Hygiënische ventilatie

Opleiding
Duurzaam Gebouw:
Renovatie met een
hoge energieefficiëntie: technische
details
Leefmilieu Brussel
HYGIENISCHE VENTILATIE
François LECLERCQ en Thomas LECLERCQ
MATRIciel sa
Energiebalans
Traditioneel appartement
Passiefappartement
(behalve hernieuwbaar)
Verwarming
SWW
Vereist een globale
benadering
Ventilatie
Hulpuitrusting
2
Plan van de uiteenzetting
1. Ventilatie?
●
Verliezen in het luchtbehandelingsnetwerk
verminderen bij renovatie
Verwarming
SWW
●
Bijzonderheden van systeem C en D
●
Gecentraliseerd of gedecentraliseerd?
●
Keuze van de recuperator?
●
Isolatie van de leidingen?
●
Voorbeeld van passiefrenovatie
2. Warmteproductie?
●
Ventilatie
Wat is de energie-efficiëntie van mijn
installatie?
Hulpuitrusting
●Een
●De
verwarmingsinstallatie begrijpen
productie van sanitair warm water SWW
3
Verliezen in het luchtbehandelingsnetwerk
verminderen bij renovatie
Evaluation
desverliezen
pertes
Evaluatie
van de
180
Verliezen
in het luchtbehandelingsnetwerk
Pertes aérauliques
[W/K]
[W/K]
Verliezen
door de gebouwschil
Pertes enveloppe
[W/K][W/K]
160
140
41
120
41
100
41
80
60
40
126
de verliezen in het
luchtbehandelingsnetwerk
maken 50% uit van de
totale verliezen
41
11
87
64
20
39
39
0
W/K
cas 1Isolatiecas
2
van
warmterecuperator +
goede luchtdichtheid =>
60% reductie van de
verliezen door ventilatie
en infiltraties samen.
cas 3
cas 4
de gebouwschil
cas 5
Dichtheid
9
20
cas 6
Isolatie
4
Verliezen in het luchtbehandelingsnetwerk
verminderen bij renovatie
Verliezen in het luchtbehandelingsnetwerk
› INFILTRATIE (onopzettelijk)
 Actie: luchtdichtheid
› VENTILATIE
Verliezen [W] = 0,34 x Debiet x (Tbinnen – Ttoevoer)
 Actie: debieten aanpassen aan behoefte
 Actie: voorverwarming toegevoerde lucht door
afgevoerde lucht
Verse lucht:
BUITEN
Verse lucht:
Afvoerlucht:
BINNEN
Toevoerlucht:
5
Systeem C – systeem D
Systeem D
Systeem C
–
–
+
–
–
–
–
Warmterecuperatie
In de winter veroorzaakt de pulsie dus geen ongemak
door een koudestroom want de nieuwe lucht werd
voorverwarmd.
Beperkte transmissie van de geluiden van buitenaf.
BNE
De lucht die het lokaal binnenkomt met de temperatuur – Dit systeem is duurder qua investering. 31
van de buitenlucht is een bron van ongemak in de winter. – Het elektriciteitsverbruik van de ventilators
is hoog, maar
kWh/m²
– Om deze koude luchtstroom op te heffen zijn de
blijft verwaarloosbaar ten opzichte van de daling van de
bewoners vaak geneigd om de gevelroosters manueel te
thermische verliezen door ventilatie.
sluiten, met als gevolg een verslechtering van de – Het ventilatie/warmterecuperatieblok en de bekledingen
binnenomgeving.
nemen veel plaatsruimte in het gebouw in. Verlaagde
– De gevelopeningen vormen akoestische zwakke punten
plafonds zijn vaak nodig in appartementen.
die bijzonder schadelijk zijn in een lawaaierige omgeving. – Een regelmatig onderhoud is onmisbaar.
– Er is geen warmterecuperatie mogelijk op de afgezogen – Groepsgeluid in het appartement moet beheerst worden
lucht.
6
–
-
Kost weinig aan uitbating en investering.
Het elektriciteitsverbruik van de ventilators is beperkt.
Mogelijkheid om het debiet te controleren door in te
grijpen ter hoogte van de extractieopeningen (afhankelijk
van de vochtigheid en/of aanwezigheid).
Systeem D bij renovatie?
