistroom of gelijkstroom motoren.
Hiermee worden de aanloopstromen, belangrijk voor het aansluitvermogen, beperkt en
is versnelling of vertraging nauwelijks merkbaar. De gearless
ge
machine, zonder
tandwielkast, heeft een laag energiegebruik.
Voor hoge gebouwen en hoge rijsnelheden is een machinekamer
machinekamer boven de liftschacht
liftsch
noodzakelijk. Voor middelhoge
hoge gebouwen, waar een hoge snelheid niet nodig is, kan een
machinekamerloze lift worden toegepast. De liftmachine wordt dan in de uitloop van de
liftschacht gemonteerd. De schakelkast wordt dan op de
de hoogste verdieping naast de
liftentree gemonteerd. Panoramaliften, waarbij de liftkooi langs de buitenzijde van het
gebouw beweegt, zijn vrijwel altijd voorzien van een liftmachinekamer. Aan de
maatvoering van de liftschacht worden hoge eisen gesteld.
34
Hydraulische- en plateauliften.
plateauliften
Figuur 25; hydraulische lift met hefcilinder in buis, hefcilinder naast de kooi en een schroefspindellift.
Voor verticaal transport over enkele verdiepingen en hoge hefvermogens worden wel
hydraulische
ulische liften toegepast. De rijsnelheid is laag. Bij een hydraulische lift is er enige
vrijheid in de in de plaatsbepaling van de liftmachine. Ook is er geen uitloop bovenaan
de liftschacht nodig. In de bodem van een liftschacht wordt een buis geboord of geheid.
In deze buis wordt een hydraulische hefcilinder geplaatst. Bij een ander type wordt een
hefcilinder naast de kooi geplaatst en met een kabel aan de liftkooi verbonden.
Schroefspindelliften worden voortbewogen door een ronddraaiende schroefdraad. Dit
Di
mechanisme kent een lage rijsnelheid en is geschikt voor een beperkte hefhoogte. De
liftschacht is zelfdragend en vraagt geen machinekamer, liftput of schachtuitloop.
35
Verlichting.
Verlichting met gloeilampen wordt door het lage rendement steeds minder toegepast.
FL verlichting, de bekende TL bakken, kunnen worden voorzien van long life lampen, en
hebben dan de hoogste lichtopbrengst bij de laagste milieubelasting, investerings- en
exploitatiekosten. De bekende spaarlampen vallen in dezelfde categorie.
Halogeenverlichting krijgt steeds hogere rendementen. Door het coaten van het glas en
een aangepaste gassamenstelling wordt de lichtopbrengst steeds hoger bij een langere
levensduur.
LED verlichting is maatschappelijk een topic maar is nog verre van uitontwikkeld. Het
verminderen van de lichtopbrengst en het veranderen van de lichtkleur gedurende de
levensduur vraagt een zorgvuldige selectie. De helft van de lampen moet aan het eind
van de opgegeven levensduur nog 70% van het licht uitstralen. De andere helft hoeft
daar dus niet meer aan te voldoen. Als een gebouw volledig wordt voorzien van LED
verlichting moet rekening worden gehouden met de slechte cos ϕ. Dit betekent dat er
meer verliezen in het net optreden en er soms zwaardere kabels moeten worden
toegepast.
Natriumlampen hebben een hoge lichtopbrengst maar geven kleuren slecht weer. De
contrastwerking is groot en daardoor is deze lamp erg geschikt als straatverlichting.
Super-hogedruk natriumlampen hebben wel een goede kleurweergave.
Het nieuwe bouwbesluit geeft vrijwel geen regels voor het verlichtingniveau zodat de
besteksomschrijving ook op dit gebied steeds belangrijker wordt.
36
Elektrische
lektrische voorzieningen.
