Beschrijving van gebouwgebonden energiefuncties · 6 2. Verwarming 2.1. Het waarom van...

Beschrijving van gebouwgebondenenergiefuncties

� Bijlage 2 bij: Bouw en ontwikkeling van SAVER-LEAP als tool voorscenario-analyses van energiegebruik en emissies: beschrijving vanmethoden, data en veronderstellingen met een concrete toepassing op desector handel & diensten in Vlaanderen

Johan Couder, Aviel Verbruggen

Faculteit TEW, departement MTT, onderzoeksgroep STEMUniversiteit Antwerpen

Studie uitgevoerd in opdracht van de VlaamseMilieumaatschappij, MIRA

MIRA/2006/04

April 2005, herwerkt in 2006

3

1. Inhoudstafel

1. Inhoudstafel ..................................................................................................................................... 3

2. Verwarming..................................................................................................................................... 6

2.1. Het waarom van ruimteverwarming........................................................................................ 6

2.1.1. Thermisch comfort .......................................................................................................... 6

2.1.2. Binnentemperaturen ........................................................................................................ 8

2.2. Netto energiebehoefte voor ruimteverwarming....................................................................... 9

2.2.1. Algemeen......................................................................................................................... 9

2.2.2. Warmteverliezen naar de omgeving door transmissie of geleiding................................. 9

2.2.3. Warmteverliezen door infiltratie en ventilatie............................................................... 16

2.2.4. Zonnewinsten (passieve zonnewarmte)......................................................................... 19

2.2.5. Interne winsten .............................................................................................................. 23

2.2.6. Benuttingsfactor en nuttige warmewinsten ................................................................... 23

2.3. Verwarmingsinstallaties ........................................................................................................ 23

2.3.1. Verwarmingssystemen: algemeen ................................................................................. 23

2.3.2. cv-ketels ........................................................................................................................ 25

2.3.3. Luchtverwarmers........................................................................................................... 28

2.3.4. Warmtepompsystemen .................................................................................................. 29

2.3.5. Seizoensopslag .............................................................................................................. 31

2.3.6. Rendement van verwarmingsinstallaties ....................................................................... 31

2.4. Bruto energiebehoefte voor ruimteverwarming .................................................................... 32

2.5. Finaal of eindenergiegebruik voor ruimteverwarming.......................................................... 32

2.6. Primair energiegebruik voor ruimteverwarming ................................................................... 33

3. Bereiding van warmtapwater......................................................................................................... 34

3.1. De behoefte aan warmtapwater ............................................................................................. 34

3.2. Warmwatersystemen ............................................................................................................. 35

3.2.1. Centrale of decentrale productie van warmwater .......................................................... 35

3.2.2. Doorstroom- of voorraadtoestellen................................................................................ 35

3.2.3. Conventionele individuele (autonome) of combi-warmtapwatertoestellen................... 35

3.2.4. Zonneboilers.................................................................................................................. 37

3.2.5. Warmtepompboilers ...................................................................................................... 39

3.3. Het rendement van warmwatertoestellen .............................................................................. 39

3.4. Energiegebruik voor de bereiding van warmtapwater........................................................... 40

4. Ruimtekoeling ............................................................................................................................... 41

4.1. Het waarom van ruimtekoeling ............................................................................................. 41

4.2. Netto energiebehoefte voor ruimtekoeling............................................................................ 41

4.3. Koelsystemen ........................................................................................................................ 42

4.4. Beperken van de koellast....................................................................................................... 43

4.4.1. Interne winsten (interne warmtelast) ............................................................................. 43

4.4.2. Zonnewinsten (zonnelasten).......................................................................................... 44

4.4.3. Nachtelijke ventilatie (“night cooling”) ........................................................................ 47

4.5. Koude-opwekkers (en –opslag)............................................................................................. 48

4.5.1. Verdampingskoeling (adiabatische koeling) ................................................................. 48

4.5.2. Compressiekoeling ........................................................................................................ 49

4.5.3. Absorptiekoelmachine................................................................................................... 50

4.5.4. Rendement van koelmachines ....................................................................................... 50

4.6. Seizoensopslag ...................................................................................................................... 51

4.6.1. Koude/warmte-opslag (KWO) ...................................................................................... 51

4.6.2. Boorgatenergie-opslag (BEO) ....................................................................................... 52

4.7. Luchtbehandeling (« air conditioning ») ............................................................................... 52

4

4.7.1. Decentrale systemen...................................................................................................... 52

4.7.2. Centrale systemen.......................................................................................................... 53

4.8. Bruto energiebehoefte voor ruimtekoeling............................................................................ 54

4.9. Eindenergiegebruik voor ruimtekoeling................................................................................ 55

5. Ventilatie ....................................................................................................................................... 56

5.1. Het waarom van ventilatie..................................................................................................... 56

5.1.1. De kwaliteit van de binnenlucht .................................................................................... 56

5.1.2. Functies van ventilatie................................................................................................... 57

5.1.3. Eisen inzake de minimum luchtvolumestromen............................................................ 57

5.2. Principes van ventilatie ......................................................................................................... 58

5.2.1. Gecontroleerd en ongecontroleerd ventileren ............................................................... 58

5.2.2. Diffusieventilatie en verdringingsventilatie .................................................................. 59

5.3. Ventilatiesystemen ................................................................................................................ 59

5.3.1. Natuurlijke ventilatie..................................................................................................... 59

5.3.2. Mechanische ventilatie .................................................................................................. 60

5.3.3. Hybride ventilatie .......................................................................................................... 60

5.3.4. Ventilatiesystemen volgens NBN D50-001 .................................................................. 61

5.4. Energiegebruik voor ventilatie .............................................................................................. 62

6. Hulpfuncties .................................................................................................................................. 63

6.1. Het waarom van hulpfuncties................................................................................................ 63

6.2. Pompen.................................................................................................................................. 63

6.2.1. Principes ........................................................................................................................ 63

6.2.2. Soorten pompen............................................................................................................. 64

6.2.3. Serie- en parallelschakeling van centrifugaalpompen ................................................... 65

6.2.4. Energiebesparing bij pompsystemen............................................................................. 65

6.2.5. Hulpenergiegebruik door circulatiepompen .................................................................. 68

6.3. Ventilatoren........................................................................................................................... 68

6.3.1. Principes ........................................................................................................................ 68

6.3.2. Soorten ventilatoren ...................................................................................................... 69

6.3.3. Specifiek ventilatorvermogen (SFP) ............................................................................. 70

6.3.4. Regeling van de ventilatoren......................................................................................... 72

6.3.5. Hulpenergiegebruik door ventilatoren........................................................................... 72

7. Bevochtiging ................................................................................................................................. 74

7.1. Het waarom van bevochtiging............................................................................................... 74

7.2. Installaties voor bevochtiging ............................................................................................... 74

7.2.1. Waterbevochtiging ........................................................................................................ 74

7.2.2. Stoombevochtiging........................................................................................................ 77

7.3. Energiegebruik voor bevochtiging ........................................................................................ 77

8. Verlichting..................................................................................................................................... 78

8.1. Het waarom van verlichting .................................................................................................. 78

8.1.1. Verlichtingsbehoefte ..................................................................................................... 78

8.1.2. Kleurwaarneming .......................................................................................................... 79

8.1.3. Verblinding.................................................................................................................... 80

8.1.4. Werkplekverlichting...................................................................................................... 80

8.2. Bouwtechnologische kenmerken en omgevingsfactoren ...................................................... 81

8.3. Verlichtingsinstallaties .......................................................................................................... 84

8.3.1. De lichtbron................................................................................................................... 84

8.3.2. De armatuur (“luminaire”) ............................................................................................ 85

8.3.3. De voorschakelapparatuur (VSA) ................................................................................. 85

8.3.4. De regeling ................................................................................................................... 86

8.3.5. De opstelling van de verlichting.................................................................................... 87

8.4. Energiegebruik voor kunstmatige verlichting ....................................................................... 87

8.5. Maatregelen voor het beperken van het energiegebruik voor verlichting ............................. 88

8.5.1. Daglichtoptimalisatie..................................................................................................... 89

8.5.2. Lichtregeling ................................................................................................................. 89

5

8.5.3. Verlichtingsinstallaties .................................................................................................. 89

9. Referenties..................................................................................................................................... 90

10. Begrippenlijst ............................................................................................................................ 98

11. Lijst van afkortingen ............................................................................................................... 104

6

2. Verwarming

2.1. Het waarom van ruimteverwarming

2.1.1. Thermisch comfort

Een menselijk lichaam produceert continu warmte, dat het kwijt moet aan de omgeving. Als een mensteveel energie verliest (bijvoorbeeld in het stookseizoen omdat het te koud is), of als hij de warmte nietsnel genoeg aan de omgeving kwijt kan (bijvoorbeeld in het koelseizoen omdat het te warm is), danvoelt hij zich niet ‘behaaglijk’. De warmte-afgifte kan gebeuren door te zweten. Het verdampen vanzweet onttrekt warmte aan het lichaam. De meeste warmte-afgifte gebeurt door convectie en straling(radiatie). Convectie wordt bepaald door de temperatuur van de lucht; straling (radiatie) door detemperatuur van de oppervlakken rondom ons. De comforttemperatuur (of ‘droge resulterendetemperatuur’) in een ruimte definieert men daarom als het rekenkundig gemiddelde van deluchttemperatuur en de wandtemperatuur in die ruimte. Een beperkt gedeelte van de warmte-uitwisseling geschiedt via voedselopname en geleiding.

Figuur 1: thermisch evenwicht tussen het menselijk lichaam en zijn omgeving

Bron: FEBELCEM, juni 2005.

De ISO 7730 norm definieert thermische behaaglijkheid als “een geestestoestand die tevredenheidmet de thermische omgeving uitdrukt.”

Thermisch comfort wordt beïnvloed door een complex samenspel van diverse omgevingsfactorenzoals luchttemperatuur [°C], wandtemperatuur [°C], gemiddelde luchtsnelheid [m/s] en relatievevochtigheid [%].

Volgens het thermosfysiologisch mensmodel van Fanger (1970) is thermische behaaglijkheid nietenkel afhankelijk van bovenvermelde omgevingsgrootheden, maar ook van persoonsgebondenfactoren zoals (de invloed van het activiteitenniveau op) het metabolisme [met

1] en de

(warmteweerstand van) kleding [clo]2. Op basis van dit statisch model kan men o.a. bepalen hoeveel

procent van de gebruikers ontevreden zouden zijn over het thermisch comfort in een ruimte (de

1 Met is de eenheid voor activiteitenniveau, waarbij 1 met overeenstemt met het metabolisme van een zittend persoon.2 Clo is de eenheid voor kledingsisolatie, waarbij de laagste waarde clo = 0 overeenstemt met geen kleding (naakte mens), en de hoogstepraktische waarde clo=4 met dikke kleding zoals van een Eskimo. 1 clo stemt overeen met een zakenkostuum of werkkleding, en is

equivalent met 0,155 m².K/W.

7

zogenaamde “predicted percentage of dissatisfied” of PPD), als functie van een berekende waarde dieeen maat is voor de thermische behaaglijkheid van een bepaald punt in een ruimte (de zogenaamde“predicted mean vote” of PMV). Een PMV waarde van –3 stemt overeen met “koud”, -2 met “koel”, -1met “lichtelijk koel”; +1 met “lichtelijk warm”, +2 met warm, +3 met “heet”, en 0 is “neutraal”. Bij eenPMV tussen –0,5 en +0,5 is de PPD kleiner dan 10 %, en noemt men het binnenklimaat “behaaglijk”.Zelfs bij een PMV gelijk aan 0 is de PPD nog altijd 5 %.

Figuur 2: het verband tussen PPD en PMV

Bron: Jonsson H. (http://www.energy.kth.se/courses/4A1607/files/Lecture3.pdf)

Andere omgevingsfactoren zoals tocht, een te groot vertikaal temperatuurverschil tussen hoofd enenkels en een te grote stralingsasymmetrie kunnen het thermisch onbehagen vergroten.

Tabel 1: mogelijke kwantificering van eisen betreffende thermisch comfort voor ruimten bezet doormensen

Bron: Vliet-bis ‘E-gids’

8

Het oorspronkelijke model van Fanger is geschikt als instrument voor geconditioneerde ruimten (“airconditioned”) zonder individuele beïnvloedingsmogelijkheden, maar presteert minder goed voor nietgeconditioneerde ruimten. Uit onderzoek blijkt dat gebruikers bewust en onbewust interageren met deomgeving om de warmtebalans in het lichaam te herstellen. Dit noemt men “adaptief gedrag”.Gedragsmatige adaptatie is het aanpassen van activiteitenniveau en kleding, het openen en sluitenvan ramen of het bedienen van ventilatoren. Het ontbreken van deze persoonlijkebeïnvloedingsmogelijkheden leidt tot klachten over het thermisch binnenklimaat, maar ook totgezondheidsklachten en een verminderde productiviteit. [Kurvers et al., 2002]. Een probleem met dieadaptatie-mogelijkheden is dat (gecontroleerd) ventileren hierdoor complexer wordt [Bellens, 2005].

De Europese norm inzake thermisch comfort in gebouwen is ISO / EN 7730. De tabel geeft eenoverzicht van de thermische comforteisen die overeenkomen met verschillende comfortniveausvolgens de criteria van ISO / EN 7730, het technisch rapport CR 1752 en de NederlandseRijksgebouwendienst.

2.1.2. Binnentemperaturen

Om verwarmingsinstallaties correct te kunnen dimensioneren, heeft de ontwerper gewenstebinnentemperaturen nodig voor de diverse ruimten met verschillende gebruiksfuncties in eenutiliteitsgebouw. De ontwerp binnentemperaturen zijn gebaseerd op de thermische behaaglijkheidbenaderingen zoals hierboven aangegeven. De volgende tabel toont een aantal van deze aanbevolenbinnentemperaturen.

Tabel 2: aanbevolen ontwerpbinnentemperaturen voor ruimten in utiliteitsgebouwen

Bron: Vipa (2002)

De ontwerpbinnentemperatuur is niet hetzelfde als de reëel ingestelde temperatuur. Het is eenhulpmiddel om overdimensioneren tegen te gaan.

9

2.2. Netto energiebehoefte voor ruimteverwarming

2.2.1. Algemeen

De netto energiebehoefte voor ruimteverwarming (“heat energy demand”) is gelijk aan de som van degeleidings- of transmissieverliezen (“transmission losses”) en ventilatieverliezen (“ventilation losses”),en daarvan afgetrokken de som van de nuttige zonnewinsten (“useable solar gains”) en de nuttigeinterne winsten (“useable internal gains”).

Figuur 3: Sankey diagram van de warmtebalans van een gebouw

Bron: CASAnova, University of Siegen (� Heidt F.D.)

De figuur toont als voorbeeld een Sankey diagram van de warmtebalans van een gebouw. De figuur isgemaakt m.b.v. het softwarepakket CASAnova, ontwikkeld aan de Universität Siegen door T. Braeske,J. Clemens en St. Benkert. CASAnova is zeer geschikt als een “educatieve tool”, maar niet voor hetberekenen van het E-peil van een gebouw in Vlaanderen. Hiervoor verwijzen we naar de officiëleEPB-software, te downloaden via www.energiebesparen.be.

We bespreken kort de belangrijkste elementen van de warmtebalans.

2.2.2. Warmteverliezen naar de omgeving door transmissie of geleiding

De geleidings- of transmissieverliezen (HT) omvatten de warmteverliezen doorheen descheidingsconstructies tussen a) het gebouw en de buitenomgeving (HD); b) het gebouw en deaangrenzende, onverwarmde ruimten (AOR) (HU); en c) het gebouw en de bodem (Hg). Menonderscheidt warmteverliezen via opake of ‘dichte’ scheidingsconstructies (gevels, daken en vloeren),via transparante scheidingsconstructies (ramen, deuren en eventueel vaste panelen), en via deaansluitingen (koudebruggen).

De geleidings- of transmissieverliezen zijn o.m. afhankelijk van de thermische isolatiekwaliteit van descheidingsconstructies (inclusief koudebrugwerking), de oppervlakten van de scheidingsconstructies,en het verschil in temperatuur tussen binnen en buiten.

2.2.2.1. Zonering of planschikking

De geleidingsverliezen zijn o.m. afhankelijk van het verschil in temperatuur tussen binnen en buiten.Men kan de geleidingsverliezen beperken door warme ruimten zoveel mogelijk te laten grenzen aanminder warme ruimten (zonering of planschikking).

In utiliteitsgebouwen past men soms grote glasoverkapte ruimten toe in de vorm van atria, serres enpassages. Deze ruimten kunnen dienen als overgangsklimaat tussen binnen en buiten (overdektebuitenruimte). Men voorziet ze best van natuurlijke ventilatie en automatische zonwering (maarhandbediening moet mogelijk blijven). Men moet ook zorgen voor een goede luchtdichtheid tussen deglasoverkapte ruimte en de nevenliggende geklimatiseerde ruimten. Omwille van de hoge kosten past

10

men het concept van grote glasoverkapte ruimten nooit toe enkel en alleen omwille vanenergiebesparing.

2.2.2.2. Compactheid

De geleidingsverliezen zijn o.m. afhankelijk van de oppervlakten van de scheidingsconstructies vanhet gebouw. Men kan bijgevolg de geleidingsverliezen beperken door compact te bouwen, i.e. door dewarmteverliesoppervlakten t.o.v. het volume zo klein mogelijk te maken.

Een gebouw met een compacte bouwwijze heeft een gunstige verhouding van de verliesgevendeoppervlakte AT (in m²) ten opzichte van het (“beschermd”) volume V (in m³) van het gebouw

3. De

verhouding AT/V (in m) noemt men de volumecompactheid, compactheidsgraad of vormfactor van hetgebouw.

Een gebouw dat is ingeklemd tussen andere gebouwen die zijn verwarmd heeft een beperktuitwisselingsvlak met de koude buitenlucht. Men kan in een dergelijk geval ook van een compactebouwwijze spreken.