Evaluation
des
pertes aérauliques
selon le niveau d'étanchéité
et le dichtheid
Evaluatie
van de
verliezen
in het luchtbehandelingsnetwerk
volgens
W/K
système
de ventilation
retenu
en gekozen
ventilatiesysteem
50
45
Systeem
weinig
n50 = 3/u
Syst. C C=>=>peu
dewinst
gainsnaaprès
n50=3/u
15 W/K
40
35
30
25
32 W/K
20
15
Ventilatie
Ventilationsysteem
systèmeCC
10
Ventilatie
Ventilationsysteem
système DD
5
0
5
4,5
4
3,5
3
2,5
2
1,5
1
0,5
0 n50(h-1)
7
Systeem C – systeem C+
Voordeel van systeem C+
•
Debietregeling volgens vochtigheid en/of aanwezigheid
•
Besparing van 50% op ventilatieverliezen is mogelijk
Lage polluentconcentratie
=>
laag debiet
Hoge polluentconcentratie
=>
hoog debiet
8
Systeem C +
Principes van het systeem C+
Regeling van het extractiedebiet volgens bezetting
• Badkamer, wasplaats: vochtigheidsdetectie
• Toiletten: vochtigheidsdetectie
• Keuken: vochtigheidsdetectie + bewegingsdetectie
9
Systeem C +
Beperking van het systeem C+
Het luchtdebiet wordt geregeld op basis van de bezetting van de vochtige
vertrekken. ‘s Nachts is het luchtdebiet minimaal, zodat de luchtkwaliteit
10
niet noodzakelijk gegarandeerd is in de slaapkamers
Systeem C +
11
Systeem C +
Tijdens de dag wordt
voornamelijk in de
leefruimtes geventileerd
Tijdens de nacht wordt
voornamelijk in de
slaapkamers geventileerd
12
Systeem C +
13
Systeem C +
Luchttoevoerrooster met
elektronische bediening
Bediening
Ventilatie door doorvoer
van lucht
Bedieningseenheid altijd aan rechterkant, van binnen gezien
Aanwezigheidsdetectie
Luchtafvoer
14
Systeem C +
OEFENING Berekening van de verliezen door ventilatie in de EPB
0,34 x debiet x reductiefactor x (18-Text) x tijd = MJ
m sec
Reductiefactor
warmterecuperator
Bezettingsfactor
Reductiefactor
Systeem C
1,1
1
0,8
0,88
Systeem C+
1,1
1
0,4
0,44
Systeem D
1,5
0,28
1
0,42
15
Systeem C +
Uitvoering in een appartementsgebouw
GECENTRALISEERD
GEDECENTRALISEERD
16
Systeem D
Theoretische begrippen
ENERGIE-EFFICIËNTIE
●
Drukval
●
Luchtsnelheid
●
SFP en ventilatierendement
●
Belang van de snelheidsvariatie
17
Energie-efficiëntie
Theoretische begrippen: drukval
De ventilator levert de energie om de lucht in de luchtleidingen op snelheid te
houden en zo de wrijvingsverliezen te compenseren.
De wrijvingsverliezen in het leidingnet wordt gekarakteriseerd door de term
"drukval", die de weerstand van het leidingnet tegen luchtverplaatsing
weergeeft.
Drukval
Bij verdubbeling van het debiet in de
leidingen, verviervoudigt de drukval
x4
x2
18
Energie-efficiëntie
Theoretische begrippen: drukval
Bron: Lindab
19
Energie-efficiëntie
Theoretische begrippen: drukval
Bron: Lindab
20
Energie-efficiëntie
Welk schema is het interessantst: A of B?