Het nieuwe bouwbesluit 2012 schrijft vrijwel geen voorzieningen meer voor. Er is geen
verplichting
ichting voor het aanleggen van technische installaties. Als deze installaties zijn
aangebracht moeten ze veilig en betrouwbaar zijn. De elektrische installatie moet
voldoen aan de veiligheidsvoorschriften van NEN 1010. De verlichtingsinstallatie moet
zodanig
ig zijn dat het gebouw veilig kan worden verlaten. Hiervoor wordt één LUX
aangehouden. Dit is het niveau van noodverlichting. Voor de praktische bruikbaarheid
van een gebouw moeten dus in het bestek concrete verlichtingseisen worden
opgenomen.
ozen moeten altijd zijn voorzien van randaarde. Het is gebruikelijk
Wandcontactdozen
toestellen met een groot verbruik zoals wasmachines, drogers, ovens en kookplaten, op
een aparte groep aan te sluiten. Bij toepassing van een warmtepomp is meestal
krachtstroom nodig en zall de groepenkast hierop moeten worden aangepast. De NEN
1010 kent vrijwel geen eisen voor het minimale aantal aansluitpunten zodat dit ook in
het bestek moet worden opgenomen.
Noodzakelijke communicatievoorzieningen zoals een kabelkabel of glasnetaansluiting zijn
niet verplicht gesteld. Ook deze moeten, in overleg met de gebruiker, worden
omschreven.
In utiliteitsgebouwen moet rekening worden gehouden met grote stroomgebruikers
zoals koelmachines, warmtepompen, liften,
liften roltrappen en servers.
Spanning.
Elektriciteit
triciteit wordt in de wijk getransformeerd van 10 kV naar een lagere spanning. Voor
grote gebouwen wordt soms een eigen transformatorruimte gevraagd. Op
gebouwniveau wordt elektriciteit meestal binnengebracht als 3-fasenaansluiting
fasenaansluiting met
een spanning tussen de fasen van 380-400
380 400 volt. Tussen een fase en een nulleider heerst
een spanning van 230-240
240 volt, de gebruikelijke spanning voor verlichting en apparaten.
37
3-fasenkrachtstroom wordt gebruikt voor grotere vermogens zoals koelmachines,
ventilatormotoren, warmtepompen en liftmachines. Aanloopstromen van motoren
kunnen bepalend zijn voor het aansluitvermogen maar kunnen worden beperkt door het
toepassen van elektronische aanloopstroombegrenzers.
Voor woningen met warmtepompen is soms een krachtstroomaansluiting noodzakelijk
waar extra vastrecht voor moet worden betaald. Dit kan een negatieve invloed hebben
op de exploitatiebegroting.
Toepassing van gelijkstroom (laagspanning) netten, bijvoorbeeld 24 of 48 volt, voorkomt
verliezen in de bekabeling. Bij toepassing van PV-panelen en opslag in accu’s is geen
omvormer nodig. Nadeel is dat bij gelijk vermogen en bijvoorbeeld 24 volt de
kabeldoorsneden circa 10 keer groter moeten worden ter opzichten van de gebruikelijke
netspanning. Als een dergelijk gelijkstroomnet niet alleen voor verlichting wordt
gebruikt maar ook voor apparaten zullen er alsnog omvormers worden toegepast omdat
er weinig apparaten verkrijgbaar zijn voor gelijkstroom.
Aarde en bliksemafleiding.
Een belangrijk deel van de veiligheid van elektrische installaties wordt bepaald door een
goede aardingsinstallatie. Bij isolatiefouten, waarbij een deel van een apparaat spanning
kan komen te staan, zal de stroom direct afvloeien naar aarde en niet via het lichaam.
Een aardlekschakelaar meet de stroom die afvloeit naar de aarde en zal bij
overschrijding van een vooraf ingestelde veilige waarde de spanning afschakelen.
Hoe het meest efficiënt een goede aarde kan worden gerealiseerd is afhankelijk van de
bodemgesteldheid. Aansluitingen op het aardsysteem worden gemaakt in de meterkast,
de liftschacht en de staalconstructie. Een veelgebruikte manier is het doorlassen of
vastpersen van de wapening in de fundering. Vaak wordt er een aparte staaf voor
opgenomen. Er wordt dan een ringleiding gecreëerd waarin ook wapeningsstaven van
heipalen worden opgenomen. Bij een fundering op staal worden er aan de ringleiding in
de fundering "catwell" platen opgenomen. Hierop kan dan een geslagen aardelektrode
worden gekoppeld.