2.2.2.3. Warmtegeleidbaartheid (��-waarde)

Elk bouwmateriaal heeft zijn eigen warmtegeleidbaarheid, de zogenaamde �-waarde. Dewarmtegeleidbaarheid is de hoeveelheid warmte [in J] die in een permanent regime, per tijdseenheid[in s], doorheen een vlak van 1 m² van het materiaal gaat, per eenheid dikte [in m], en per eenheid van

temperatuurgradiënt [in K] in dat bouwmateriaal. De eenheid is W/(m.K). Hoe lager de �-waarde, hoemoeilijker het bouwmateriaal de warmte geleidt.

2.2.2.4. Thermische weerstand (R)

De dikte van een bouwmateriaal d [in m] gedeeld door zijn warmtegeleidbaarheid � [in W/(m.K)] geeftde thermische weerstand R [in (m².k)/W] van dat bouwmateriaal. Hoe dikker het bouwmateriaal, hoegroter de warmteweerstand.

Een luchtlaag die eventueel in het constructiedeel aanwezig is, bijvoorbeeld de spouw in eenspouwmuur, heeft zijn eigen thermische weerstand, afhankelijk van de dikte van de luchtlaag, de

richting van de warmtestroom (opwaarts, horizontaal �30°, neerwaarts) en de verluchtingsgraad (niet,matig of sterk geventileerd). Een spouw dient vooral om regendoorslag te voorkomen.

De overgangsweerstanden aan weerszijden van een constructiedeel zijn eveneens afhankelijk van derichting van de warmtestroom.

2.2.2.5. Warmtedoorgangscoëfficiënt (U-waarde)

Men typeert de thermische prestatie van een constructiedeel (dak, gevel, vloer, raam) door zijnwarmtedoorgangscoëfficiënt, ook U-waarde (voorheen k-waarde) genoemd.

De warmtedoorgangscoëfficiënt (of U-waarde) wordt gedefinieerd als de hoeveelheid warmte [in J] diein een permanent (stationair) regime doorheen het constructiedeel gaat, per seconde [in s], pervierkante meter [m²], en per eenheid temperatuurverschil [in K] tussen de omgevingen aanweerszijden van dit constructiedeel. De eenheid is W/(m².K) Hoe lager de U-waarde, hoe lager hetwarmteverlies of hoe beter het constructiedeel thermisch isoleert.

Men berekent de U-waarde (vereenvoudigd) van een meerlagig constructiedeel als de reciproke vande totale warmteweerstand, welke de som is van de thermische weerstanden van de diversebouwmaterialen waaruit het constructiedeel is samengesteld, de thermische weerstanden van de

3 Een bolvorm heeft de meest gunstige verhouding. Een kubus heeft een gunstiger verhouding dan een balk. Gebouwen met veel in- en

uitspringende volumes hebben relatief gezien een grotere verliesoppervlakte.

11

eventueel in het constructiedeel aanwezige luchtlagen, en de oppervlakte-overgangsweerstanden aanweerszijden van het constructiedeel

4.

De bepaling van de thermische prestatie van constructiedelen is vastgelegd in een groot aantalEuropese normen die de sinds 1 september 1993 geldende Belgische norm NBN B62-002 voor deberekening van U-waarden vervangen. Bijlage III van het EPB-besluit geeft de maximaal toelaatbare(ontwerp) U-waarden voor verschillende constructiedelen.

2.2.2.6. Isolatiematerialen

Men kan de thermische prestatie van een constructiedeel verbeteren (de thermische weerstand Rc

vergroten of de U-waarde verkleinen) door bouwmaterialen te kiezen met een kleinere �-waarde, en/ofdoor de dikte van de bouwlagen te vergroten. Omdat ‘gewone’ bouwmaterialen een relatief hoge �-waarde hebben [bijvoorbeeld 2,1 W/(m.K) voor beton; 0,73 W/(m.K) voor baksteen en 0,13 W/(m.K)voor hout], zou hun dikte oneconomisch groot moeten zijn om aan de vereiste U-waarden te voldoen

5.

Men integreert daarom in het constructiedeel een ‘speciaal’ materiaal (isolatie), dat dank zij een

(relatief) kleine �-waarde de thermische weerstand vergroot zonder overdreven toename van de diktevan de bouwlaag.

Een isolatiemateriaal heeft per definitie een �-waarde lager dan 0,065 W/(m.K). Er bestaan veleverschillende soorten isolatiematerialen (elk met hun eigen �-waarde), o.a.:

- minerale isolatiematerialen: minerale wollen (MW) als glaswol (MGW) of rots- of steenwol (MSW ofMRW); cellenglas (CG, cellulair glas of schuimglas) – een hard isolatiemateriaal op basis van glas,verkrijgbaar als plaatmateriaal of als in te metselen isolatieblok; geëxpandeerd perliet (EPB),geëxpandeerd vermiculiet; geëxpandeerde kleikorrels; calciumsilicaat (CS);

- synthetische isolatiematerialen: geëxpandeerd polystyreen (EPS, of “piepschuim” of “isomo”);geëxtrudeerd polyethyleen (PEF); geëxtrudeerd polystyreen (XPS); polyurethaan (PUR);polyisocyanuraat (PIR); fenolschuim (PF); ureumformaldehyde (UF, of “Resolschuim”);

- vernieuwbare isolatiematerialen: houtvezels; kokos; kurk; schapenwol; vlaswol.(www.verantwoordisoleren.nl)

Nat isolatiemateriaal – vooral isolatiemateriaal met een open structuur dat niet beschermd is tegeninsijpelend regenwater, opstijgend vocht of blijvende condensatie; of waarvan de beschermingbeschadigd is – verliest (deels) zijn isolerende werking. Hoe groot dat verlies is hangt af van het typeisolatiemateriaal en het vochtgehalte. Isolatiematerialen met gesloten cellen nemen amper vocht open hebben een zo hoog diffusieweerstandsgetal dat er amper condensatie in kan optreden.

De keuringsinstelling BUtgb (Belgische Unie voor de technische goedkeuring in de bouw) geeft �-waarden voor isolatiematerialen gecertificeerd volgens de norm NBN EN 13172 (www.butgb.be).

2.2.2.7. Thermische isolatie van gevels, daken en vloeren

De geleidingsverliezen zijn o.m. afhankelijk van de thermische isolatiekwaliteit van descheidingsconstructies van het gebouw.

De concrete uitvoering van de thermische isolatie hangt sterk af van het type constructiedeel. Enkelemogelijkheden voor gevelisolatie zijn:

- spouwmuur: een onafhankelijke niet-dragende buitenmuur (buitenspouwblad), geplaatst vóór debinnenwand (binnenspouwblad) en met een beschermende luchtspouw. Men kan de spouw volledigvullen met isolatiemateriaal, tenzij het buitenspouwblad een dampremmende werking heeft. Menvult in dat geval de spouw gedeeltelijk met isolatie, waarbij men de isolatie tegen het binnenbladaanbrengt. Het effect van het ventileren van de spouw met buitenlucht om overmatig vocht teverwijderen is bij goed geïsoleerde constructies in een gematigd, vochtig klimaat gering;

4 De Nederlandse norm NEN 2916 definieert de warmteweerstand van een constructiedeel (Rc) als de sommatie van de warmteweerstand van

de afzonderlijke onderdelen van het constructiedeel. De Rc-waarde houdt, in tegenstelling met de U-waarde van een constructiedeel, geen

rekening houdt met de overgangsweerstanden.5 Bijvoorbeeld, om aan een U-waarde van 0,6 W/(m².K) te voldoen zou een wand die enkel uit gewapend gewoon zwaar beton bestaat

minimaal 3,3 meter dik moeten zijn.

12

- buitengevelisolatie of gevelisolatie tussen houten of metalen regelwerk: isolatie aan de buitenzijdevan de (meestal massieve) gevel, waarna men de isolatielaag afwerkt met pleisterwerk (stucwerk),of met een andere gevelbekleding (leien, hout, ...);

- houtskeletbouw (HSB) gevel; een skelet van stijlen en regels met een tussenruimte van ongeveer40-60 cm waartussen men de thermische isolatie plaatst (de isolatie zit “in de constructie”, wat bijgelijke warmteweerstand resulteert in een relatief kleinere dikte van de buitenwand in vergelijkingmet traditionele constructies). De bekleding van het skelet gebeurt met platen, bv multiplex, OSB(“oriented strand board”), cementplaten of gipsvezelplaten (voor de binnenbekleding);

- voorzetwand met houten of metalen stijlen regelwerk, of gelijmde isolatie-wandplaten: isolatie aande binnenzijde van de buitengevel. Deze methode is af te raden, omwille van mogelijke

vochtproblemen (zie koudebruggen).

Figuur 4: Enkele voorbeelden van gevelisolatie

Spouwmuur met gedeeltelijke spouwvulling: 1= pleisterlaag;2 = snelbouwsteen metselwerk; 3 = isolatie; 4 = zwakgeventileerde luchtspouw; 5 = baksteen metselwerk

Houten constructie met metselwerk buitenblad: 1 =gipskartonplaat; 2 = lucht- en dampscherm; 3 = houtenraamwerk met isolatie; 4 = dampopen folie; 5 = restspouw,matig verlucht; 6 = buitenmuur in baksteen

Onechte koude vliesgevel: 1 = massieve gevel; 2 = isolatie; 3= geventileerde luchtspouw; 4 = gevelbekleding.

Metalen gevel: 1= geprofileerde buitenbeplating; 2 = isolatie;3 = binnendoos

Bron: Rockwool (www.rockwool.be)

In tegenstelling tot de traditionele woningbouw maakt men in de utiliteitsbouw relatief veel gebruik vanvliesgevels of metalen gevels.

- vliesgevel: een compleet afgewerkte, geïsoleerde gevelconstructie met doorzicht- en niet-doorzichtelementen, enkel verankerd aan de vloeren (en eventueel kolommen) van een skeletbouw.Men onderscheidt stijlen regelwerkgevel (vliesgevel opgebouwd uit losse stijlen en regels);laddergevel (stijlen regelwerk met minder knooppunten) en componentengevel (beglaasdegeveldelen bevestigd aan een metalen ophangconstructie). De ‘onechte’ vliesgevel is een massievegevel (meestal van beton of metselwerk) met gevelbeplating bevestigd op het binnenspouwblad. Degevelbeplating kan bestaan uit stalen casettes, prefab betonelementen, structureel verlijmdebeglazing, keramische tegels, enz. De koude (open) vliesgevel heeft een met buitenluchtgeventileerde spouw, de warme (gesloten) vliesgevel niet;

- metalen gevel (staalskeletbouw): effen of geprofileerde metalen platen aangesloten op de (stalen)draagconstructie. Het dubbelwandig systeem bestaat uit verzinkte binnendozen, isolatie, enverzinkte en gecoate buitenplaten. Bij sandwichplaten is de isolatie reeds verwerkt in de plaat, enzijn binnendozen overbodig;

13

Figuur 5: stijlen regelwerkvliesgevel (links) en componentenvliesgevel (rechts)

Bron: Kelley et al. (s.d.)

Naast de gevelconstructie moet men ook (grond)vloeren en daken isoleren. Men onderscheidt:

- vloer in beton op vaste grondslag; zelfdragende betonvloer: Men kan de onderkant van eenzelfdragende steenachtige vloer boven een kruipruimte isoleren, bij voorkeur met speciale pennenof eventueel met lijm (op waterbasis);

- houten vloer: Een houten vloer op de begane grond bevindt zich altijd boven een kruipruimte. Deisolatie klemt men tussen de houten balken in, en houdt men vast met latjes, geplasticeerde draadof gegalvaniseerd gaas tegen de balken. Stijf isolatiemateriaal kan men eventueel op de balkenlijmen;

- hellend dak; vlak dak. Koud dak = isolatie aan de binnenkant van de dakconstructie. Warm dak =isolatie aan de bovenkant van de dakconstructie, waarbij de dakafdichting de bovenste laag vormt.Omgekeerd dak = isolatie aan de bovenkant van de dakconstructie, waarbij het isolatiemateriaal delaatste laag vormt. Het isoleren van een hellend dak kan aan de binnen- of buitenzijde. Een vlak dakisoleert men altijd aan de buitenkant.

Figuur 6: Voorbeeld van een sarkingdak (isolatie aan de bovenkant van een hellendedakconstructie)

1=keper; 2=beplanking of beschieting; 3=luchtscherm en/of dampscherm; 4=isolatie; 5=onderdak; 6=tengellat; 7=lat; 8=dakpan.

Bron: WTCB Contact-nr 8 (4-2005).

Onzorgvuldige uitvoering van isolatiewerkzaamheden op de bouwplaats, bijvoorbeeld deaanwezigheid van een restspouw tussen isolatie en binnenspouwblad of onderling slecht aansluitendeisolatieplaten (Janssens et al, 1999, p. 23), of ontwerpfouten (bv een te krappe spouw), verminderenvaak aanzienlijk het effect van thermische isolatie.

14

2.2.2.8. Koudebruggen

Een lineaire koudebrug (lijnkoudebrug) is een plaats in de gebouwschil waar twee of meerconstructiedelen op elkaar aansluiten, en waar de warmtestroom naar buiten beduidend groter is danin de aangrenzende gedeelten er omheen. Een koudebrug ontstaat bijvoorbeeld doordat dethermische isolatie van de gevel niet goed aansluit bij de thermische isolatie van het dak of degrondvloer.

Koudebruggen zorgen niet alleen voor een verslechtering van het thermisch comfort(wandtemperatuur) en voor aanzienlijk warmteverlies, maar ook voor oppervlaktecondensatie,vochtproblemen en schimmelvorming op de binnenwanden (zeker bij onvoldoende ventilatie), eneventueel zelfs vorstschade op de slecht geïsoleerde plaatsen.

Figuur 7: voorbeeld van een lijnkoudebrug

Bron: FEBELCEM (2005)

Men kan een koudebrug verhelpen door de koudebrug (aan de buitenzijde) volledig in te pakken metisolatiemateriaal. De volgende figuur toont bij wijze van voorbeeld hoe men een koudebrug vermijdtdoor het plaatsen van blokken van cellenglas bij de aanzet van het metselwerk.

Figuur 8: een koudebrug vermijden bij de aansluting van spouwmuur en grondvloer

Bron: Fonds voor Vakopleiding in de Bouwnijverheid.

Men moet de energieverliezen ter plaatse van een lineaire koudebrug meenemen in de berekeningenvan de energieprestatie van een gebouw. Men maakt hiervoor gebruik van een lineaire

warmtedoorgangscoëfficiënt, of Ul-waarde (voorheen �-waarde) [in W/(m.K)], en de lengte van delineaire koudebrug l [in m].

15

Naast lineaire of lijnkoudebruggen moet men ook nog rekening houden met puntkoudebruggen,bijvoorbeeld de spouwankers- of haken. Spouwankers in roestvrijstaal (RVS) geleiden minder dan decourant gebruikte gegalvaniseerd stalen spouwankers. Voor het berekenen van de energieverliezenter plaatse van een puntkoudebrug maakt men gebruik van een puntwarmtedoorgangscoëfficiënt, of

Up-waarde (voorheen �-waarde) [in W/K].

Een eenvoudiger methode houdt rekening met de invloed van koudebruggen middels een kleineforfaitaire toeslag op de (globale) U-waarde

6.

2.2.2.9. Ramen

Een bijzonder constructiedeel zijn ramen, waarvan de globale U-waarde (Uw) afhangt van de U-waarde van de beglazing (Ug), de U-waarde van het kozijn

7 (Uf), en de lineaire

warmtedoorgangscoëfficiënt (�g) als gevolg van de gecombineerde effecten van beglazing, kozijn enafstandshouders. De U-waarde van ventilatieroosters (Ur) die eventueel in of rond het venster zijngeplaatst heeft eveneens een grote invloed op de Uw-waarde van ramen.

Men onderscheidt wat betreft beglazing:

- enkel glas: enkel glas (met dikten van 4 tot 19 mm) presteert thermisch zeer slecht [Ug-waarde 5,7W/(m².K), hoofdzakelijk bepaald door de overgangsweerstanden binnen en buiten];

- dubbel glas: dubbel glas bestaat uit twee glasplaten (4 tot 6 mm dik) en een spouw van 6 tot 15 mm,gevuld met droge lucht (om interne condensatie te vermijden). De Ug-waarde van dubbel glas [2,9W/(m².K)] is veel kleiner dan van enkel glas, vooral dank zij de spouw die ongeveer 70% van dethermische isolatie voor zich neemt. De U-waarde van dubbel glas is nog altijd hoger dan van eenniet-geïsoleerde spouwmuur! Het toevoegen van een derde of zelfs vierde glasplaat verkleint de Ug-waarde, maar de totale dikte en gewicht nemen toe, en de zon- en lichttransmissie verminderen;

- hoogrendementsglas of HR-glas8: HR-glas heeft per definitie een Ug-waarde lager dan 2,0

W/(m².K). Deze lage Ug-waarde verkrijgt men door een zeer dun, doorzichtig metaallaagje (low-Ecoating), met lage emissie voor warmtestraling

9, aan te brengen op een van de glasplaten aan de

spouwzijde, en (in mindere mate) door de spouw (12 tot 15 mm) te vullen met een edelgas (argon,krypton of xenon) i.p.v. met droge lucht. Met drievoudige beglazing voorzien van een HR-coatingkan men een Ug-waarde van minder dan 1,1 W/(m²K) bereiken.

Figuur 9: de werking van HR-glas

Bron: � 2003 Milieu Centraal, Utrecht (www.milieucentraal.nl).

6 Anno 2006 zijn er nog geen catalogi voor handen van robuuste detailuitvoeringen, aangepast aan de Belgische bouw. Daarom is eenovergangsperiode van 2 jaar voorzien waarin men koudebruggen nog niet verplicht moet inrekenen in het kader van de EPB regelgeving.7 In Vlaanderen « schrijnwerk », of in het EPB-besluit « raamprofiel ».8 HR-glas is ook gekend onder de benamingen « beglazing met lage emissiviteit », « low E-beglazing », « superisolerende beglazing », « beglazing met verhoogde thermische isolatie ».9 De emissiviteit (�) van een oppervlak is de verhouding van het totale emissievermogen van een oppervlak t.o.v. het totale emissievermogenvan een ideaal stralend oppervlak (i.e. zwart lichaam) bij een gegeven temperatuur. Het totaal emissievermogen van een oppervlak isdetotale hoeveelheid thermische energie per tijdseenheid geëmitteerd via straling in alle richtingen en voor alle golflengtes, per oppervlakte-

eenheid [W/m²].