50 m³/u
50 m³/u
50 m³/u
50 m³/u
50 m³/u
50 m³/u
50 m³/u
50 m³/u
50 m³/u
50 m³/u
50 m³/u
50 m³/u
21
Energie-efficiëntie
Theoretische begrippen: vermogen geabsorbeerd door een ventilatiegroep
Pluchtbehandeling = q x p
Druk
Kromme van de ventilator voor een
bepaalde snelheid
Q = Volumiek debiet in m³/s
p = totale drukval van het
systeem in Pa
Drukval
Werkingspunt
Luchtbehandelingsvermogen
van de ventilator
Pgeabsorbeerd = Pluchtbehandeling / h
h
= Globaal rendement van het
ventilatiesysteem in functie van het
rendement van de motor, de ventilator,
de transmissie en de snelheidsvariator
Debiet m³/u
22
Energie-efficiëntie
Theoretische begrippen: vermogen geabsorbeerd door een ventilatiegroep
Pgeabsorbeerd = (q x p) / h
q = volumiek debiet in m³/s
p = totale drukval van het systeem in Pa
h = globaal rendement van het ventilatiesysteem
Het verbruik doen dalen
●
Het rendement doen stijgen

●
motor met gelijkstroom in plaats van wisselstroom
De drukval doen dalen

de snelheid beperken in het netwerk en in de ventilatiegroep
Voorbeeld voor een gepulseerd luchtdebiet (400 m³/u)
Pulsie
Drukval
Geabsorbeerd
vermogen
Rendement van
de motor
Elektrisch verbruik per m³
verplaatste lucht
Groep 450 m³/u
248 Pa
113 W
73,3%
0,28 Wh/m³
Groep 600 m³/u
190 Pa
89 W
66,6%
0,22 Wh/m³
-22%
23
Herhaling van de theorie
OEFENING
SFP: SPECIFIC FAN POWER
LEZING TECHNISCHE FICHE
24
Energie-efficiëntie
Theoretische begrippen: vermogen geabsorbeerd door een ventilatiegroep
Door de ventilator te leveren luchtbehandelingsvermogen naargelang van de
gekozen snelheid
Wanneer het luchtdebiet in het netwerk wordt gedeeld door
2, wordt het verbruik gedeeld door 4 - 5
Debiet m³/u
15W
31 W
70 W
25
Energie-efficiëntie
P luchtbehandeling = q x (pint + pext)
Het luchtbehandelingsvermogen is het vermogen dat nodig is voor de
luchtverplaatsing doorheen de ventilatiegroep en het ventilatienet
Interne belastingverliezen
Externe belastingverliezen
26
Oefening
OEFENING
Een technische fiche van een individuele
groep lezen
27
Systeem D
Gecentraliseerde ventilatiegroep
Gedecentraliseerde ventilatiegroep
28
Systeem D
Gecentraliseerde ventilatiegroep
Gedecentraliseerde ventilatiegroepen
Voordelen
Voordelen
•
Gemakkelijker in werking te
stellen
•
Iedereen recupereert zijn eigen
warmte
•
Gemakkelijk onderhoud bij
verhuur
•
Iedereen betaalt zijn eigen
energieverbruik
•
Meer plaats en minder lawaai in
de appartementen
•
Iedereen beheert het onderhoud
van zijn systeem
•
Nadelen
•
Elk appartement is niet onafhankelijk wat betreft
zijn verbruik
De temperatuur van overgenomen lucht is het
gemiddelde van de luchttemperaturen die zijn
overgenomen voor de appartementen
•
De regeling verloopt niet zo soepel
•
De kosten zijn forfaitair verdeeld. Dit zet niet aan
tot een verantwoorde attitude
•
Niet noodzakelijk goedkoper als men de organen
voor de verdeling in secties meetelt
De energie-efficiëntie van een ventilatiesysteem
met gescheiden eenheden is beter
Nadelen
•
Moeilijk onderhoud, vooral bij verhuur
•
Plaatsruimte
•
Lawaai van de ventilators
29
Gecentraliseerd of gedecentraliseerd
Energie-impact van de centralisatie
Regeling van het luchtdebiet per appartement met gecentraliseerde ventilatiegroep
Constante druk
Verse lucht
Vervuilde lucht
Als een klep sluit, verlaagt de
ventilator zijn snelheid om de
constante druk in het netwerk te
behouden, en zo het debiet
constant te houden in de andere
appartementen
30
Gecentraliseerd of gedecentraliseerd
Energie-impact van de centralisatie
Door de ventilator te leveren luchtbehandelingsvermogen naargelang van de gekozen snelheid
Constante druk van het netwerk
Debiet m³/u
Door de ventilator te leveren luchtbehandelingsvermogen naargelang van de gekozen snelheid
Constante druk van het netwerk
31
Debiet m³/u
Energie-impact van de centralisatie
Regelscenario
Regeling
Gecentraliseerd
- Constant debiet
Gecentraliseerd
- Geregeld debiet
Geabsorbeerd
vermogen
Elektrisch verbruik
Jaarlijkse gebruiksduur
Werkingsregime
100% van 8760h
100% van het nominale
debiet
48 W + 52 W
876 kWh/jaar
10%
100%
48 W + 52 W
88
50%
66%
28 W + 26 W
237
30%
33%
10 W + 10 W
53
10%
0%
0W
0
378 kWh/jaar
Gedecentrailseerd
- geregeld debiet
10%
100%
36 W + 34 W
61
50%
66%
13 W + 12 W
109
30%
33%
4W+4W
21
10%
0%
0W
0
191 kWh/jaar
32
Energie-impact van de centralisatie
Jaarlijks verbruik aan primaire energie (kWh/m²)
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
NEB
11
kWh/m²
BNE
10
kWh/m²
BNE
15
kWh/m²
BNE
31
kWh/m²
Systeem D,
gedecentraliseerd
- geregeld debiet
Ventilateurs
Ventilatoren
Chauffage
Verwarming
Passiefappartementen!