De laboratoria, studio’s, en computerruimten vragen vaak een schone aarde. Dit is een
apart aardingsysteem wat niet gebruikt mag worden als veiligheidsaarde.
38
Bliksembeveiliging.
Verzekeraars en de monumentenwet vragen voor een aantal gebouwen een
bliksembeveiligingingsinstallatie. De uitwendige bliksembeveiligingsinstallatie bestaat in
hoofdzaak uit horizontale dakleidingen met verticale ontvangers, afgaande leidingen,
meetkoppelingen en een aardingsysteem. Voor bestaande gebouwen worden de
afgaande leidingen uitgevoerd in koper of aluminium en langs de gevel aangebracht. In
nieuwbouwsituaties mag ook wapening worden door gelast of geperst zodat de
installatie aan het zicht wordt onttrokken.
De inwendige bliksembeveiliging bestaat vooral uit overspanningbeveiligingen. Door
blikseminslag kunnen er hoge spanningen in geleiders worden geïnduceerd. Een
overspanningbeveiliging, centraal en decentraal, beschermt de aangesloten apparaten.
Noodstroomvoorzieningen.
Het bouwbesluit vraagt voor veel gebouwen een noodstroomvoorziening zodat bij
calamiteiten de vluchtwegen herkenbaar zijn. Daarnaast kan er uit bedrijfstechnische,
bedrijfseconomische of veiligheidsredenen een noodzaak tot een
noodstroomvoorziening zijn.
Noodstroomarmaturen voor aanwijzing of verlichting van vluchtwegen kunnen zijn
voorzien van een eigen accupack. Bij uitvallen van de netspanning of de verlichting
schakelen deze automatisch in.
Inbraakbeveiliging- en brandmeldapparatuur is ook voorzien van een noodvoeding. In de
industrie, datacenters en gezondheidszorggebouwen wordt vaak een
noodstroomaggregaat geplaatst. Dit is vaak een dieselmotor met generator die
automatisch start bij een spanninguitval. De verdeling van elektrische installatie moet
hierop zijn aangepast zodat alleen belangrijke gebruikers elektriciteit geleverd krijgen.
Bij het aansluiten van het gehele gebouw wordt het noodstroomaggregaat
oneconomisch groot. Aan de opstellingsruimte van een noodstroomaggregaat worden
een groot aantal (milieu) eisen gesteld.
Bij het starten van het noodstroomaggregaat wordt de spanning enkele seconden
onderbroken. Als dit niet toelaatbaar is wordt een no-break installatie toegepast. Een
no- break installatie kan zijn opgebouwd uit accubatterijen met omvormers of uit een
elektromotor-generatorcombinatie met een zwaar vliegwiel. Bij spanninguitval kan het
vliegwiel enige seconden de elektriciteitslevering overnemen totdat het
noodstroomaggregaat is gestart.
39
In gebouwen met een sprinklerinstallatie wordt normaliter een elektrische en een
dieselaangedreven pomp toegepast. Bij toepassing van een noodstroomaggregaat
mogen in een aantal gevallen beide sprinklerpompen ook elektrisch worden
aangedreven.
Brandbeveiliging.
Een gebouw goed tegen brand beveiligen vraagt een integrale aanpak van bouwkundige
maatregelen zoals rook- en brandcompartimentering en materiaalselectie met
installatietechnische maatregelen. De brandmelddinstallatie is slechts één van die
technische maatregelen
Voor veel gebouwen eist het bouwbesluit een brandmeldinstallatie. Daarnaast stellen
verzekeringsmaatschappijen vaak aanvullende eisen. Een brandmelding kan worden
gemeld met een hand of automatische melder. Na een melding wordt het
ontruimingsalarm aangestuurd. Dan laten de deurmagneten de branddeuren sluiten, de
liften worden naar een veilige positie gestuurd, rookgasventilatoren worden gestart en
de brandkleppen in het ventilatiesysteem sluiten. Ook kan een brandbluspomp,
sprinklerinstallatie of gasblusinstallatie worden gestart. Aan de brandmeldinstallatie
worden dus veel andere installaties gekoppeld. Daarom is er vaak een koppeling met het
GBS-systeem. De brandmelding en ventilatie van gesloten parkeergarages vraagt extra
aandacht.