16

Volgens de Vlaamse EPB-reglementering mag de Ug-waarde in het centrum van de beglazing niethoger zijn dan 1,6 W/(m².K). Dit impliceert dat enkele beglazing en gewone dubbele beglazing nietmeer zijn toegelaten in Vlaanderen (D’Hanis C. & Lassoie L., 2006).

Het Verbond van de Glas Industrie (VGI) stelt een lijst met Ug-waarden van beglazing ter beschikking(www.vgi-fiv.be).

Houten of kunststof kozijnen hebben een lagere U-waarde dan kozijnen van aluminium, en isolerenbijgevolg beter. Moderne aluminium kozijnen met een thermische onderbreking kunnen dezelfde U-waarde van 2,4 halen als houten of kunststofkozijnen.

Het randeffect (lijnkoudebrug) veroorzaakt door de randafdichting met o.a. het metalen randprofiel kanmen uitschakelen door gebruik te maken van een zogenaamd “warmedge” profiel, bijvoorbeeld opbasis van composietmateriaal bekleed met een metaalfolie om de gas/dampdichtheid te verzekeren(Lecompte, s.d., p. 4).

2.2.2.10. Actieve gevels, klimaatgevels of tweedehuidgevels

Een ‘traditionele’ gevel is meestal een passieve scheiding tussen binnen en buiten met als doel wind,water, vocht, kou, warmte, geluid, ongedierte en ongewenste bezoekers buiten te houden. De gevelgeldt ook als ‘visitekaartje’ voor het gebouw.

Een actieve gevel is een samengestelde gevel met een – meestal glazen – scherm voor de eigenlijkescheidingsconstructie tussen binnen en buiten. Tussen beide constructies is een spouw, waar eentussenklimaat heerst (een deel van de klimaatinstallatie is in de gevel van het gebouw opgenomen).Men spreekt daarom ook van ‘klimaatgevel’ (indien de spouw smal is en niet direct in verbinding staatmet de buitenlucht) of ‘tweedehuidsgevel’ (indien de spouw breed genoeg is en wel direct inverbinding staat met de buitenlucht). Een actieve gevel heeft een aantal bijkomende functies, bv hetvoorverwarmen van de natuurlijke ventilatielucht, warmterecuperatie, verdeling van de luchtkanalen,de windbelasting op de gevel beperken zodat men ook op grote hoogte buitenzonwering kantoepassen en ramen kan openzetten (natuurlijke ventilatie), het verbeteren van de geluidswering,dienen als loopbrug voor onderhoud van de ramen, enz. Een actieve gevel vereist een intelligentenergiebeheersysteem van het gebouw.

De eenvoudige methoden voor het berekenen van de U-waarden houden er geen rekening mee datde thermische wisselwerking tussen binnen-buiten een dynamisch gegeven is. De energetischeprestaties van actieve gevels zijn niet enkel afhankelijk zijn van de warmteoverdracht doortransmissie, maar ook van de verandering van de enthalpie van de lucht die in de gevelspouwventileert, en van bepaalde elementen van de systemen zoals het ventilatiedebiet in de spouw, hetgebruik van zonwering, enz. (Flamant & Schietecat, s.d.).

2.2.3. Warmteverliezen door infiltratie en ventilatie

2.2.3.1. Infiltratie en luchtdichtheid

Infiltratie is lucht die onbedoeld (ongecontroleerd, niet regelbaar) van buiten door een uitwendigescheidingsconstructie naar binnenstroomt via kieren, naden en andere lekken in de gebouwschil.

Infiltratie leidt tot warmteverlies, tochtklachten, en eventueel vochtschade. De koude buitenlucht moetmen opwarmen. Een tochtige ruimte voelt koud aan, waardoor gebruikers de neiging kunnen hebbende verwarming hoger te zetten.

Infiltratie is afhankelijk van de luchtdichtheid (ook luchtdoorlatendheid genoemd) van het gebouw. Mendrukt traditioneel de luchtdichtheid uit door de n50-waarde [in h

-1]. Dit is het ventilatievoud bij 50 Pa

drukverschil, of m.a.w. de verhouding tussen het luchtdebiet dat bij een drukverschil van 50 Padoorheen de gebouwschil stroomt enerzijds, en het gebouwvolume anderzijds.

De luchtdichtheid van een gebouw wordt bepaald door de kieren en naden in de gebouwschil. Relatiefgrote luchtlekken kunnen optreden bij o.m. de kieren van gevelopeningen (kieren tussen de draaiendekozijndelen van ramen en deuren of kieren onder de buitendeur, inclusief de brievengleuf); de

17

leidingdoorvoeren in het dak of in de begane grondvloer; bij de aansluitingen tussen gevel enerzijdsen dak, begane grondvloer of kozijn anderzijds, en bij naden tussen gipsplaten.

Figuur 10: infiltratie door gebrekkige luchtdichtheid

Bron: FEBELCEM (2005)

Men beperkt infiltratieverliezen door het vergroten van de luchtdichtheid. Luchtdicht bouwen vraagt omeen uitgekiend ontwerp en een zeer zorgvuldige uitvoering.

- voor het dichten van kieren tussen bewegende delen van ramen en deuren gebruikt men best(flexibele, zelfklevende) tochtbanden (bij voorkeur PE-band i.p.v. PUR- of PVC-schuimband, ommilieuredenen); of tochtstrips, i.e. harde profielen van kunststof of metaal, met of zonder borstel(liefst EPDM- of EPT-rubberprofielen);

- voor het dichten van naden tussen vaste delen (zoals naden in de begane grondvloer) kan meneventueel naast de reeds vermelde tochtbanden en tochtstrips ook elastische kitten gebruiken,zoals siliconen-, MS-polymeer of PUR-kit;

- men voorziet (standaard) isolatiematerialen van een luchtscherm.

De kierdichting bij deuren kan men ook verbeteren door:

- het installeren van een deurdranger (automatische deursluiter) op een buitendeur om een snellesluiting van de deur na opening te bevorderen. Deurdrangers zijn toepasbaar bij buitendeuren dieniet lang open hoeven te staan, maar in de praktijk wel vaak open blijven staan;

- het installeren van een draaideur of een tochtsluis (“tourniquet”) om warmteverlies te beperken. Eendraaideur voorkomt dat er een rechtstreekse verbinding van de ruimte met buiten ontstaat. Eentochtsluis is een gang met aan beide kanten deuren, waarbij de ene deur pas opengaat als deandere gesloten is. Een draaideur of tochtsluis is een relatief dure investering. Een tochtsluis vereistveel ruimte, omdat de lengte van de tochtsluis minimaal 4 meter moet zijn.

De Belgische norm NBN D 50-001 (“ventilatievoorzieningen in woongebouwen”) stelt geen specifiekeeisen aan de luchtdichtheid van gebouwen, maar geeft aanbevelingen betreffende het maximaalventilatievoud bij een drukverschil van 50 Pa tussen de binnen- en de buitenomgeving: bijmechanische ventilatie maximaal 3 volumes per uur; en bij ventilatie met warmteterugwinning 1volume per uur.

Voor het berekenen van het E-peil kan men infiltratie op twee manieren inrekenen, namelijk via:

- Een luchtdichtheidsmeting (volgens NBN EN 13829) voor heel het volume van het voldoendeafgewerkte gebouw

10. Uit de luchtdichtheidsmeting leidt men het lekdebiet [in m³/h] af doorheen de

buitenschil van het gebouw bij een drukverschil van 50 Pa tussen de binnen- en de buitenomgeving,en dit rekent men om naar een waarde per eenheid verliesoppervlakte [in m³/(h.m²)];

- Een forfaitaire waarde (of waarde bij ontstentenis) van het lekdebiet per eenheid verliesoppervlaktegelijk aan 12 m³/(h.m²).

10 Een luchtdichtheidsmeting vereist voor grote gebouwen zware apparatuur (‘megafan’).

18

2.2.3.2. Ventilatie

Ventilatie is noodzakelijk, maar gaat gepaard met warmteverliezen. Voor het berekenen van het E-peilrekent men met het ontwerp toevoerdebiet aan verse buitenlucht. We bespreken (hygiënische)ventilatie uitgebreid in een afzonderlijk hoofdstuk.

2.2.3.3. Warmteterugwinning (wtw) bij ventilatie

Men kan bij gebalanceerde ventilatie (mechanische toe- en afvoer van lucht, zie hoofdstuk ventilatie)de warmte uit de afvoerlucht als voorverwarming van de toevoerlucht gebruiken. Men voert deafvoerlucht zelf naar buiten af. Men wint enkel de warmte uit die lucht terug. Warmteterugwinning isook mogelijk bij volledige luchtbehandeling (“air conditioning”, zie hoofdstuk ruimtekoeling), als extracomponent in een luchtbehandelingkast (LBK) – maar bij volledige luchtbehandeling is ‘recirculatie’van (een deel van) de afvoerlucht wel gebruikelijk.

Een warmtewisselaar is een thermisch apparaat waarin warmte wordt uitgewisseld tussen tweemedia, met als drijvende kracht het temperatuurverschil (van Kemenade, 2004). Regeneratievewarmtewisselaars (bijvoorbeeld warmtewiel) wisselen warmte uit via een tussenmedium (meestalwarmte-accumulerende metalen oppervlakken) waardoor beide media (toe- en afvoerlucht)afwisselend (op verschillende tijdstippen) stromen. Deze warmtewisselaars kunnen eventueel ookvocht uit de afvoerlucht herwinnen. Bij recuperatieve warmtewisselaars zijn de media (in- enuitgaande luchtstromen) altijd van elkaar gescheiden door een wand, zodat er geen contact is tussenbeide stromen

11. Recuperatieve warmtewisselaars wisselen warmte uit via thermische geleiding

(lucht/lucht-warmtewisselaar, bijvoorbeeld platen- of buizen-warmtewisselaar) of via een intermediairevloeistof (lucht/vloeistof/lucht-warmtewisselaar, bv “twee elementen warmtewisselaar”).

Figuur 11: Enkele vormen van warmteterugwinning

Warmtewiel Kruisstroom platenwarmtewisselaar

Buizenwarmtewisselaar Twee elementen warmtewisselaar (“twin coil”)Er kan bij de platenwarmtewisselaar sprake zijn van condensvorming, zodat deze een condensafvoer moet hebben.

Bron: Schild, 2004.

11 In de praktijk is er altijd een kleine lekkage.

19

De meest toegepaste warmteterugwinning of wtw-technieken zijn:

- wtw met warmtetransport mbv een niet-stationaire vaste stof: bv roterende wisselaars met of zondervochtoverdracht (warmtewiel) – de regenerator-matrix roteert tussen de beide stromen en draagt zocontinu de warmte over;

- wtw met warmtetransport door een stationaire vaste stof: bv kruisstroom-, tegenstroom-, ofgelijkstroom platen- of buizenwarmtewisselaar;

- wtw met warmtetransport via vloeistof of damp: bv “twee elementen systeem” (“twin coil” of “run-around”); of warmtebuisapparaat (“heat pipe”; of verdamping/condensatie wtw). Een warmtepompkan in een luchtbehandelingskast eveneens fungeren als warmtewisselaar (we besprekenwarmtepompen bij warmte-opwekkers).

Het forfaitaire warmteterugwinrendement volgens NEN 2916:2001 bedraagt:

- langzaam roterende en intermitterende warmtewisselaar (warmtewiel): 70%

- kruisstroom-warmtewisselaar: 65%

- tegenstroom-warmtewisselaar: 75%. Met een kantelklepsysteem is een rendement van 85% tot90% mogelijk.

- twee elementen systeem (“twin coil”): 60%

- warmtebuis-apparaat (“heat pipe”): 60%

De (gewenste) natuurlijke en mechanische ventilatie en het eventueel bijhorende elektriciteitsgebruikbespreken we in de hoofdstukken over ventilatie respectievelijk hulpfuncties.

2.2.4. Zonnewinsten (passieve zonnewarmte)

2.2.4.1. Algemeen

Passieve zonnewarmte is het met bouwkundige middelen direct of indirect benutten van zonnestralingvoor de verwarming van ruimten in gebouwen, zonder gebruik te maken van hulpenergie of aan hetgebouw toegevoegde installaties (de Boer et al, 2003).

De totale zonnewinsten zijn een functie van:

- de oriëntatie en de oppervlakte van de beglazing.

- de hellingshoek van het raamvlak (hellend of horizontaal);

- het type beglazing: zie verder g-waarde of zontoetredingsfactor;

- de beschaduwing (“shading”), door obstakels in de omgeving, eigen gebouwelementen en/of doorbeweegbare zonwering. Beschaduwing is nodig om oververhitting te voorkomen;

- de thermische inertie van het gebouw. De thermische inertie bepaalt in welke mate men dezonnewinsten nuttig kan aanwenden en hoe efficiënt men de overtollige warmte kan opslaan voorlater gebruik.

Extra zonnewinsten kunnen bij utiliteitsgebouwen met een relatief hoge interne warmtelast (zoalskantoren) leiden tot een een toename van het aantal koeluren. Actieve koeling vereist veel energie.Optimalisering van de zonnewinsten houdt in dat de jaarlijkse afname van het (primair) energiegebruikvoor ruimteverwarming in absolute waarde niet kleiner mag zijn dan de jaarlijkse toename van het(primair) energiegebruik voor ruimtekoeling.

2.2.4.2. Oriëntatie en oppervlakte van de beglazing

Men kan de zonnewinsten verhogen door o.m. een relatief grote glasoppervlakte op de zuidgevel vanhet gebouw te plaatsen, en wat minder glas op de noordgevel.

We vergelijken de zoninstraling bij verschillende oriëntaties:

- Beglazing die uitziet op het oosten of het westen: weinig zon in de winter, een beetje in hettussenseizoen en het maximum in de zomer. Deze oriëntaties zijn interessant voor ruimten met veelinterne warmtewinsten zodat ze bijna geen verwarming nodig hebben, zelfs in de winter. In dezomer is beschaduwing noodzakelijk om oververhitting te voorkomen – de zon staat immers relatief

20

laag aan de horizon voor deze oriëntaites. Vooral bij westelijke oriëntatie voegt de energie die wordtaangevoerd door de straling van een laagstaande zon zich bij de warmte die reeds in de loop vande dag is geaccumuleerd. Het risico van oververhitting is bijgevolg groter. (zie hoofdstuk overruimtekoeling);

- Beglazing die uitziet op het zuiden: meer zon dan een raam op het oosten of westen, maar metmaxmum in het tussenseizoen, een beetje minder in de winter en nog minder in de zomer. Dezeoriëntatie is interessant voor ruimten met weinig interne warmtewinsten, die warmte nodig hebben inde winter en eventueel in het tussenseizoen. In de zomer kan men buitenzonwering gebruiken.

Figuur 12: Zonnewinsten bij heldere hemel in België, door vertikaal raam met dubbel glas

Bron: BIM - IBGE (2005)

Het is aan de ontwerpers van een gebouw om de voor- en nadelen van de verschillende oriëntaties tebestuderen, eventueel met behulp van een computersimulatie.

2.2.4.3. De hellingshoek van het raamvlak

Op thermisch vlak zijn vertikale raamvlakken beter aangepast aan de energiebehoeften van deruimten dan horizontale raamvlakken.

Figuur 13: laterale versus zenitale raamvlakken

Bron: BIM-IBGE (2005)

Horizontale raamoppervlakten leven weinig warmte in de winter, en veroorzaken veel oververhitting inde zomer.

21

2.2.4.4. Beglazing en zontoetreding (g-waarde)

De g-waarde (voorheen absolute zontoetredingsfactor of ZTA) van een beglazing is de verhouding[fractie of in %] tussen de totale hoeveelheid zonne-energie (in het golflengtebereik van 300 – 2500nm) die door de beglazing een ruimte binnenkomt, en de hoeveelheid energie die op de beglazingvalt. De totale hoeveelheid zonne-energie die een ruimte binnenkomt is de som van de rechtreeksdoorgelaten zonne-energie (te, voorheen DET) en de energie die na absorptie door de beglazingalsnog in de binnenruimte wordt uitgestraald (ae, voorheen EA).

Men voert de berekening uit voor:

- een zon die zich 30° boven de horizon bevindt en loodrecht op de gevel staat;

- een omgevingstemperatuur die gelijk is aan de omringende buitentemperatuur;

- een oppervlakte-warmtedoorgangscoefficiënt binnen 8 W/(m²K); buiten 23 W/(m².K)

Figuur 14: de g-waarde van beglazing

Bron: Glaverbel (www.myglaverbel.com)

De (nieuwe) Europese norm EN 410 definieert de volgende notatiewijzen (tabel):

Tabel 3: oude notatiewijzen en notatiewijzen volgens EN 410

Begrip Oude notatiewijze EN 410

Lichtreflectie LR rvLichttransmissie LTA tvDirecte energetische transmissie DET teDirecte energetische absorptie EA aeDirecte energetische reflectie ER reZontoetreding ZTA g

Amerikaanse normen definiëren het begrip “Shading Coefficient” (SC) als de verhouding tussen de g-waarde (ZTA) van de betreffende beglazing en de g-waarde (ZTA) van enkel blank glas van 4 mm.Praktisch berekent men de SC van beglazing door zijn g-waarde [fractie] te delen door 0,87.

2.2.4.5. Beschaduwing

We bespreken beschaduwing in het hoofdstuk over ruimtekoeling.

2.2.4.6. Thermische inertie

Een bouwmateriaal met een hoge thermische capaciteit slaat bij oplopende omgevingstemperatuureen hoeveelheid warmte op, en geeft deze – wanneer de omgevingstemperatuur daalt – na verloopvan tijd weer af aan zijn omgeving.