33
Energie-impact van de centralisatie
Jaarlijks verbruik aan primaire energie (kWh/m²)
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
NEB
11
kWh/m²
NEB
10
kWh/m²
Systeem D,
Systeem D, gecentraliseerd
système
D décentralisé système
D centralisé gedecentraliseerd
- geregeld debiet
débit régulé
débit régulé
- -geregeld
debiet
Ventilatoren
Ventilateurs
NEB
15
kWh/m²
NEB
31
kWh/m²
Systeem D,
Systeem C,
système
D centralisé - système
C décentralisé
gecentraliseerd
gedecentraliseerd
- debiet
débit niet
nongeregeld
régulé
-- geregeld
débit régulé
debiet
Verwarming
Chauffage
Passiefappartementen!
34
Keuze van de recuperator?
Recuperatie van vocht?
Plaatwisselaar
Recuperator
Warmtewiel
Recuperator
35
Keuze van de recuperator?
Recuperatie van vocht?
Plaatwisselaar
Warmtewiel
Voordelen
Voordelen
•
Eenvoudig en betrouwbaar;
•
Weinig onderhoud nodig;
•
Zeer klein risico op vervuiling van de frisse lucht
bij goed ontwerp.
Nadelen
•
Het accumulatormateriaal dat gedrenkt is in een
hygroscopisch product, maakt uitwisselingen
mogelijk van zowel gevoelige warmte als vocht;
•
Relatief lage drukval
•
Geen afvoer van condensaat;
•
Vervuiling en ijsvorming beperkt door de regelmatige
omkering van de richting van de luchtstromen
Gevaar voor rijp door lage buitentemperatuur en
door overschrijding van het dauwpunt.
Men moet letten op de regeling als men
rekening wil houden met de recuperator om de
ketels en de radiators te dimensioneren;
•
•
De warmtewisselaar vertoont een relatief groot
drukverlies, vooral bij grote debieten.
Nadelen
•
Vervuiling van de nieuwe lucht;
•
Het aandrijfsysteem moet onderhouden worden.
36
Keuze van de recuperator?
Rendement van 95%
Het rendement van een plaatwarmtewisselaar hangt af van:
• de luchtsnelheid in de warmterecuperator.
Het rendement van de recuperator neemt toe wanneer het debiet en de luchtsnelheid afnemen en de uitwisseling langer
duurt;
• de relatieve vochtigheid van de lucht (binnen en buiten).
Aangezien een groot deel van de doorgegeven energie afkomstig is van de condensatie van de waterdamp van de bedorven
lucht, kunnen we zeggen dat hoe vochtiger de binnenlucht, hoe hoger het rendementest;
• het temperatuurverschil binnen en buiten;
• verliezen van de ventilator en van de motor, die, omgezet in warmte, de binnenkomende lucht
opwarmen;
• de vervuiling van de ventilator.
Het rendement neemt af wanneer de recuperator vuil is. Het stof vormt een isolerende laag.
Rendement van een
warmterecuperator volgens de
relatieve vochtigheid van de
binnenlucht (RVi) en het
nominale debiet
37
Isolatie van de leidingen?
Isolatie 25 mm
Tbuiten 5,3°
5.3°
38 W
Basis
8.5°
30 W
Tbinnen 20°
5.5°
8.3°
 = 85%
7.9°
5.7°
39 W
5.9°
-5W
8.3°
8.2°
15 W
250 m³/u°
66 W =
4,48 W/K
32 W
6.1°
18 W
17.86°
20.°
68 W =
4,63W /K
 = 85%
17.91°
20.°
-9W
7.5°
17.8 °
5.3°
20°
Appartement op gelijkvloers
8.2°
17,9 °
6.1°
20°
250 m³/u°
24 W =
1,65 W/K
Winst voor appartement gelijkvloers
0,34 x 250 m³/u x (17,9-17,8) = 9 W
38
Isolatie van de leidingen?