De bekabeling moet redundant (bedrijfszeker) worden aangebracht met speciale rode
bekabeling. Bij de brandweeringang is een brandweerpaneel waarop de brandweer kan
zien in welk gedeelte van het gebouw de brand is. In een aantal gevallen is automatische
doormelding naar de brandweer verplicht.
Overige beveiligingsinstallaties.
Voor bouwkundigen is het belangrijk te weten dat een inbraakbeveiligingingscentrale
binnen het beveiligde gebied moet worden aangebracht. Dit kan betekenen dat er
zwaardere deuren en beslag moeten worden gebruikt voor de opstelruimte. De
meldingen en uitlezingen worden vaak gekoppeld aan het GBS-systeem.
Toegangscontrole, objectbewaking en sociale bewaking worden vaak geïntegreerd in
domotica- en GBS-systemen.
40
Leidingmaterialen.
Drinkwaterinstallaties kunnen worden gemaakt van kunststof,
kunststof koperen en
roestvaststalen buis. Kunststof buis kan volledig van kunststof zijn gemaakt of
of worden
voorzien van een Aluminium verstijving, de zogenaamde meerlagenbuis. Deze buis is
eenvoudig te verwerken maar moeilijk te recyclen. De meerlagenbuis is niet geschikt
voor circulerende warmtapwatersystemen zoals worden gebruikt in hotels, ziekenhuizen
ziekenhui
en andere utiliteitsgebouwen waar warmtapwater een belangrijke rol speelt. Voor
warmtapwaterinstallaties blijft metaal het aangewezen materiaal. Koper is betrouwbaar
maar duur en diefstal gevoelig. Voor diameters > 40 mm is RVS meestal goedkoper.
Riolering- en hemelwatersystemen kunnen worden uitgevoerd in metaal of
verschillende soorten kunststof. Metalen systemen zijn van gietijzer of verzinkt staal en
zijn mechanisch sterk en brandveilig. PVC is eenvoudig te verwerken, goedkoop maar
chloorhoudend. Bijj verbranding komt dit chloor vrij. Polypropeen is mechanisch sterker
dan PVC en milieuvriendelijker. Polyetheen kent een zeer lange levensduur, is brandbaar
maar bij brand komen er geen giftige stoffen vrij. Om de akoestische eigenschappen van
kunststof systemen
ystemen te verbeteren zijn PVCPVC en polyetheenmaterialen verkrijgbaar met
een grote wanddikte en zware vulmaterialen. Deze materialen stralen aanzienlijk minder
geluid af.
In verwarmingsinstallaties worden de kleine diameters meestal uitgevoerd in kunststof
buis. Omdat in een verwarmingsinstallatie ook metalen onderdelen voorkomen moet de
buis diffusiedicht
dicht zijn. Dit betekent dat er geen zuurstof uit de lucht het systeem kan
binnendringen en corrosie veroorzaken. Voor verwarmingssysteem wordt veel
meerlagenbuis
uis toegepast. Voor vloervloer en wandverwarming wordt volkunststof PEX buis
gebruikt met een zuurstofremmende bescherming. Grotere diameters, vanaf circa 50
mm, worden traditioneel in stalen buis uitgevoerd. De tijdrovende lasverbindingen
worden meer en meer vervangen door pers-en
pers en groef koppelingen. Lasbare polybuteen
buis is verkrijgbaar tot circa 200 mm en wordt meer en meer toegepast voor
verwarmingssystemen met warmtepompen en koelsystemen.
Hemelwatersystemen.
41
Regenwater afvoeren buiten het gebouw kunnen zijn gemaakt van PVC of dunwandig
metaal zoals zink of koper. Ze moeten bestand zijn tegen eventueel mechanische
beschadiging. Hiervoor kan een metalen ondereind worden gebruikt.