Thermische inertie zorgt voor het uitdempen van de temperatuurschommelingen in een ruimte.

22

De faseverschuiving F is de verschuiving in tijd (uur) tussen de maximale buitentemperatuur en demaximale binnentemperatuur. De demping µ is de verhouding tussen de maximale amplitude van debuitentemperatuur en de maximale amplitude van de binnentemperatuur: µ =T1/T2.

De afkoeltijd is de duur [in uren] vooraleer een snelle variatie van de buitentemperatuur ook binnenwordt waargenomen. Deze tijd is recht evenredig met de thermische capaciteit en de dikte van het

bouwmateriaal, en omgekeerd evenredig met de �-waarde; of nog: recht evenredig met de thermischecapaciteit en de (dynamische) thermische weerstand. Een wand met een relatief hoge thermischecapaciteit en een relatief hoge thermische weerstand zal de traag opgenomen warmte tijdens dewarme uren (overdag) lang vasthouden en relatief warm blijven tijdens de koele uren (’s nachts). Dit isvooral interessant in woestijngebieden, waar het zeer heet is overdag en zeer koud ’s nachts

12.

Figuur 15: Faseverschuiving F en temperatuurdemping T1/T2

Bron: FeBeCel (2000).

Overmatige zoninstraling in combinatie met een lichte bouwwijze (weinig thermische capaciteit maareen goede dynamische warmteweerstand, zoals bij houtskeletbouw) kan snel leiden tot oververhitting(het “caravaneffect”), indien men geen adequate buitenzonwering en/of ventilatie toepast.

De thermische capaciteit (in combinatie met nachtventilatie) is bij utiliteitsgebouwen vooral van belangvoor het verminderen van de koellast. Een bouwmateriaal met een relatief hoge thermische capaciteit

maar met een relatief lage thermische weerstand (of hoge �-waarde) – zoals beton – zal overdagrelatief snel veel warmte opnemen, maar deze ’s nachts (mbv ventilatie) ook vrij snel weer afgeven.We verwijzen naar het hoofdstuk over ruimtekoeling.

2.2.4.7. Directe versus indirecte zonnewarmte

Bij directe zonnewarmte laat een sterk beglaasde gevel de zonnestraling direct door in de ruimte,waar de zonnewarmte wordt geabsorbeerd door de thermische massa die zich in de ruimte bevindt(massieve binnenwanden, vloer en/of plafond). Bij indirecte zonnewarmte wordt zo zonnewarmtegeabsorbeerd door de thermische massa van een (uitwendige) scheidingsconstructie of door eenTrombe-wand.

Een Trombe-wand is een transparant oppervlak (beglazing) gemonteerd voor een warmteabsorberende massieve wand, waartussen lucht wordt opgewarmd. De thermische isolatiekwaliteitvan de beglazing moet zo goed mogelijk zijn om de uitstralingsverliezen van de massieve wand naarde buitenomgeving te beperken. Men legt de wanddikte en de massa van de massieve wand zo vastdat de invallende zonnewarmte een half etmaal later via het binnenoppervlak van de massieve wandaan de binnenruimte wordt afgegeven (zie thermische inertie). Men kan – optioneel en enkel wanneerde spouwlucht warmer is dan de binnenlucht – binnenlucht via openingen onderaan de wand van debinnenruimte naar de spouw leiden, en bovenaan vanuit de spouw weer naar binnenvoeren. Deopeningen moeten gesloten zijn wanneer de temperatuur in de luchtspouw lager is dan debinnentemperatuur, om afkoeling van de binnenruimte te vermijden.

12 De warmte-accumulerende massa hoeft zich niet in de constructie van het gebouw te bevinden, maar kan men toevoegen in de vorm van

losse stenen (« rock bed ») of water (« drum wall »).

23

Figuur 16: directe zonnewarmte (links), indirecte zonnewarmte (Trombe-wand) (rechts)

Bron: US-DOE, EERE.

2.2.5. Interne winsten

De interne winsten of de interne warmteproductie is de som van de vrijkomende warmte vanpersonen, verlichting, ventilatoren en andere elektrische apparatuur in het gebouw. We besprekeninterne winsten in het hoofdstuk over ruimtekoeling.

2.2.6. Benuttingsfactor en nuttige warmewinsten

De nuttige warmtewinsten (of “vrij beschikbare warmte”) is de som van de zonnewinsten en de internewinsten, vermenigvuldigd met een warmtebenuttingsfactor. De benuttingsfactor van de warmtewinstenis de fractie van de in het gebouw vrijkomende warmte door bezonning (zonnewarmtewinsten) eninterne warmteproductie (interne winsten), die leidt tot een vermindering van de netto energiebehoeftevoor ruimteverwarming.

De benuttingsfactor warmtewinsten hangt onder andere af van de specifieke warmteverliezen doortransmissie en ventilatie, de effectieve thermische capaciteit (de massa die voor opname van warmteeffectief kan worden benut), en de gebruikstijden (o.a. mogelijkheid tot inzet van nachtverlaging).

De eenvoudigste methode voor het bepalen van de benuttingsfactor warmtewinst is een forfaitairewaarde, op basis van de massa van de vloerconstructie per m² gebruiksoppervlakte van de ruimte [inkg/m²], en het soort plafond (gesloten plafond / geen of open plafond). Art. 5.8.2 in bijlage II van hetEPB-besluit voorziet een dergelijke methode.

Men kan eventueel de thermische capaciteit bepalen uit de sommatie van de vermenigvuldiging vande volumieke massa, de soortelijke warmte, de werkzame dikten van de materialen en deoppervlakten van de constructiedelen in het gebouw. We verwijzen hiervoor naar art 5.8.3 in bijlage IIvan het EPB-besluit.

2.3. Verwarmingsinstallaties

2.3.1. Verwarmingssystemen: algemeen

2.3.1.1. Lokale of centrale verwarming of warmtelevering door derden

We moeten vooreerst een onderscheid maken tussen lokale (plaatselijke), centrale verwarming, enwarmtelevering door derden.

- Lokale verwarming: een installatie voor ruimteverwarming waarbij de warmte uitsluitend wordtafgegeven in de ruimte waar zij wordt opgewekt;

24

- Centrale verwarming: een installatie voor ruimteverwarming waarbij de centraal opgewekte warmtedoor een distributiesysteem in meer dan één ruimte wordt afgegeven;

- Warmtelevering door derden: de levering van warmte voortkomende uit al dan niet een combinatievan een productieproces van elektriciteit; een industrieel productieproces; afvalverbranding;opwaardering van warmte met een warmtepomp, en waarbij de levering niet is beperkt totgebouwen op het eigen perceel respectievelijk tot bij de bouwaanvraag betrokken gebouwen.

2.3.1.2. Verspreiding van de warmte in de ruimte

We kunnen de verwarmingstoestellen indelen volgens de manier waarop ze de warmte in de ruimteverspreiden:

- stralingsverwarming: stralingswarmte ontstaat door de temperatuur van het verwarmingselementzelf. Hoe hoger de temperatuur, hoe hoger de warmtestralen. De stralingswarmte kan sterkgebundeld zijn zoals bij infraroodstralers, of gespreid over een grote oppervlakte zoals bij vloer-,wanden plafondverwarming;

- convectieverwarming: de lucht komt in contact met warme elementen, warmt er op en stijgt, waarbijde opgewarmde lucht zich mengt met de rest van de lucht in de ruimte. Typischeconvectiesystemen zijn radiatoren , convectoren, aardgaskachels en elektrische accumulatiekachels(“spaarkachels”), die zo gebouwd zijn dat ze de natuurlijke convectie bevorderen;

- warmeluchtverwarming: warmeluchtverwarming is eigenlijk convectieverwarming, waarbijmechanische ventilatie (ventilatoren) de natuurlijke convectie een handje toesteken. Bij decentraleluchtverwarming zoals warmeluchtblazers zit de warmte-opwekker in het toestel zelf; bij centraleluchtverwarming staat de warmte-opwekker buiten de ruimte opgesteld en wordt de warme lucht vialuchtkanalen aangevoerd. Warmeluchtverwarming combineert ruimteverwarming met (gedwongen)ventilatie.

Stralingsverwarming geeft een behaaglijk gevoel bij een luchttemperatuur van circa 2 °C lager dan bijconvectie, wat kan leiden tot een energiebesparing van 12%.

Men houdt ruimteverwarming best zoveel mogelijk gescheiden van andere energiefuncties, zoalsruimtekoeling, ventilatie en/of be-/ontvochtiging. Men moet zeker volledige klimatiseringssystemenzoals centrale luchtbehandeling (“air conditioning”) proberen te vermijden.

2.3.1.3. Onderdelen van een verwarmingssysteem

We onderscheiden in een systeem voor ruimteverwarming verder:

- De warmte-opwekkingsinstallatie: dit zijn bij centrale verwarming en lage temperatuur verwarmingde ketels, warmtepompen, luchtverwarmers, zonneboiler-combis of (mini-)WKK-eenheden; bij lokaleverwarming gebeurt de warmte-afgifte in de verwarmingselementen (zie warmte-afgifte);

- Het systeem voor warmteverdeling: dit zijn bij hydronische centrale verwarming en bij indirectgestookte luchtverwarming (water als warmte-overdragend medium) de leidingen, en bij directgestookte luchtverwarming (lucht als warmte-overdragend medium) de kanalen. Bij lokaleverwarming is er geen systeem voor warmteverdeling;

- Het systeem van warmte-afgifte: dit zijn bij centrale verwarming de radiatoren of convectoren, bijlage temperatuurverwarming de vloerleidingen, plafondleidingen of wandleidingen; en bij lokaleverwarming kachels, stralers of convectoren;

- Het regelsysteem. We onderscheiden wat betreft prestatie een regeling waarbij de regelwaardemanueel wordt ingesteld en niet aan een meetwaarde wordt getoetst (bv manueel te bedienenradiatorkranen); een centrale regeling warbij de regelwaarde als tijdsfunctie wordt ingelezen of zichvia een ingebouwd optimalisatie-algoritme aanpast en een continue vergelijking gebeurt met demeetwaarde (bv kamerthermostaat); en een regeling waarbij de regelwaarde per warmte-afgifteelement wordt ingesteld en de vergelijking met de meetwaarde automatisch gebeurt (bijvoorbeeldthermostatische kranen).

We bespreken in de volgende hoofdstukken kort enkele verwarmingssystemen. Koude/warmte-opslag(KWO) of seizoensopslag bespreken we in het hoofdstuk over ruimtekoeling. Men past KWO meestaltoe met het oog op het verminderen van het eindenergiegebruik voor ruimtekoeling.

25

2.3.2. cv-ketels

2.3.2.1. De ketel

Een cv-ketel13 bevat een brander

14, een warmtewisselaar en een waterpomp. De brander verwarmt de

warmtewisselaar, die zorgt voor de warmteoverdracht naar het water. De circulatiepomp pompt hetwater naar de verwarmingselementen (bijvoorbeeld radiatoren). Bij eenpijpsystemen zijn de radiatorenin serie geschakeld, bij tweepijpsystemen is er een afzonderlijke leiding voor het afgekoelde water datterugstroomt. Elke cv-ketel heeft beveiligingen die de brander uitschakelen wanneer in de cv-installatie bijvoorbeeld te weinig water zit, te hoge temperaturen ontstaan of (in sommige gevallen) alser te weinig lucht kan worden aangezogen. Een expansievat vangt het extra volume op van het waterdat door het verwarmen uitzet. Zonder dat vat zou de druk in de ketel en de leidingen te groot kunnenworden.

Men onderscheidt ‘open’ en ‘gesloten’ ketels:

- gesloten ketels zuigen de verbrandingslucht door middel van een ventilator via een kanaal vanbuiten het gebouw aan. De schoorsteen bestaat meestal uit een dubbelwandige buis. Via debuitenste buis (luchttoevoerkanaal) wordt de verbrandingslucht aangezogen. De binnenste buis(verbrandingsgassenafvoerkanaal) leidt de verbrandingsgassen naar buiten. Zowel een gevel- alseen dakdoorvoer zijn mogelijk. Er kunnen geen verbrandingsgassen stromen in de ruimte waar deketel staat opgesteld (koolmonoxidevergiftigig is nagenoeg uitgesloten). Het rendement vangesloten ketels is hoger dan van open ketels

15. Praktisch alle moderne ketels zijn gesloten ketels;

- open of ‘atmosferische’ ketels zuigen de verbrandingslucht aan uit de ruimte waar de ketel staatopgesteld. Men moet bijgevolg de opstellingsruimte voldoende ventileren.

Een traploos modulerende ketel stemt – in tegenstelling tot ketels met een aan/uit- of hoog/laag-brander – de brander traploos af op de werkelijke warmtevraag op een bepaald moment (“glijdendeketelsturing” of “modulerend vermogen”). Hierdoor verhoogt het opwekkingsrendement van de ketel.Moderne ketels zijn meestal traploos modulerend.

Men onderscheidt – in functie van het rendement – de volgende cv-ketels:

- conventionele cv-ketel: Het rendement (gebaseerd op de bovenste verbrandingswaarde van debrandstof) is lager dan 80%. Een conventionele cv-ketel houdt het water in de warmtewisselaard.m.v. een retourkring op een temperatuur van meer dan 60°C. Het verbrandingsrendement is laag:20 tot 30% van de energie-inhoud van de brandstof (brandstofwarmte) ‘verdwijnt’ via deschoorsteen naar buiten (‘schoorsteenverliezen’). De hoge watertemperatuur zorgt ook voor relatiefgrote stilstandsverliezen’ (wamteverliezen aan de buitenkant via de mantel van de ketel)

16;

- hoogrendementsketel of HR-ketel (zonder condensatie)17: Het rendement varieert tussen de 82% en

87 %. Het rendement van een hoogrendementsketel schommelt in functie van de temperatuur vanhet water dat door de ketel vloeit. Het rendement neemt toe naarmate de watertemperatuur daalt.De temperatuur van de verbrandingsproducten is lager dan bij een conventionele cv-ketel (minder‘schoorsteenverliezen’);

- condenserende ketel of condensatieketel: Het rendement ligt tussen 90% en 100%. Decondenserende ketel is heen hoogrendementsketel met condensatie. Bij de verbranding vanaardgas of olie ontstaat waterdamp, die nog veel warmte bevat, maar in een conventionele cv-ketelof in een HR-ketel mee met de verbrandingsgassen wordt afgevoerd. Een condenserende ketelheeft een bijzondere (tegen corrosie bestande) warmtewisselaar (condensor), waardoor deze denog niet benutte warmte (latente warmte of condensatiewarmte) in de verbrandingsgassen gebruiktom het terugvoerwater dat door de ketel stroomt voor te verwarmen. Door aan deverbrandingsgassen warmte te onttrekken ontstaat een temperatuurdaling, waardoor de aanwezige

13 We bespreken hier enkel cv-ketels die water verwarmen. Voor cv-ketels die lucht direct verwarmen (zogenaamde ‘direct gestookte

luchtverwarmers’) verwijzen we naar het hoofdstuk over luchtverwarmers.14 Voor vaste brandstoffen spreekt men van een ‘haard’ i.p.v. een ‘brander’.15 Minder inwendige convectieverliezen bij stilstand. Inwendige convectieverliezen komen voor als de warme schoorsteen koude lucht

aanzuigt waardoor de ketel afkoelt. De stilstandtijd is de tijd waarin de ketel geen warmte levert aan de verwarmingsinstallatie maar wel opde ingestelde ketelwatertemperatuur blijft staan.16 Stilstandsverliezen worden bepaald door twee factoren : uitwendige stralings- en convectieverliezen en inwendige convectieverliezen.17 In Nederland spreekt men van verbeterd rendement (VR) ketels en hoogrendements (HR) ketels (altijd met condensatie); in Vlaanderenzijn VR-ketels ‘gewone’ hoogrendementsketels [HR+ voor gasgestookte ketels (sinds 1996) en Optimaz voor oliegestookte ketels], en HR-

top voor gasgestookte condenserende ketels (sinds 1998) of Optimas-elite voor oliegestookte condenserende ketels.

26

waterdamp in de afgevoerde gassen condenseert18. Een condenserende ketel moet daarom het

gevormde condensaat kunnen opvangen en afvoeren. Een ingebouwde ventilator voert deverbrandingsgassen af, omdat zij als gevolg van de lagere temperatuur niet op eigen kracht hetafvoerkanaal kunnen verlaten.

Figuur 17: de werking van een (oliegestookte) condensatieketel

Merk op: omwille van het lagere dauwpunt en het kleinere percentage waterdamp is olie minder geschikt voor condenserendeketels dan aardgas. Condensatieketels op olie vereisen meestal het gebruik van een zwavelarme brandstof (‘mazout extra’),tenzij men met zuurbestendige materialen werkt (bij externe warmtewisselaar).

Bron: Informazout

In utiliteitsgebouwen gaat het in het algemeen om grotere ketelvermogens (vaak een paar honderdkW tot zelfs een paar MW), en is het gebruikelijk om ketels niet enkelvoudig maar “geschakeld”(meerdere ketels met hetzelfde of verschillend vermogen in het ketelhuis) toe te passen. Men doet ditmeestal om de bedrijfszekerheid te vergroten. Men kan verschillende types cv-ketel combineren, ofzelfs cv-ketels met andere verwarmingssystemen (bijvoorbeeld warmtepompen).