Isolatie 25 mm
Isolatie 100 mm
Tbuiten 5,3°
5.3°
38 W
5.3°
8.5°
30 W
Tbinnen 20°
5.5°
8.3°
 = 85%
7.9°
5.7°
39 W
5.9°
8.3°
8.2°
15 W
68 W =
4,63 W /K
17.86°
20.°
-5W
13 W
7.8°
 = 85%
7.5°
5.5°
66 W =
4,48 W/K
17 W
5.5°
17.91°
20.°
7.9°
Tbinnen 20°
250 m³/u°
 = 85%
-9W
16 W
5.4°
32 W
6.1°
18 W
Tbuiten 5,3°
-2W
7.8°
7.6°
5.6°
8W
7W
250 m³/u°
29 W =
1,96 W/K
14 W
 = 85%
17.84°
20.°
250 m³/u°
24 W =
1,65 W/K
17.82°
20.°
29 W =
1,96W /K
-4W
250 m³/u°
11 W =
0,76W/K
39
Isolatie van de leidingen?
Isolatie 25 mm
Isolatie 100 mm
Tbuiten 5,3°
5.3°
38 W
Tbuiten 5,3°
5.3°
8.5°
30 W
Tbinnen 20°
68 W =
4,63 W /K
7.9°
2,67 W/mK
16 W
13 W
Tbinnen 20°
5.5°
8.3°
 = 85%
7.9°
5.4°
7.8°
 = 85%
7.5°
5.9°
8.3°
8.2°
5.5°
7.8°
7.6°
29 W =
1,96W /K
17.86° gevel
Voor 60 m² doorzichtige
geeft dit een extra verlies van 0,045 W/m².K17.82° 250 m³/u°
250 m³/u°
20.°
20.°
5.7°
5.5°
hetzij 26 cm -isolatie
in plaats van 20 cm (3,6 m³ extra isolatie) - 2 W
5W
W=
39 Wwijze
17 W 14geeft
32van
W vergelijking: de66
W 0,3 m³ isolatie29 W =
Bij
isolatie
van
de
leiding
verhogen
4,48 W/K
1,96 W/K
6.1°
18 W
15 W
 = 85%
17.91°
20.°
-9W
 = 85%
17.84°
20.°
250 m³/u°
5.6°
24 W =
1,65 W/K
8W
7W
-4W
250 m³/u°
11 W =
0,76W/K
40
Voorbeeld van passiefrenovatie
Eengezinswoning in stadscentrum
41
Voorbeeld van passiefrenovatie
Eengezinswoning in stadscentrum
42
Voorbeeld van passiefrenovatie
Eengezinswoning in stadscentrum
43
Voorbeeld van passiefrenovatie
Eengezinswoning in stadscentrum
44
Voorbeeld van passiefrenovatie
Eengezinswoning in stadscentrum
45
Voorbeeld van lage-energierenovatie
Eengezinswoning in stadscentrum
46
Interessante tools, websites, enz.:
●
Gids duurzaam bouwen, Leefmilieu Brussel - BIM, 2013:
www.leefmilieubrussel.be
●
Leefmilieu Brussel – BIM
www.leefmilieubrussel.be
●
Energie+: www.energieplus-lesite.be
●
WTCB: www.wtcb.be
47
Wetteksten:
●
Besluit van de Brusselse Hoofdstedelijke Regering van 3 juni
2010 betreffende de voor de verwarmingssystemen van
gebouwen geldende EPB-eisen bij hun installatie en tijdens
hun uitbatingsperiode
●
Besluit van de Brusselse Hoofdstedelijke Regering van 19
januari 2012 tot wijziging van het besluit van de Brusselse
Hoofdstedelijke Regering van 3 juni 2010 betreffende de
voor de verwarmingssystemen van gebouwen geldende
EPB-eisen bij hun installatie en tijdens hun uitbatingperiode
●
NBN D50-001 (1991): Ventilatievoorzieningen in
woongebouwen
●
NBN EN 13779 (2007): Ventilatie voor niet-residentiële
gebouwen. Prestatie-eisen voor ventilatie- en
luchtbehandelingssystemen
48
Referenties Gids Duurzame gebouwen:
http://gidsduurzamegebouwen.leefmilieubrussel.be
●
G_ENE02 Een energie-efficiënt ventilatiesysteem ontwerpen
●
G_ENE03 Transmissieverliezen beperken
●
G_ENE04 Infiltratieverliezen beperken
49
Contact
François LECLERCQ
MATRIciel sa – Projectbeheerder
Place de l’Université, 21 – 1348 Louvain-la-Neuve

: 010 24 15 70
E-mail: [email protected]
50