Bij inpandige hemelwaterafvoeren moet rekening worden gehouden met geluidoverlast
en condens. Inpandige conventionele hemelwaterafvoersystemen kunnen aanleiding
geven tot onrealistisch grote diameters. Het hemelwaterafvoersysteem wordt dan
uitgevoerd als vacuümsysteem. Het vallende water trekt vacuüm en dit vacuüm wordt
gebruikt om het water met grote snelheid door de buis te zuigen. Door de grote snelheid
is het systeem zelfreinigend maar kan geluidsoverlast ontstaan. Door de grote snelheid
komen er ook grote krachten op het buizensysteem te staan. Deze systemen worden
daarom hoofdzakelijk van het mechanisch zeer sterke PE materiaal gemaakt met een
versterkt bevestigingssysteem. Door de kleine diameters van het vacuümsysteem en de
grote sterkte van PE buismaterialen kunnen deze systemen goed worden ingestort in
bijvoorbeeld kolommen. Hiermee kunnen geluidsproblemen worden voorkomen
Om bezwijken van de dakconstructie te voorkomen bij het niet functioneren van het
hemelwaterafvoersysteem moet de constructeur bepalen wat de maximale
waterhoogte op het dak mag zijn. Op basis hiervan worden de afmetingen en plaatsen
van noodoverlopen bepaald. De noodoverlopen kunnen zijn uitgevoerd als rechthoekige
"brievenbus" of als tweede hemelwaterafvoersysteem.
42
Gasinstallaties.
Figuur 26; gecombineerde balansventilatie,
balansventilati gestapelde bouw met individuele rookgasafvoer en
hoogbouw
Gas wordt o.a. gebruikt voor ruimteverwarming, koken, warmwaterbereiding van tap-en
tap
zwembadwater en industriële toepassingen.
Door de goede isolatie van moderne woningen is het gasverbruik voor
ruimteverwarming zo laag geworden dat er geen gasinfrastructuur meer wordt
aangelegd. Voor ruimteverwarming is men dan aangewezen op warmtepompen of biobio
brandstof en voor het koken op elektriciteit. In bestaande gebouwen vindt
ruimteverwarming in hoofdzaak plaats met aardgas. In nieuwe gebouwen wordt vaak
een deel van de warmte last geleverd door een warmtepomp met additioneel een
gasverwarmingsketel.
Gasverwarmingstoestellen met een vermogen groter dan 117 kW moeten worden
opgesteld in een stookruimte. Deze
Deze stookruimte mag uitsluitend worden gebruikt de
opstelling van gastoestellen waarbij onder meer eisen worden gesteld aan plaats in het
gebouw, de brandwerendheid en vluchtwegen.
Leidingen met een doorlaat tot 50 mm worden hoofdzakelijk in koperen buis uitgevoerd.
uitgevoerd.
Grotere leidingen worden gemaakt van stalen buis waarbij de kwaliteit van de
lasverbindingen wordt gecontroleerd.
ntroleerd. In niet-woongebouwen
niet woongebouwen moet de gasleiding
herkenbaar worden gemarkeerd met bijvoorbeeld gele verf. Diameters tot 32 mm
mogen ook in speciale
ciale geelgekleurde kunststof buis worden uitgevoerd. Er worden dan
wel nadere eisen gesteld aan het voorkomen van mechanische beschadiging en
aantasting door bijvoorbeeld UV licht.
Rookgasafvoersystemen kunnen zijn uitgevoerd in aluminium, roestvast staal of
kunststofbuis. Door het hoge rendement van de moderne gasketels koelen rookgassen
zoveel af dat deze met kunststof buis kunnen worden afgevoerd. In woningen met
balansventilatie en warmteterugwinning kan de luchttoevoer en rookgasafvoer van de
verwarmingsketel
ngsketel worden gecombineerd met het ventilatiesysteem. Er zijn dan minder
dakdoorvoeren nodig. Ook in gestapelde bouw zijn combinaties mogelijk.
43