Maatregelen voor energiebesparing zijn:

- hoogrendementsketel of condenserende ketel. Men vervangt een conventionele verwarmingsketeldoor een hoogrendementsketel of een condenserende ketel met keurmerk: HR+ of HR-top(condenserende ketel) voor gasgestookte ketels, Optimaz of Optimaz-Elite (condenserende ketel)voor oliegestookte ketels. Het rendement van een gasgestookte condenserende ketel is hoger danvan een oliegestookte condenserende ketel;

- ketelvolgordeschakeling. Men schakelt meerdere kleine ketels in cascade (bv condenserende ketelen HR-reserveketel voor pieklasten) – i.p.v. één grote ketel toe te passen – om hetzelfdeverwarmingsvermogen te installeren. In het voorjaar en najaar is het niet altijd nodig om decapaciteit van beide ketels te gebruiken, zodat men de reserveketel niet onnodig moet latenbranden (reserveketel “koud” zetten). Electronica zorgt voor een optimale regeling. Men plaatst eensmoorklep tussen twee ketels, om te beletten dat het water uit de niet brandende ketel (in hetvoorjaar en najaar) toch wordt opgewarmd door het hete water uit de brandende ketel;

- onderhoud. Men moet de cv-ketels, en vooral de (vervuilde) branders schoonmaken bij onderhoud,om de brandstof-luchtverhouding van de branders te optimaliseren

19. Men bespaart hierdoor op

brandstofgebruik door het beperken van de verliezen t.g.v. onvolledige verbranding. Er is minderafvoer van brandstof met de rookgassen, en minder roetvorming. Een roetaanslag van 1 mm dikteop de wanden van de ketel kan het warmte-uitwisselingsvermogen met ongeveer 3% doenafnemen.

18 Afkoeling van de verbrandingsproducten tot onder het dauwpunt. De temperatuur van het retourwater van de verwarmingskring (i.e. hetwater dat in de warmtewisselaar circuleert) moet dan wel lager zijn dan dit dauwpunt (condensatietemperatuur).19 Een onvolledige verbranding kan ehcter ook het gevolg kan zijn van slijtage van de branders.

27

Condenserende ketels vereisen een lage retourtemperatuur20 (terugvoertemperatuur) van het water in

de verwarmingsleidingen. Een lage retourtemperatuur is te verkrijgen door:

- glijdende ketelsturing;

- het retour- of terugvoerwater zo goed mogelijk te scheiden van het aanvoer- of vertrekwater (zoweinig mogelijk mengpunten voorzien in het leidingenschema);

- het toepassen van lagetemperatuurverwarming LTV (lage vertrek- of aanvoertemperatuur21),

bijvoorbeeld door het overdimensioneren van de radiatoren of convectoren of door het toepassenvan vloer- of wandverwarming.

2.3.2.2. Warmtedistributie en –afgifte

Men kan het systeemrendement (zie verder) van een cv-installatie verbeteren door:

- Isolatie van de leidingen. Het isoleren van de leidingen van de cv (zowel aanvoer als retour) en debijbehorende afsluiters (appendages), om de warmte-uitstraling naar de omgeving te beperken;

- Plaatselijke isolatie. Het plaatsen van een radiatorfolie of een warmteschild tussen de radiator en de

buitenmuur (of raam), om warmteverlies via straling door de buitenmuren (of ramen) te voorkomen.Het warmteschild is een plaat van bijvoorbeeld hardboard waarop een materiaal is aangebracht datde straling reflecteert; of het isoleren van de borstwering (i.e. de wand tussen vloer en raam) waareen radiator voor staat;

- Het anders indelen van de beschikbare ruimte, om te beletten dat radiatoren en convectorenmoeilijker hun warmte kunnen afgeven doordat er obstakels voor staan.

Om het hoge (opwekkings)rendement van condenserende ketels optimaal te benutten kan men bestcondenserende ketels koppelen aan lagetemperatuurverwarming- of LTV-afgiftesystemen. Weverwijzen voor LTV naar het hoofdstuk over warmtepompsystemen. Warmteproductie bij lagetemperatuurverwarming gebeurt het beste met een condensatieketel of warmtepomp (Hens, 2005, p.5).

2.3.2.3. Regeling van cv-installaties

Met het inregelen van een cv-installatie bedoelt men:

- het waterzijdig inregelen, i.e. het op elkaar afstemmen van de waterstromen, zodat detemperatuurverschillen in het gebouw verdwijnen;

- het in- en bijstellen van alle andere regelmechanismen (o.a. de regelklokken, die de hoogte van dewatertemperatuur regelen), zodat men op elk tijdstip de gewenste hoogte van de temperatuurbereikt.

Een cv-optimaliseringstraject heeft tot doel het laten functioneren van alle gebruikte onderdelen(defecte onderdelen repareren), het verplaatsen van verkeerd aangesloten temperatuurvoelers, hetgebouw zo ver mogelijk laten afkoelen in buitengebruikstijd, de bedrijfstijden zo kort mogelijk houden,een zo snel mogelijke aanwarmperiode creëren (door de watertemperatuur zo hoog mogelijk temaken), de watertemperaturen voor de rest van de dag zo laag mogelijk te houden (Novem, 2003, p.4).

Maatregelen om het energiegebruik te beperken omvatten:

- Het waterzijdig inregelen van de cv-installatie. Men moet de verschillende onderdelen goed opelkaar afstellen, door een goede instelling van de (thermostatische) radiatorkranen, voetventielen,stangafsluiters en van de pompen; en van de regelklok. Het (waterzijdig) inregelen is niet eenvoudigen arbeidsintensief, en moet door een deskundig bedrijf gebeuren;

- Weershafhankelijke regeling (WAR). Men past een weersafhankelijke regeling (WAR) toe (voor deverwarming), zodat de temperatuur van het aanvoerwater van de cv-installatie wordt afgestemd opde buitentemperatuur. Men regelt de temperatuur in een ruimte na met een thermostatischeradiatorafsluiters. Deze maatregel is vooral toepasbaar in ruimten waar geen thermostaat aanwezigis; of in ruimten met een uiteenlopende warmtebehoefte;

20 De retourtemperatuur is de temperatuur van het verwarmingsmedium bij het intreden in de warmteopwekker.21 De aanvoertemperatuur is de temperatuur van het verwarmingsmedium bij uittreden uit een warmteopwekker.

28

- Optimaliseringsregeling. Men installeert best een weersafhankelijke regeling (WAR) in combinatiemet een schakelklok voor de cv-installatie. Een weersafhankelijke regeling past de temperatuur vanhet ketelwater aan aan de buitentemperatuur, maar gaat zonder schakelklok ‘s nachts innachtverlaging, hetgeen betekent dat de installatie voortdurend verwarmt (zij het op een lagerniveau dan overdag), in plaats van uit te gaan zolang het kan. Een schakelklok schakelt deinstallatie uit tijdens de nacht, weekend, vakantieperiodes, ... Een optimaliseringsregeling zorgt vooreen zo kort mogelijke opwarmtijd door te voorkomen dat bij extra koud weer buiten de verwarmingte laat wordt ingeschakeld en bij relatief warm weer buiten te vroeg. Het tijdstip van het inschakelenvan de cv-installatie wordt geregeld op basis van de heersende buitentemperatuur, de op eenbepaald tijdstip gewente binnentemperatuur, en de historische opstarttijden van de voorgaandedagen. Het toelaten van een beperkte individuele regeling in de ruimten kan het comfortgevoel vande gebruikers verhogen (zie adaptieve modellen);

- Pompschakelaar. Men kan bij conventionele ketels zonder optimaliseringregeling eenpompschakelaar in de verwarmingsinstallatie installeren, om te voorkomen dat de circulatiepomp inde verwarmingsinstallatie het hele jaar door draait, ook als de verwarming niet aanstaat. Eenpompschakelaar schakelt de circulatiepomp (na een bepaalde nadraaitijd) uit, wanneer er geenwarmtevraag is. De pompschakelaar laat bij langdurige stilstand de pomp af en toe draaien omvastzittende waaiers te voorkomen;

- Nachtverwarming. Men kan nachtverwarming toepassen. Men laat de ruimten ’s nachts niet te ver

afkoelen (bv tot 15 –18° C, afhankelijk van de buitentemperatuur), om te vermijden dat ’s morgensde ketel het gebouw op vol vermogen (piekvermogen) het gebouw weer warm moet stoken.

Het kan soms zinvol zijn verschillende ruimtes met van elkaar afwijkende gebruikstijden en/ofklimaateisen (warmtebehoeften) te voorzien van een afzonderlijke cv-groep of cv–ketel met eigentemperatuur en schakeltijden.

Men moet algemeen de verwarming uitschakelen in ruimten waar deze niet nodig is. In de praktijk blijftde verwarming vaak onnodig aan staan.

2.3.3. Luchtverwarmers

Een luchtverwarmer is een apparaat voor de productie van warme lucht voor de verwarming van eenruimte (lucht i.p.v. water als warmtedrager). Men gebruikt hiervoor buitenlucht, recirculatielucht of eencombinatie van beiden.

Men maakt op basis van het type luchtverdeelsysteem een onderscheid tussen:

- zwaartekrachtsystemen: de (met kolen, hout, stookolie of gasgestookte) luchtverwarmingsgeneratorbevindt zich bijna altijd in het middenpunt van de te verwarmen ruimte, op het gelijkvloers of onderin de kelder van het gebouw. De uit de te verwarmen ruimtes terugkerende lucht wordt langs onderin de generatoralkoof aangezogen, verwarmt zich aan de warme vlakken en verdeelt zich naarboven met een temperatuur van 50 tot 80 °C. De stroming van de lucht wordt met deze generatorenenkel teweeggebracht door het specifieke gewichtsverlies tussen verwarmde en gekoelde lucht.Zwaartekrachtsystemen zijn bijna volledig verdrongen door ventilator gestuurde systemen;

- ventilator gestuurde systemen: een elektrisch aangedreven ventilator zorgt voor de verspreiding ofhet transport via luchtkanalen van de warme lucht naar de te verwarmen ruimte(n). Menonderscheidt luchtverwarmingsgeneratoren waarbij men ofwel één omkasting (voorziet) voor allegeneratoronderdelen zoals de ventilator, ventilatormotor, filtereenheid (optioneel), warmtewisselaar,brander en eventueel andere bijhorende onderdelen; ofwel een individuele omkasting pergeneratoronderdeel (modulaire opbouw). In utiliteitsgebouwen kan de luchtbehandelingskast (LBK)van een centrale luchtbehandeling (optioneel) een verwarmingssectie bevatten.

Men maakt op basis van het type warmtewisselaar een onderscheid tussen:

- direct gestookte luchtverwarmer: de warmte die bij de verbranding vrijkomt wordt via een lucht/luchtwarmtewisselaar direct aan de luchttoevoer overgedragen;

- indirect gestookte luchtverwarmer: de warmte die bij de verbranding vrijkomt wordt via eenwarmtewisselaar met een tussenmedium (meestal water van een cv-ketel of eventueel van een

warmtepomp – zie verder) aan de luchttoevoer overgedragen.

29

Een condenserende direct gestookte luchtverwarmer zorgt voor een hoog verbrandingsrendement,doordat de rookgassen naar een secundaire warmtewisselaar worden geleid waar ze wordenafgekoeld tot ver onder het dauwpunt (zie ook condenserende cv-ketels)

22.

Figuur 18: voorbeeld van een direct gestookte luchtverwarmer met condensatie

Bron: Multicalor Industries.

We verwijzen verder naar centrale luchtbehandeling (“air conditioning”) in het hoofdstuk overruimtekoeling, en naar het elektriciteitsgebruik door ventilatoren in het hoofdstuk over hulpfuncties.

2.3.4. Warmtepompsystemen

Een wamtepomp maakt energie met een laag temperatuurniveau (weer) bruikbaar door hettemperatuurniveau te verhogen. De warmtepomp “pompt” laagwaardige omgevingswarmte van eenlaag naar een hoog temperatuurniveau.

Een warmtepompsysteem bestaat altijd uit een warmtebron, de warmtepomp zelf, het afgiftesysteem,en een regeling.

2.3.4.1. Warmtebron

Een warmtebron is het medium waaraan een warmtepomp warmte onttrekt. Mogelijke warmtebronnenzijn:

- Buitenlucht: buitenlucht is onbeperkt beschikbaar, maar met sterk wisselende en soms te lagetemperaturen zodat het rendement van de warmtepomp sterk zal variëren;

- Afgevoerde ventilatielucht: de brontemperatuur is voldoende hoog en constant, maar het debiet vanventilatiesystemen is beperkt, zodat deze warmtepompsystemen bijna enkel geschikt zijn voor debereiding van warmtapwater (zie ook hoofdstuk ‘bereiding van warmtapwater’);

- Oppervlaktewater: een voldoende grote hoeveelheid oppervlaktewater is zelden beschikbaar. Vanbelang zijn vooral de temperatuur (wisselend en mogelijk te laag in de winter) en de kwaliteit van hetoppervlaktewater;

- Grondwater: grondwater, met een constante temperatuur van 10 à 14 °C, is meestal overvloedigbeschikbaar in ondergrondse waterlagen. De brontemperatuur en bijgevolg het rendement van eenwarmtepomp zal voldoende hoog zijn en weinig variëren;

- Bodem: op 1 meter diepte schommelt de temperatuur van de bodem tussen 4 °C en 17 °C; op 5 à 7meter diepte heeft de bodem een temperatuur van 10 °C à 12 °C; en dieper in de bodem stijgt detemperatuur langzaam met 1,5 °C à 3 °C per 100 meter. Men onderscheidt verticale grondwarmte-wisselaars waarbij een “aardsonde” tot meer dan 100 meter diep de grond kan ingaan; enhorizontale grondwarmtewisselaars waarbij een captatienetwerk van buizen op een diepte van 1meter (onder de vorstgrens) of meer in de bodem wordt ingegraven. Bodemwarmte is onbeperkt

22 Het HR-TOP label wordt ook toegekend aan condenserende verwarmingstoestellen op warme lucht.

30

beschikbaar, maar de brontemperatuur daalt in de loop van het stookseizoen, en bij horizontalesystemen kan de brontemperatuur variëren;

- Energiedak: een energiedak gebruikt en buitenlucht en zonnestraling en condensatiewarmte uitvocht in de buitenlucht en regen als warmtebron. Een energiedak bestaat uit een plaat of platenwaarop leidingen zijn aangebracht waardoor het warmtepompmedium stroomt. Een energiedakfungeert als “verdamper” in het systeem (zie verder);

- Trombewand of -dak: zie passieve zonnewarmte;

- Zonnecollector: zie hoofdstuk ‘bereiding van warmtapwater’.

- Industriële afvalwarmte.

De meest voorkomende warmtebronnen zijn bodem en grondwater, maar in het buitenland maakt menook gebruik van energiedaken of trombewanden of –daken.

2.3.4.2. Warmtepomp

Een warmtepomp bestaat uit de volgende onderdelen (zie figuur):

- verdamper: een warmtedragende vloeistof met een kookpunt lager dan de temperatuur van dewarmtebron verdampt op lage druk in de verdamper, en neemt warmte op van de warmtebron. Detemperatuur van de warmtebron daalt enkele graden. De warmtedragende vloeistof verdampt toteen gasvormig medium;

- compressor: de compressor is een pomp die het gasvormig medium uit de verdamper afzuigt ennaar de condensor transporteert. De compressor drukt het gasvormig medium samen waardoor detemperatuur en het kookpunt van het gas verhogen. Het samendrukken kan gebeuren m.b.v. eenmechanische compressor (elektrisch aangedreven of via een gasmotor); of via een zogenaamdabsorptieproces met warmte als aandrijfenergie (“gasabsorptiewarmtepomp”);

- condensor: het gasvormig medium stroomt door de condensor en koelt daar af tot beneden hetdauwpunt van het gas. Het gasvormig medium wordt weer vloeibaar (condenseert) en staat – viaeen warmtewisselaar – alle eerder opgenomen warmte uit de verdamper, vermeerderd met decompressorwarmte, af aan het warmtedistributie- en afgiftesysteem;

- ontspanner (expansieventiel): de warmtedragende vloeistof (het condensaat) keert m.b.v. eenexpansieventiel terug naar zijn oorspronkelijke druk en temperatuur; en gaat terug naar deverdamper waar de cyclus herbegint.

Figuur 19: Principe van de (elektrische) warmtepomp

Bron: www.stiebel-eltron.nl

De warmtepomp werkt feitelijk als een “omgekeerde koelmachine”, waarbij men niet de koelenergiebenut maar de warmte uit de condensor. Een reversibele (omkeerbare) warmtepomp waarbij men dewarme en koude circuits omleidt kan dan ook als koude-opwekker fungeren. Dit is vooral van belangvoor utiliteitsgebouwen die een behoefte hebben aan zowel ruimteverwarming als -koeling. Weverwijzen naar het hoofdstuk over ruimtekoeling.

31

2.3.4.3. Afgiftesysteem

Het afgiftesysteem is het systeem waaraan de warmtepomp warmte afgeeft. Het rendement of deCOP (zie verder) van een warmtepompsysteem hangt af van het temperatuurverschil tussen dewarmtebron en het warmte-afgiftesysteem. Hoe hoger de temperatuur van de warmtebron en hoelager de temperatuur van het warmteafgiftesysteem, hoe hoger de COP. Het meest geschikte warmte-afgiftesystemen is dan ook lagetemperatuurverwarming (LTV). Bij LTV-systemen is deaanvoerwatertemperatuur niet hoger dan 55 °C en de retourwatertemperatuur 45 °C (i.p.v. 90 °C en70 °C bij klassieke cv). Men onderscheidt:

- lagetemperatuurverwarming (LTV) met een groot warmtegifte-afgevend oppervlak zoals vloer-,wand- of plafondverwarming;

- LTV-radiatoren of overgedimensioneerde radiatoren: zoals klassieke radiatoren, maar relatief groterom dezelfde hoeveelheid warmte te kunnen afstaan;

- LTV-convectoren: dunne warmwaterleidingen met daaromheen, op korte afstand van elkaar, eengroot aantal dunnen metalen lamellen. Er zijn vrijstaande of wandconvectoren ingebouwd in eenschacht of omkasting, of vloeren putconvectoren;

- klimaatplafonds: in metalen plafondpanelen geïntegreerde leidingen waar men koud of warm waterdoorvoert;

- luchtverwarming, of convectoren met geforceerde ventilatie (ventilo-convectoren): Men moet dewarmtewisselaar in de luchtverwarmer zo dimensioneren dat deze het gevraagde vermogen levertbij de lage watertemperatuur.

Warmtepompsystemen zijn ook geschikt voor de bereiding van warmtapwater (een warmtepompcombivoorziet in ruimteverwarming en warmtapwaterbereiding). Een warmtepompboiler met afgevoerdeventilatielucht als warmtebron is moeilijk te combineren met gebalanceerde ventilatie metwarmteterugwinning. Een warmtepomp kan eventueel zorgen voor de bijverwarming vanwarmtapwater geproduceerd in een zonneboiler (zie hoofdstuk bereiding van warmtapwater).

2.3.5. Seizoensopslag

We verwijzen voor seizoensopslag naar het hoofdstuk over ruimtekoeling.

2.3.6. Rendement van verwarmingsinstallaties

Het rendement van een verwarmingsinstallatie is de mate waarin de installatie de toegevoerdeenergie omzet in bruikbare of nuttige energie. Een groot deel van de toegevoerde energie die nietbijdraagt tot het instand houden van het thermisch comfort is in principe (nog) “bruikbaar”, maar omdatze niet wordt gebruikt spreekt men van “verloren” energie.

Het totale rendement van een verwarmingsinstallatie is het product van:

- het warmte-opwekkingsrendement: Het opwekkingsrendement of productierendement van een

verwarmingsinstallatie noemt men ook de “coëfficiënt of performance” (COP). De COP van eencondenserende

23 (hoogrendements)ketel is ongeveer 1. De COP van een warmtepomp is de

verhouding tussen de geleverde bruikbare warmte en de aandrijfenergie, i.e. de energie nodig voorhet samendrukken van de damp. De COP van een warmtepomp ligt tussen 1 en 5, omdat dewarmtebronnen gratis en onbeperkt beschikbaar zijn en men enkel rekening moet houden met decompressor- en pompenergie;

- het warmte-verdeelrendement: de verhouding tussen de warmte die de verwarmingselementen aande ruimte afgeven en de warmte die door de bijhorende warmte-opwekkingsinstallatie aan hetsysteem van warmteverdeling wordt afgegeven. Dit rendement houdt o.m. rekening met hetwarmteverlies tijdens het transport naar de te verwarmen ruimte, waarbij o.a. het al dan niet

23 Men leest vaak dat een aardgasgestookte condensatieketel een rendement heeft van meer dan 100% (tot 107 of 108%), wat uiteraard niet

kan. Om het rendement van een conventionele cv-ketel te berekenen ging men er van uit dat sowieso 11% van de energie (de latente warmte

of condensatiewarmte) verloren ging, zodat de basis voor de berekening (de onderste verbrandingswaarde van aardgas) kunstmatig werdopgedreven tot 100% terwijl ze feitelijk 89% bedroeg. De onderste verbrandingswaarde Hi van aardgas is de hoeveelheid warmte die

vrijkomt wanneer 1 kubieke meter aardgas wordt verbrand, waarbij men de hoeveelheid condensatiewarmte niet meerekent. De bovenste

verbrandingswaarde Hs van aardgas is de hoeveelheid warmte, inclusief de condensatiewarmte, die vrijkomt wanneer 1 kubieke meter gaswordt verbrand. Een conventionele (gasgestookte) cv-ketel heeft een verbrandingsrendement van 88% op Hi of 79% op Hs ; een HR-ketel

92% op Hi of 83% op Hs ; en een condenserende ketel tussen 95 en 107% op Hi of tussen 86 en 97% op Hs.

32

geïsoleerd zijn van de leidingen en de ligging van de leidingen binnen of buiten het ‘beschermdvolume’ van belang zijn;

- het warmte-afgifterendement: de verhouding tussen de energie die de verwarmingselementen nuttigaan de ruimte afgeven en de totale energie die ze aan die ruimte afgeven. Dit rendement houdt o.m.rekening met het verlies aan warmte via de wand achter of de vloer onder het verwarmingselement;of met de dikke laag stof (die warmte isoleert) op een radiator. Het warmte-afgifterendement houdtook rekening met energieverspilling door een niet perfect afgestelde regeling. Regelsystemenkunnen om warmte vragen in ruimten en/of op momenten waarop die warmte niet nodig is, wat voorextra verliezen zorgt (o.a. regelverliezen aan de thermostaat of thermostatische kranen). Men moetook rekening houden met energievernietiging door gelijktijdig koelen en verwarmen.

2.3.6.1. Systeemrendement

Het systeemrendement is de verhouding tussen de warmte die de verwarmingselementen netto aande ruimte (of een deel ervan) afgeven en de warmte die door de bijhorende warmte-opwekkingsinstallatie aan het systeem van warmteverdeling wordt afgegeven.

Het systeemrendement is het product van afgifte- en verdeelrendement bij centrale verwarming, ofenkel afgifterendement bij lokale verwarming. Het EPB-besluit kijkt voor klimatiseringssystemen inutiliteitsgebouwen enkel naar het globaal systeemrendement. Men negeert hierbij eventueleseizoensopslag (koude- of warmte-opslag). In het EPB-besluit stelt men voor lokale (plaatselijke)verwarming in utiliteitsgebouwen het systeemrendement altijd gelijk aan 100 %.

2.3.6.2. Opwekkingsrendement

Men maakt in het EPB-besluit voor het bepalen van het opwekkingsrendement24 een onderscheid

tussen :

- warmtepompen;

- overige warmteopwekkingsinstallaties.

Het opwekkingsrendement van een warmtepomp is gelijk aan de gemiddelde seizoensprestatiefactor(SPF). De SPF is de verhouding tussen de warmte die de warmtepomp in de loop van hetverwarmingsseizoen aflevert en de energie die daartoe nodig is. We verwijzen voor het bepalen vande SPF naar art. 10.2.3.3 in Bijlage I van het EPB-besluit.

Het opwekkingsrendement van de overige warmteopwekkingsinstallaties hangt af van het typewarmteopwekkingsinstallatie, en van de regeling van de warmwatertemperatuur in geval van centraleverwarming met warm water. Men onderscheidt een regeling die zorgt voor een variabele temperatuurin de installatie, en een regeling die de temperatuur in de installatie constant houdt. Men kan dewaarden voor het opwekkingsrendement opzoeken in tabel 10 in art. 10.2.3.2 in Bijlage I van het EPB-besluit.

2.4. Bruto energiebehoefte voor ruimteverwarming

De bruto energiebehoefte voor ruimteverwarming bestaat uit de som van de netto energiebehoeftevoor ruimteverwarming en alle verliezen die bij de warmteverdeling en de warmte-afgifte optreden,inclusief de verliezen door onvolmaakte regeling of de verliezen die optreden bij het gelijktijdigverwarmen en koelen van de ruimten. Deze verliezen worden via het systeemrendement ingerekend.

De bruto energiebehoefte voor ruimteverwarming is dan ook de maandelijkse netto energiebehoeftevoor ruimteverwarming gedeeld door het systeemrendement voor ruimteverwarming.

2.5. Finaal of eindenergiegebruik voor ruimteverwarming

Het finaal of eindenergiegebruik voor ruimteverwarming bestaat uit de som van de brutoenergiebehoefte en de opwekkingsverliezen, waaronder de schoorsteenverliezen (de warmte die metde rookgassen de schoorsteen verlaat) en de mantelverliezen (de warmte die de warmte-opwekker

24 Het EPB-besluit hanteert het labo testrendement bij 30 % deellast, bij conventie uitgedrukt t.o.v. de onderste verbrandingswaarde.

33

verliest aan de omgeving buiten het beschermd volume). Deze verliezen worden via hetopwekkingsrendement ingerekend.

Het maandelijks finaal of eind-energiegebruik voor ruimteverwarming is dan ook de brutoenergiebehoefte voor ruimteverwarming gedeeld door het opwekkingsrendement voorruimteverwarming.

Indien relevant trekt men eerst de nuttig gebruikte zonnesysteem-energie (actieve zonnewarmte) afvan de bruto-energiebehoefte.

2.6. Primair energiegebruik voor ruimteverwarming

Men zet het eindenergiegebruik om naar primair energiegebruik door te vermenigvuldigen met devolgende conversiefactoren:

- Fossiele brandstoffen: 1

- Elektriciteit: 2,5

- Biomassa: 1

Deze conversiefactoren zijn niet enkel voor ruimteverwarming van toepassing, maar ook voor alleandere omrekeningen van eind- naar primair energiegebruik.

34

3. Bereiding van warmtapwater

3.1. De behoefte aan warmtapwater

Mensen gebruiken warmtapwater (of “sanitair warm water”, afgekort sww) voor lichaamsverzorging(baden, douchen, ...), wassen van kleding; schoonmaken; koken; ...

De keuze van een warmwatertoestel hangt af van :

- de frequentie van de afnamen per dag;

- de vereiste opwarmtijd tussen twee opeenvolgende pieken;

- het niveau van de piekafnamen (maximum uurdebiet of tapdebiet in l/min);

- de gewenste temperatuur van het tapwater;

- het gewenste comfort (het gewenste warmwaterdebiet bij een gegeven temperatuur tijdens eenbepaalde periode).

We kunnen (vereenvoudigd) de netto energiebehoefte voor warmtapwaterbereiding (per dag) als volgtberekenen:

= aantal minuten afname (per dag) [in minuten]

x afnamedebiet [in m³/minuut]

x soortelijke massa van water [in kg/m³]

x soortelijke warmte van water [in kJ/(kg.K)]

dagelijkse netto energietoevoer voor debereiding van warmtapwater [in kJ]

x (warmwatertemperatuur – koudwatertemperatuur) [in K]

soortelijke massa van water : stel = 1soortelijke warmte van water: 4,18 kJ/(kg.K)

Om de ontwikkeling van schadelijke bacterieën, zoals de de Legionella-bacterie, te vermijdenhandhaaft men bij de productie van warmtapwater doorgaans een temperatuur van 57 °C à 60 °C.

De vraag naar warmtapwater is in de meeste deelsectoren van handel en diensten relatief laag, metuitzondering van gebouwen voor klinische gezondheidszorg (ziekenhuizen), eventueel ook rusthuizen,sportgebouwen (in het bijzonder zwembaden) en logiesgebouwen (zoals hotels). Om de nettoenergiebehoefte voor warmtapwater in utiliteitsgebouwen te bepalen gebruikt men dan meestal ookforfaitaire waarden.

Men kan het gebruik van warmtapwater en bijgevolg de netto energiebehoefte voorwarmtapwaterbereiding beperken door:

- het niet voorzien van warm water daar waar warm water niet strict noodzakelijk is, bijvoorbeeld in desanitaire vertrekken van kantoren (wastafels);

- het bevestigen van een muntautomaat aan een douche of tappunt voor warm water. Dit is vooraltoepasbaar bij watervoorzieningen met gedragsafhankelijk gebruik, bijvoorbeeld douches in dehoreca of in sport- en recreatiefaciliteiten (bijvoorbeeld campings). Het nadeel is een verminderdcomfort voor de gebruikers;

- het installeren van thermostatische mengkranen. Thermostatische mengkranen brengen het waterdirect op de juiste temperatuur doordat de juiste mengverhouding van te voren kan wordeningesteld. Men kan eventueel de watertemperatuur van de ketel lager instellen dank zij dezeafstemming op het gebruik. Een nadeel is dat men de thermostatische mengkranen niet kancombineren met een niet-modulerende geiser;

- het toepassen van doorstroombegrenzers. Doorstroombegrenzers op wasbakkranen en douchesbeperken het aantal doorstromende liters water (en het gebruik aan warmwater), zonder dat dit ten

35

koste gaat van het comfort. De maatregel is niet toepasbaar op kranen die men gebruikt als tappuntvoor grote hoeveelheden water (bijvoorbeeld het vullen van emmers);

3.2. Warmwatersystemen

Vooraleer een type warmwatertoestel te kiezen moet men eerst keuzes maken tussen centrale ofdecentrale productie van warm water, tussen doorstroom- of voorraadtoestellen, en tussen individuele(autonome) of combi-toestellen. Men kan ook kiezen voor zonne- of warmtepompboilers.

3.2.1. Centrale of decentrale productie van warmwater

De voordelen van centrale productie t.o.v. decentrale productie zijn:

- Lagere installatie- en onderhoudskosten;.

- Grotere betrouwbaarheid, langere levensduur, en (meestal) een groter productierendement;

- De mogelijkheid het vermogen of het opslagvolume te beperken door de niet-gelijktijdigheid van devraag.

Het grote voordeel van een decentraal systeem is het vermijden van een circulatieleiding. Daaromkiest men in gebouwen waar de tappunten sterk verspreid liggen over heel het gebouw of waar detappunten geconcentreerd zijn in verschillende zones van het gebouw best voor een decentralerespectievelijk half-gecentraliseerde productie.

3.2.2. Doorstroom- of voorraadtoestellen

We definiëren :

- doorstroomtoestel (geiser): een apparaat waarin het water tijdens het tappen wordt opgewarmd ;

- voorraadtoestel (boiler): een apparaat dat in hoofdzaak bestaat uit een goed geïsoleerd voorraadvatwaarin het warmtapwater continu op de gewenste temperatuur wordt gehouden.

Een doorstroomtoestel voor de bereiding van warmtapwater gebruikt minder energie dan eenvoorraadtoestel omdat er geen stilstandsverliezen zijn (het op temperatuur houden van het water inhet voorraadvat). Het tapdebiet (in liter/minuut) is bovendien meestal kleiner

25. Doorstroomtoestellen

zoals energievriendelijke gasgeisers hebben geen permanente waakvlam, een elektronischeontsteking, en zijn uitgerust met modulerende branders die de gas- en luchttoevoer automatischaanpassen in functie van het gevraagde debiet.

Nadelen van doorstroomtoestellen t.o.v. voorraadtoestellen zijn:

- ze leveren niet direct warm water;

- er is een wachttijd, tenzij men een toestel met ingebouwde tappot kiest;

- de temperatuur van het water schommelt;

- ze moeten een minimale hoeveelheid warmtapwater per minuut leveren (de “tapdrempel”);

- ze kunnen vaak niet op meerdere tappunten leveren, tenzij men een groot toestel kiest.

3.2.3. Conventionele individuele (autonome) of combi-warmtapwatertoestellen

Zowel voor gas- (of olie-) gestookte doorstroom- als voorraadtoestellen kan de verwarming van hetwater op directe wijze gebeuren (met een eigen brander), of indirect (door middel van het water vande centrale verwarming).

Individuele (autonome) wamwatertoestellen zorgen enkel voor warm water. Combitoestellencombineren de bereiding van warmtapwater met ruimteverwarming.

Een gecombineerde ketel voor cv en warmtapwater moet in de zomer en in het tussenseizoen blijvenwerken, uitsluitend voor de bereiding van warmtapwater. Het toepassen van een aparte, kleine ketel

25 Wat eventueel ook als een nadeel kan worden aanzien.

36

speciaal voor warmtapwater laat toe de groter verwarmingsketel in de zomer uit te schakelen, en zostilstandsverliezen ( = daling van het rendement) te vermijden.

3.2.3.1. Individuele (autonome) warmwatertoestellen

We onderscheiden de volgende types individuele warmwatertoestellen :

- de gasgeiser: bij het opendraaien van de warmwaterkraan stroomt er water door het toestel,waardoor de gasbrander wordt aangestuurd. Het water wordt via de warmtewisselaar verwarmd enis snel op temperatuur. Energievriendelijke gasgeisers hebben geen permanente waakvlam, eenelektronische ontsteking, en zijn uitgerust met modulerende branders die de gas- en luchttoevoerautomatisch aanpassen in functie van het gevraagde debiet. Gasgestookte doorstroomtoestellenvoor utiliteitsgebouwen kunnen een vermogen hebben tussen 100 en 300 kW, en uitzonderlijk zelfstot 1.100 kW;

- de gasboiler: In een (huishoudelijke) boiler wordt 80 tot 200 liter water op een temperatuur tussende 60 °C en 80 °C in voorraad gehouden. Bij het opendraaien van de warmwaterkraan komt er eenconstante hoeveelheid warm water uit met een constante temperatuur. Op dat moment stroomt erkoud water in de boiler. Indien de temperatuur in de gasgestookte boiler te laag wordt, gaat degasbrander aan en wordt de hele voorraad weer opgewarmd tot de gewenste temperatuur.Gasgestookte voorraadtoestellen voor utiliteitsgebouwen kunnen een vermogen hebben van 30 tot100 kW voor een tank van ongeveer 150 liter tot maximaal 350 liter (« semi-doorstroomgenerator »)of een vermogen van 5 tot 100 kW voor een tank van ongeveer 300 tot 350 liter, met een maximumvan ca. 800 liter (« voorraadgenerator »);

- de elektro-boiler: een elektrische weerstand in het voorraadvat brengt het omringende water op degewenste temperatuur. Elektro-boilers zijn goedkoop in aanschaf maar duur in gebruik, zodat menze vaak aansluit op enkel nachttarief, of op tweevoudig tarief met een voorkeurschakelaar(“spaarboiler”), of met de mogelijkheid ook overdag op te warmen indien de voorraad warm water isopgebruikt (“comfortketel”). Elektro-boilers hebben een voorraadvat van slechts 10 tot 15 liter, enzijn bijgevolg enkel geschikt bij lage vraag naar warmtapwater;

- de elektrische boiler: vergelijkbaar met de elektro-boiler, maar met een voorraadvat tot 10 maalgroter dan bij elektro-boilers.

Men kiest best voor een (autonome) gasgestookte boiler met condensatie. Gasgestookte toestellenhebben het nadeel dat men steeds voorzieningen moet treffen voor het afvoeren van deverbrandingsgassen (en eventueel van het condensaat). In utiliteitsgebouwen waar de vraag naarwarmtapwater klein is of waar incidenteel een relatief grote vraag naar warmtapwater is (bijvoorbeelddoucheruimten in kleine sportgebouwen), kan men eventueel kiezen voor een elektro-boilerrespectievelijk elektrische boiler. Elektro-boilers en elektrische boilers hebben een relatief laagrendement in termen van primair energiegebruik. Men moet de hogere energiefactuur afwegen tegende lagere aanschafprijs van elektro- of elektrische boilers.

3.2.3.2. Combi-toestellen

We onderscheiden de volgende types combi-toestellen :

- de combiketel: De combiketel gebruikt één brander voor zowel de bereiding van warmtapwater alsvoor het verwarmen van het water voor de centrale verwarming. De watercircuits zijn gescheiden.Een regel-element zorgt ervoor dat bij gelijktijdige warmtevraag het warmtapwater systeemvoorrang krijgt. Combiketels zijn leverbaar als doorstroomtoestel (« combi-tap ») of alsvoorraadtoestel (« combi-vat »). Een doorstroom-combiketel is uitgerust met een tapspiraal die dientals warmtewisselaar. Het tapwater wordt tijdens de passage door het toestel direct opgewarmd. Een(huishoudelijke) combiketel met voorraadboiler houdt meestal 15 tot 40 liter water op temperatuur;

- de indirect gestookte boiler : het cv-leidingnet krijgt een aftakking naar een boiler, waarin een ruimehoeveelheid tapwater aanwezig is (huishoudelijk : tussen 40 en 200 liter). De aftakking van hetleidingnet die als spiraal door het voorraadvat loopt, zorgt voor het op temperatuur houden van hetwater in de boiler.

Het productierendement van een combi-toestel hangt af van het opwekkingsrendement van de cv-ketel. Condenserende ketels verdienen de voorkeur (zie hoofdstuk over ruimteverwarming).

37

Figuur 20: schema van een combiketel (links) en van een cv-ketel met indirect gestookte boiler(rechts)

Bron: www.atho.nl

3.2.4. Zonneboilers

Een zonneboiler is een apparaat dat zonne-energie omzet in warmte, en deze warmte levert voor deverwarming van warmtapwater. Een zonneboiler-combi levert ook warmte voor ruimteverwarming (bvvloerverwarming). Zonneboilers voor utiliteitsgebouwen (ziekenhuizen, zorgcentra, hotels,zwembaden, ...) kunnen een boilerinhoud hebben van meer dan 600 liter of een collectoroppervlakvan meer dan 15 m².

Men groepeert zonneboilers volgens de manier waarop de circulatie tussen de collector en hetvoorraadvat gebeurt: natuurlijk of gedwongen d.m.v. een pomp. Bij de ‘standaard’ of gepomptezonneboiler maakt men gebruik van een pomp; bij de thermosifon zonneboiler en de compactezonneboiler van natuurlijke convectie.

3.2.4.1. Gepompte zonneboiler

Een standaard zonneboiler of “gepompte” zonneboiler bestaat uit de volgende onderdelen :

- zonnecollector: een zonnecollector is bv voorzien van een hoogtransparante afdekking aan devoorzijde, een koperen absorber die voorzien is van een spectraal-selectieve laag waardoornagenoeg alle zonne-energie wordt geabsorbeerd en er nauwelijks stralingsverliezen optreden, eneen dikke isolatie aan de achterzijde. De collector vangt zonne-energie op, en stijgt hierdoor intemperatuur. Een vloeistof (bv gewoon leidingwater, al dan niet vermengd met een antrivriesmiddel)

38

die in een koperen buis door de collector stroomt koelt de collector af. De vloeistof warmt hierdoorop, en geeft via een warmtewisselaar de warmte af aan een voorraadvat (de “zonneboiler”);

- collectorpomp: de vloeistof wordt m.b.v. een collectorpomp rondgepompt in een gesloten circuit (het“collectorcircuit”). Wanneer de collector kouder is dan de temperatuur van het tapwater in hetvoorraadvat, of wanneer de temperatuur van het tapwater in het voorraadvat te hoog is (80 à 90 °C),stopt de pomp en loopt de collectorvloeistof terug in een terugloopvat (al dan niet geïntegreerd inhet voorraadvat). Van zodra de collector warmer is dan het tapwater in het voorraadvat start depomp en pompt de collectorvloeistof uit het terugloopvat naar de collector;

- zonneboiler: een voorraadvat of boilervat slaat de zonnewarmte op in water (�60 °C, ombacteriologische redenen), en levert het warmtapwater op aanvraag ;

- na- of bijverwarming: als de zonneboiler niet genoeg warmte levert, zorgt een na- of bijverwarmervoor het op de juiste temperatuur brengen van het warmtapwater. Bijverwarming gebeurt in dezonneboiler zelf, waarbij in de zonneboiler een extra warmtewisselaar is ingebouwd welkeaangesloten is op een cv-ketel (duo-boiler), naverwarming gebeurt meestal in een cv-ketel (combi-ketel) waarop de warmwaterleiding van de zonneboiler is aangesloten. In een “elektrische”zonneboiler is een elektrisch verwarmingselement opgenomen voor de bijverwarming. Indien hetwater slechts op 55 °C in het boilervat wordt opgeslagen kan het elektrisch verwarmingselementook dienen om wekelijks gedurende 10 minuten het warme tapwater in de boiler naar 65 °C tebrengen, om bacterievorming te voorkomen;

- regelsysteem: een regelsysteem schakelt de pomp in functie van de temperatuur in de collector ende temperatuur in het voorraadvat; en laat toe het systeem te programmeren naar behoeften.

Figuur 21: de werking van een gepompte zonneboiler voor de bereiding van warmtapwater

Bron: ANRE (1999).

3.2.4.2. Thermosifon zonneboiler

Een “thermosifon” zonneboiler werkt zonder pomp. Er is sprake van een natuurlijke circulatie. Menmoet het voorraadvat altijd hoger plaatsen dan de collector (bv in de nok van een zolder). De totaleweerstand in de leidingen moet klein zijn. De collectorvloeistof in de collector warmt op en stijgtautomatisch naar het voorraadvat. Het voorraadvat is voorzien van een thermostatische klep(“overstortklep”) om eventueel te heet water te lozen en zo oververhitting te voorkomen. Men moeteen anti-vriesmiddel toevoegen aan de collectorvloeistof om het circulatiesysteem tegen vorst tebeschermen.

39

3.2.4.3. Compacte zonneboiler

Een “compacte” zonneboiler werkt zonder collectorcircuit en zonder apart voorraadvat, omdat collectoren voorraadvat geïntegreerd zijn (“Integrated Collector Storage” of ICS). Een compact systeem kanbouwkundige aanpassingen van het dak vereisen.

3.2.4.4. Het rendement van een zonneboiler

Het rendement van een zonnecollector definieert men als de fractie invallende zonne-energie diewordt omgezet in nuttige warmte.

Het opwekkingsrendement van een zonneboiler hangt o.m. af van de oriëntatie (ZO-Z-ZW), de helling(20° – 60°) en de oppervlakte van de collector.

3.2.5. Warmtepompboilers

In utiliteitsgebouwen (met een geringe vraag naar warmtapwater) zal men een warmtepomp meestalenkel gebruiken voor warmtapwater indien men de warmtepomp voor ruimteverwarming gebruikt.

We verwijzen voor de werking van een warmtepomp naar het hoofdstuk over ruimteverwarming.

3.3. Het rendement van warmwatertoestellen

Het finaal of eindenergiegebruik voor de bereiding van warmtapwater hangt af van het totaalrendement van het systeem voor de bereiding van warmtapwater.

Het totaal rendement is het product van het systeemrendement en het opwekkingsrendement:

- het systeemrendement van warmtapwaterbereiding is o.a. afhankelijk van de verdringings- enopwarmtijd van de leidingen, en van de warmteverliezen die optreden in de leidingen t.g.v. hettemperatuurverschil;

- het opwekkingsrendement van een warmwatertoestel hangt af van het type warmwatertoestel, maaris aanzienlijk lager dan het rendement van een cv-ketel, o.a. door opstartverliezen en door afkoelingvan de (eventuele) voorraad warm water.

De volgende maatregelen verbeteren het systeemrendement van warmwatertoestellen:

- het toepassen van een schakelklok toe op de boiler van het warmtapwatersysteem, zodat hetsysteem automatisch uitschakelt ’s nachts en in de weekends, om zo te besparen opstilstandsverliezen. Men moet na iedere bedrijfsonderbreking het systeem opwarmen tot boven de60 °C om bacteriegroei (Legionella) te beperken;

- het toepassen van een schakelklok toe op de circulatiepomp van de warmtapwaterinstallatie(circulatiesysteem), zodat de pomp uitschakelt ’s nachts en in de weekends, om zo te besparen opleidingverliezen (en elektriciteitsgebruik voor de pomp – zie ook hulpfuncties). Men moet na iederebedrijfsonderbreking het systeem opwarmen tot boven de 60 °C om bacteriegroei (Legionella) tebeperken. Een schakelklok op de circulatiepomp is enkel toepasbaar bij circulatiesystemen;

- het optimaliseren van de aanleg van de leidingen en warmwatertoestel(len) bij het ontwerpen vanhet gebouw. De mogelijkheden zijn: a) de leidingen van het warmwatertoestel naar het tappunt zokort mogelijk houden (i.e. de warmwatertoestellen zo dicht mogelijk bij de tappunten plaatsen; dediameter van de leidingen niet groter dan nodig kiezen; zorgen dat de capaciteit van het toestelovereenkomt de hoeveelheid warmtapwater die men nodig zal hebben.

- het isoleren van de leidingen en appendages. Het isoleren van de warmtapwaterleidingen voorkomtleidingverliezen. Het isoleren van de appendages van de warmtapwatersystemen voorkomt onnodigenergieverlies. De isolatie van warmtapwaterleidingen is vooral toepasbaar bij recirculatieleidingen.De leidingen moeten vrij toegankelijk zijn (en bijvoorbeeld niet in een muur ingemetseld).

Wat beteft het systeemrendement is het wel zo dat men in utiliteitsgebouwen veelal gebruik maakt vanelektrische of gasboilers die direct naast het tappunt zijn opgenomen, bijvoorbeeld bij een pantry.Maatregelen i.v.m. circulatiesystemen, leidingen en appendages zijn dan minder relevant.

40

Wat betreft het opwekkingsrendement kiest men altijd voor een zo energiezuinig mogelijkwarmwatertoestel (zie ook het hoofdstuk over warmwatertoestellen).

3.4. Energiegebruik voor de bereiding van warmtapwater

Het EPB-besluit voorziet geen rubriek voor de bepaling van het energiegebruik voor de bereiding voorwarmtapwater in kantoren en scholen. Voor de andere utiliteitsgebouwen is er nog geenreglementering.

We baseren ons (voorlopig) op de Nederlandse norm NEN 2916. Om het energiegebruik voor debereiding van warmtapwater te bepalen, doorloopt men de volgende stappen :

- bepaal de netto energiebehoefte voor de bereiding van warmtapwater. De forfaitaire nettoenergiebehoefte voor de bereiding van warmtapwater hangt af van de gebruiksfunctie van de ruimtewaar de tappunten voor warmtapwater zich bevinden;

- bepaal de bruto energiebehoefte voor de bereiding van warmtapwater, door de nettoenergiebehoefte voor de productie van warm water te delen door het systeemrendement van dewarmtapwaterbereiding. De forfaitaire waarden voor het systeemrendement hangen af van de

afstand van de tappunten tot het opwekkingstoestel. De 4 mogelijkheden zijn: a) alle tappuntenbevinden zich binnen 3 meter van het opwekkingstoestel; b) één of meer tappunten bevinden zichop meer dan 3 meter van opwekkingstoestel; c) er is een circulatieleiding; of d) hetdistributiesysteem is onbekend. Bij elektrische toestellen veronderstelt men altijd dat er geencirculatieleiding aanwezig is;

- bepaal de energiebijdrage door de zonneboiler(s) – indien aanwezig – en trek deze af van de nettoenergiebehoefte voor de bereiding van warmtapwater. Men veronderstelt dat de zonneboiler zo isgedimensioneerd dat hij nooit meer dan circa 50 % van de bruto energiebehoefte voorwarmtapwater dekt;

- bepaal het energiegebruik voor de bereiding van warmtapwater, door de netto energiebehoefte voorde bereiding van water minus de energiebijdrage van zonneboiler(s), te delen door hetopwekkingsrendement van de warmtapwaterbereiding. De forfaitaire waarden voor de

opwekkingsrendementen van de warmwatertoestellen hangen af van het type toestel voor dewarmtapwaterbereiding.

41

4. Ruimtekoeling

4.1. Het waarom van ruimtekoeling

De koellast van een gebouw bepaalt het koelvermogen dat nodig is om het gevraagde thermischecomfort te garanderen.

In een gematigd, koel klimaat zoals in België – waar de buitentemperatuur het grootste deel van hetjaar lager is dan de temperatuur in het gebouw – is actieve ruimtekoeling niet echt noodzakelijk, mitsvoldaan is aan een goed gebouwontwerp (goede isolatie, beperkte vensteroppervlaktes, selectievebeglazing, effectieve zonwering).

Enkel in het geval van utiliteitsgebouwen met een (niet te vermijden) grote interne warmteproductiekan actieve koeling zinvol zijn. In de meeste kantoorgebouwen zijn het niet de zonnewinsten maar deinterne winsten die actieve koeling noodzakelijk maken.

4.2. Netto energiebehoefte voor ruimtekoeling

Het berekenen van de netto energiebehoefte voor ruimtekoeling gebeurt op analoge wijze als voorruimteverwarming.

De netto energiebehoefte voor ruimtekoeling (Qcool,net) is dat deel van de totale warmtewinsten(zonnewinsten Qs en interne winsten Qi afkomstig van mensen, apparatuur, verlichting, ventilatoren,

...) die niet spontaan naar buiten stromen (�cQL) via transmissie, ventilatie en/of in/exfiltratie; en diemen bijgevolg moet wegkoelen.

Figuur 22: energiestromen voor het berekenen van het energiegebruik voor ruimtekoeling

Bron: Vlaams Energie Agentschap.

We bespreken eerst globaal enkele koelsystemen, vervolgens mogelijkheden om de koellast (nettoenergiebehoefte voor ruimtekoeling) te verminderen, en tot slot een aantal koude-opwekkers.

42

4.3. Koelsystemen

Actieve koeling is koeling m.b.v. koelinstallaties of -machines (zie koude-opwekkers). Passieve koelingis koeling waarbij men geen gebruik maakt van koelinstallaties. Men kan koelen door middel van luchtof water. Het temperatuurniveau van het koelmedium (lucht of water) speelt een belangrijke rol.

We onderscheiden de volgende mogelijkheden:

- Vrije koeling (“free cooling”): men gebruikt enkel ventilatie met niet-actief gekoelde koelebuitenlucht, bv nachtkoeling (intensief ventileren met koele buitenlucht ’s nachts) of turbotopkoeling(verdubbeling v/h debiet van de ventilatie voor luchtverversing). Vrije koeling heeft enkel zin als debuitenlucht heel wat kouder is dan de binnenlucht en er geen overmatige debieten nodig zijn (omhet energiegebruik van de ventilatoren te beperken);

- “Free chilling”26 is koeling – bij buitenluchttemperaturen lager dan 8 à 10 °C (tot zelfs 14 °C) – door

hetzij de koeltoren hetzij de “droge koeler” van een koelmachine (zie verder), in combinatie met eenwarmtewisselaar die de functie van de koelinstallatie overneemt. Het koelwater wordt rechtstreeksgekoeld door de koude buitenlucht. De koelmachine hoeft dan een deel van het jaar niet in werkingte treden, de koel- of koudwaterpompen nog wel. Indien deze “free chilling” niet voldoende is, zalmen het gebouw alsnog met actieve koeling moeten bijkoelen;

- Topkoeling: het ventileren (voor luchtverversing) gebeurt m.b.v. gekoelde lucht (voor ruimtekoeling).Het ventilatievoud is hoofdzakelijk gebaseerd op luchtverversing (toevoer verse buitenlucht): totmaximum 4 luchtverversingen per uur. Topkoeling is beperkte koeling – men verlaagt deruimtetemperatuur slechts 3 à 4 °C – waarbij men een aantal uren per jaar overschrijdingen van eenbehaaglijke luchttemperatuur in de ruimte toestaat

27 (“gewogen temperatuuroverschrijdingsuren” of

GTO);

- Volledige luchtconditionering (“air conditioning”): het klimatiseren van de ruimte m.b.v. gefilterde, be-/ontvochtigde gekoelde lucht (voor ruimtekoeling, luchtverversing, be- / ontvochtiging enluchtzuivering samen). De behandeling van de lucht gebeurt centraal in een luchtbehandelingskastof LBK. Het ventilatievoud is gebaseerd op het benodigde koelvermogen: 4 tot max. 6 per uur (endus heel wat hoger dan wat nodig is voor enkel luchtverversing). De toegevoerde gekoelde luchtbestaat voor een beperkt gedeelte uit verse buitenlucht, het overig gedeelte (vaak tot 80%) isrecirculatielucht (om energie te besparen);

- Volledige scheiding van ruimtekoeling enerzijds en ventilatie voor luchtverversing (hygiënischeventilatie) anderzijds. Het koelen van de ruimte gebeurt door het circuleren van licht gekoeld water,bij voorkeur in hoogtemperatuurkoelingsystemen zoals koelplafonds, koelvloeren of koelwanden.Een hoogtemperatuur koelingsysteem pompt gekoeld water door een netwerk van leidingen. Dekoeling vindt hoofdzakelijk plaats door straling, waarbij weinig convectie voorkomt. Er is geen tocht,geen gezoem van ventilatoren, en het energiegebruik is relatief laag. De oppervlaktetemperatuurvan het koelsysteem moet wel hoger zijn dan de dauwpunttemperatuur van de lucht in de ruimte,om te beletten dat het vocht in de lucht condenseert op de koele oppervlakken.

Vrije koeling en turbotopkoeling zijn enkel haalbaar bij gebouwen met een beperkte koellast. Menmoet de koellast beperken door het verminderen van de interne warmteproductie, beschaduwing(beheersen van de zoninstraling d.m.v. oversteek, zonwering, selectieve beglazing); buffering in degebouwmassa (open plafonds); extra ventilatie; e.d. We bespreken dit in meer detail in het volgendehoofdstuk.

Indien actieve koeling toch noodzakelijk is kiest men bij voorkeur voor een volledige scheiding vanruimtekoeling enerzijds en ventilatie voor luchtverversing anderzijds.

26 Sommige auteurs definiëren dit als “vrije koeling” of « free cooling ». We geven de voorkeur aan het onderscheid « free cooling » =

koeling rechtstreeks met koude buitenlucht ; en « free chilling » = koeling met water gekoeld met koude buitenlucht.27 Bijvoorbeeld gedurende maximum 5% van de kantooruren per jaar een temperatuur van meer dan 25°C, en gedurende maximum 1% vande kantooruren per jaar een temperatuur van meer dan 28°C.

43

Figuur 23: actieve koeling (en verwarming) met water, volledig gescheiden van de hygiënischeventilatie (links) en centrale luchtbehandeling of “air conditioning” (rechts)


Actieve koeling met lucht moet men zoveel mogelijk vermijden. Een decentrale luchtkoeling(bijvoorbeeld ‘splits’) kan men eventueel voorzien in een beperkt aantal ruimten (computerzaal,cafetaria, ...). Koelsystemen met variabel koelmiddeldebiet kunnen nuttig zijn in gebouwen metruimten met vaak tegengestelde thermische behoeften (bijvoorbeeld computerzalen die het hele jaardoor koeling vragen en “blinde” binnenruimten die een groot deel van het jaar verwarming vragen).Centrale luchtbehandelingssystemen (“air conditioning”) kunnen noodzakelijk zijn voor ruimten meteen bijzonder hoge bezettingsgraad en bijgevolg een grote behoefte aan verse lucht (bijvoorbeeldconcertzalen) of in ruimten met een koelbehoefte die zich voordoet wanneer de buitentemperatuurlaag is (bijvoorbeeld “blinde” binnenruimten).

4.4. Beperken van de koellast

4.4.1. Interne winsten (interne warmtelast)

De interne winsten zijn de warmtewinsten door de warmteafgifte van de gebruikers (metabolischewarmteproductie of lichaamswarmte), apparaten, verlichting en (eventueel) ventilatoren.

De voelbare warmteproductie van een persoon is volgens ISO 7730 overdag 75 W en 's nachts 60 W.Dit komt overeen met een activiteitenniveau van respectievelijk ‘zittend, licht werk’ en ‘zittend in rust’.In het Vlaamse EPB-besluit gaat men uit van een vermogen van 100 W per persoon, vermenigvuldigdmet het aantal personen overeenkomend met de maximale bezetting waarvoor de ventilatiesystemenonderworpen zijn, de conventionele tijdsfractie dat er mensen in het gebouw aanwezig zijn (tabel 4 inbijlage II van het EPB-besluit), en de conventioneel vastgelegde verhouding van de gemiddelde reëlebezetting tijdens de gebruiksuren t.o.v. de maximale ontwerpbezetting (naar gebruiksoppervlaktegewogen gemiddelde per beschermd volume van de waarden uit tabel 5 in Bijlage II van het EPB-besluit). De rekenwaarde voor de interne warmteproductie door personen is in NEN 2916 afhankelijkvan de bezettingsgraadklasse, waarbij men de relevante waarde kan opzoeken in een tabel.

De warmteproductie van elektrische apparaten, (kunstmatige) verlichting en (eventueel) ventilatorenhangt af van hun (geïnstalleerd) vermogen

28 en de gebruiksduur.

- De rekenwaarde voor de interne warmtelast van apparatuur hangt af van de gebruiksfunctie(s). Menkan de waarde terugvinden in een tabel 5 in Bijlage II van het EPB-besluit;

- De interne warmteproductie door verlichting hangt af van het berekende energiegebruik voorverlichting (zie hoofdstuk over verlichting), vermenigvuldigd met een reductiefactor. Zowel in hetEPB-besluit als in NEN 2916 is de reductiefactor 0,3 indien het energiegebruik voor verlichting wordtbepaald volgens de forfaitaire methode; 0,5 indien tenminste 70% van de verlichtingsarmaturen inhet betreffende beschermd volume – gewogen naar het opgenomen vermogen – wordenafgezogen; en 1,0 in de overige gevallen;

- De interne warmteproductie door ventilatoren hangt af van het berekende energiegebruik voorventilatoren (zie hoofdstuk over ventilatie), vermenigvuldigd met een reductiefactor afhankelijk van

28 Het opgenomen elektrisch vermogen wordt na verloop van tijd volledig omgezet tot laagwaardige warmte.

44

het type ventilatiesysteem. Zowel in het EPB-besluit als in NEN 2916 is de reductiefactor 0 indienalleen mechanische afzuiging plaatsvindt; 0,6 indien mechanische toe- en afvoer plaatsvindt; 0,8indien recirculatie of warmteterugwinning plaatsvindt; 0,3 indien mechanisch lucht wordt toegevoerden het vermogen forfaitair is berekend; en 0,5 in de overige gevallen.

Meer efficiënte installaties (beter rendement, minder geïnstalleerd vermogen) en vraagafhankelijkeschakel- en regelsystemen (minder gebruiksduur) zorgen voor een vermindering van de internewarmtelast.

Andere mogelijke maatregelen voor het beperken van de interne warmtelast zijn:

- de apparaten die de meeste warmte verspreiden (kopieerapparaten, printers, servers,telefooncentrales, ...) groeperen in specifieke ruimtes van het gebouw, die niet bezet zijn en/of diemen op natuurlijke wijze koelt;

- het direct afzuigen van de warmte van de (kunstmatige) verlichting. Door de verlichtingsarmaturente koppelen aan een ventilatiesysteem zuigt men de ontwikkelde warmte rechtstreeks af naarbuiten; of men kan de warmte gebruiken in combinatie met een warmtepomp.

4.4.2. Zonnewinsten (zonnelasten)

4.4.2.1. Zonnewinst door de opake constructiedelen

De zonnewinst door de opake constructiedelen is de winst aan warmte door de inval vanzonnestraling op de dichte (niet-transparante) constructiedelen van de gebouwschil. De zonnestralingwordt gedeeltelijk geabsorbeerd en bereikt via geleiding de binnenruimten.

Men kan de zonnewinst door de opake constructiedelen beperken door:

- Het verminderen van de geleiding, door een betere thermische isolatie van de gebouwschil. Weverwijzen naar het hoofdstuk over ruimteverwarming;

- Het verminderen van de absorptie, bv door het aanbrengen van een keienlaag op een plat dak, ofd.m.v. een “groen dak” of “vegetatiedak”. Een groen dak (i.e. een dak met begroeiing) vermindertniet enkel de koellast doordat de planten de warmte absorberen en de zonnestraling het dak nietmeer direct kan bereiken, maar dient ook en vooral als ‘regenbuffering’ (de waterretentie verkleinten vertraagt de piekafvoer van regenwater);

- Het verbeteren van de reflectie, bv door een reflecterende afwerking van de dakbedekking.

We verwijzen verder naar het hoofdstuk over ruimteverwarming (thermische inertie) en naar hethoofdstuk over nachtkoeling.

4.4.2.2. Zonwerende beglazing

De zonne-energie die de ruimte binnenkomt bestaat uit het totale spectrum van de zonnestraling, metname de infrarode (IR) straling, het zichtbare licht en de ultraviolette (UV) straling. Men kan dehoeveelheid warmte die een ruimte binnenkomt beperken door glas toe te passen met een coating dieIR- en UV straling blokkeert, maar het zichtbare deel van het spectrum doorlaat (selectieve beglazing).

Figuur 24: selectieve beglazing

Bron:Oikos.

45

Men noemt zonwerende beglazing ook wel 4-seizoensbeglazing.

4.4.2.3. Beschaduwing

In een utiliteitsgebouw waar koeling noodzakelijk is heeft beschaduwing op jaarbasis een positiefeffect, omdat de koelbehoefte zal dalen (minder energiegebruik voor ruimtekoeling), maar ook eennegatief effect, omdat de zonne(warmte)winsten achteruit gaan (meer energiegebruik voorruimteverwarming).

Men moet om oververhitting tegen te gaan alle “bezonde” ramen beschaduwen, bijvoorbeeld door:

- structurele beschaduwing, i.e. architecturale elementen verbonden aan het gebouw zoals(dak)overstek, horizontaal vast rooster, luifel (boven de ramen) of diepliggend raamkozijn;

- het gebruik van selectieve beglazing en reflecterende, beweegbare buitenzonwering. Er zijn velesoorten buitenzonwering, zoals uitvalschermen, valarmschermen, markiezen, buitenjaloezieën,screens, ... We verwijzen voor beglazing en zonwering ook naar het hoofdstuk over verlichting;

- de constructieve toepassing van planten in en rond utiliteitsgebouwen. Loofverliezende bomen enbladverliezende klimplanten kunnen voor seizoengebonden beschaduwing zorgen;

- de inplanting van het gebouw, bijvoorbeeld gebruik maken van het reliëf of van naburige gebouwen.Hellingen blootgesteld aan wind zijn kouder dan hellingen in de luwte. Het reliëf kan eenbeschermend effect hebben of juist voor extra blootstelling aan de zon zorgen. De beschaduwingdoor omliggende gebouwen is zelden efficiënt.

Figuur 25: types overstek en forfaitaire berekening van de beschaduwingsreductiefactor volgensNEN 2916

Type overstek 1: 3

1

5

1

2

1 ��

�h

hc

Type overstek 2: 3

1

2

1 ��

h

hc

c = breedte overstek [in m]; h1 = vertikale afstand van overstek tot bovenkant raam [in m]; h2 = hoogte v/h raam [in m]

Bron: Novem.

Het installeren van zonwering voorkomt oververhitting gedurende de warme periode. Hierdoor looptde binnentemperatuur overdag minder hoog op, waardoor men minder hoeft te koelen. Men brengt dezonwering bij voorkeur aan de buitenzijde van de gevel aan voor een optimaal resultaat

29

(buitenzonwering). Men gebruikt bij voorkeur ook beweegbare (buiten)zonwering. Bij vaste zonweringis er een verminderde daglichttoetreding, waardoor eventueel het elektriciteitsgebruik voor verlichtingkan toenemen (en waardoor ook de interne warmtelast vergroot).

29 Buitenzonwering kan 85 % tot 90 % van de warmte tegenhouden, binnenzonwering slecht 35 % tot 65 %, omdat de zon nog de ramen kan

opwarmen.

46

Figuur 26: enkele vormen van beweegbare buitenzonwering

uitvalscherm knikarmscherm balkonarmscherm

screen (vertikaal scherm) markies markisolet

Bron: www.lamesol.nl .

Er zijn vele soorten beweegbare buitenzonwering, waaronder:

- zonnetenten: een zeildoek bevestigd boven het raam dat, wanneer het wordt uitgetrokken, voorschaduw zorgt. Voorbeelden zijn uitvalschermen, knikarm- (of valarm)schermen en markiezen;

- screens (“gevelschermen”): een vertikaal doek met kleine perforaties. Screens zijn meestalgemonteerd in geleidingsrails of lopen via geleidingskabels;

- buitenjaloezieën: men kan de lamellen niet alleen omhoog of omlaag bewegen, maar desgewenstook kantelen. Zo vermindert de zoninstraling terwijl het zicht naar buiten vrijwel ongehinderd blijtt.

- rolluiken: men onderscheidt inbouw-, opbouw- of voorzetrolluiken.

Men onderscheidt verder handgeschakelde en automatische zonweringen. De meest efficiëntesystemen zijn buitenzonweringen die automatisch worden op- of neergelaten, waarbij eenelektromotor geïntegreerd in de oprolbuis van de installatie reageert op signalen van deprogrammatieklok, of op weersignalen gegenereerd door een zonnecel en wind- of regensensor.Omdat automatische zonweringen voor de gebruikers heel vervelend kunnen zijn, moet menzonweringen ook manueel kunnen bedienen.

Figuur 27: Buitenjaloezieën

Bron: LBNL.

Mogelijkheden voor binnenzonwering zijn vertikale lamellengordijnen, horizontale lamellen uit hout ofaluminium, rolgordijnen met lichtdoorlatende of verduisterende weefsels, en vouw- of plisségordijnen.

Gedurende de warmste dagen houdt men de warmte buiten door het gebouw overdag zoveel mogelijkgesloten te houden.

47

4.4.3. Nachtelijke ventilatie (“night cooling”)

De bouwkundige massa in een ruimte (vloer, plafond, binnenwand) kan de warmtewinsten vanoverdag (directe zonnewarmte en interne warmteproductie) absorberen (accumulatie).

Elk bouwmateriaal neemt bij oplopende omgevingstemperatuur een bepaalde hoeveelheid warmte op.De warmtecapaciteit [in J/(m².K)] is een maat voor de hoeveelheid opgenomen warmte [in J], pereenheid oppervlak [in m²] en per eenheid temperatuurstijging [in K]. De warmtecapaciteit Qs berekent

men als het product van de soortelijke warmte c [in J/(kg.K)], de droge volumemassa � [in kg/m³] ende dikte e van het materiaal [in m]. Hieruit blijkt dat de warmtecapaciteit van een bouwmateriaalevenredig is met de volumemassa. Er moet dus voldoende thermische massa in de ruimte aanwezigzijn.

Door ’s nacht intensief30 te ventileren met buitenlucht waarvan de temperatuur lager is dan de

binnentemperatuur31, zal eerst de ruimtetemperatuur afnemen en daarna de in de massa opgeslagen

warmte worden onttrokken (nachtspoeling; “night cooling”). De massa fungeert dan als “koudebuffer”(opslag van “koelte” in de massa), en zal overdag meer warmte kunnen opnemen. Men kan zooverdag – zonder actieve koeling – een temperatuur in de ruimte realiseren die 3 à 4 °C lager ligt dande buitentemperatuur, en de piektemperatuur verschuiven naar het einde van de dag.

Er moet niet alleen voldoende thermische massa in de ruimte aanwezig zijn, deze thermische massamoet ook toegankelijk zijn. Thermische massa is in utiliteitsgebouwen meestal in voldoende mateaanwezig in de vorm van tussenvloerplaten in beton, maar men kan deze niet gebruiken voor destockering van koude omwille van verhoogde vloeren en verlaagde plafonds, die noodzakelijk zijn voorde integratie van de technische installaties in het gebouw. Thermisch open plafonds (of geen plafond)kunnen hiervoor een oplossing bieden. Men spreekt vaak al van open plafonds wanneer minimaal 15% van de oppervlakte van het plafond open is.

In het Environmental Building van het British Research Establishment (BRE), ten noorden vanLonden, bestaat het plafond uit zichtbare prefab betonelementen, in de vorm van een sinusoïde, wateen groter contactvlak oplevert voor de thermische uitwisseling met de lucht. Via een rijcomputergestuurde kleine ramen (die ook handmatig kunnen worden bediend) laat men de buitenluchtbinnen, ofwel rechtstreeks in het lokaal, ofwel in de holle ruimtes boven het plafond.

Figuur 28: plafondopbouw in het Environmental Building van de BRE

Bron: BRE Environmental Building (www.bre.co.uk)

Natuurlijke ventilatie en nachtkoeling is toepasbaar in kantoren met een gemiddelde bezettingsgraad(1 persoon per 10 à 15 m² netto kantooroppervlakte) en een gemiddelde interne warmtewinst (25 à 35W/m²). [Slabbinck, 2004]

30 De ventilatie moet zodanig gedimensioneerd zijn dat 4 tot 12 verversingen per uur mogelijk zijn voor nachtventilatie, i.p.v. ±1 verversing

per uur voor gewone ventilatie. Er moet immers een intensief contact zijn tussen de massieve elementen en de koele buitenlucht.31 De thermische massa van het gebouw ontlaadt door contact met koele ventilatielucht. De koeling door ventilatie met koude buitenluchtverbetert naarmate het temperatuurverschil tussen dag en nacht groter is. De buitentemperatuur (’s nachts) moet minstens 3 °C lager zijn dan

de binnentemperatuur.

48

Het gebruik van lage temperatuur (LT) verwarming en/of hoge temperatuur (HT) koeling via vloer ofwanden betekent dat men de thermische massa niet kan benutten voor nachtventilatie.

Bij het mechanisch ventileren gebruikt men extra (elektrische) energie, die bovendien wordt omgezetin warmte (interne warmteproductie). De besparing op de gebouwkoeling moet bijgevolg groter zijndan het meergebruik aan elektriciteit van de ventilatoren. We verwijzen verder naar het hoofdstuk overventilatie (hybride ventilatie).

4.5. Koude-opwekkers (en –opslag)

We onderscheiden de volgende mogelijkheden voor koude-opwekking (en –opslag):

- Verdampingskoeling (adiabatische koeling);

- Compressiekoeling:

- Absorptiekoeling: Enkel zinvol indien men WKK of stadsverwarming gebruikt;

- Koude(/warmte)-opslag, in combinatie met een reversibele warmtepomp. Enkel zinvol indien mende warmtepomp gebruikt voor ruimteverwarming in de winter;

- Koude(/warmte)-opslag, in combinatie met een koelmachine (compressiekoeling).

We bespreken koude/warmte-opslag of seizoensopslag in een afzonderlijk hoofdstuk.

4.5.1. Verdampingskoeling (adiabatische koeling)

De verdamping van water in een luchtstroom onttrekt de benodigde verdampingswarmte aan lucht,waardoor deze afkoelt.

Men onderscheidt directe en indirecte adiabatische32 koeling:

- Directe verdampingskoeling: een pomp circuleert water van een waterreservoir naar een koelvulling,die erg nat wordt. Een (centrifugaal)ventilator of aanjager trekt (via een filter) warme versebuitenlucht (en/of eventueel warme afvoerlucht van de ventilatie) door de natte vulling. De lucht diedoor de natte vulling gaat koelt af door de verdamping van het vocht. De vochtigheid van debevochtigde, gekoelde lucht neemt toe. Andere varianten “vernevelen” het water in de te koelenluchtstroom;

- Indirecte verdampingskoeling - dauwpuntkoeling: een secundaire luchtstroom (aangezogen warmeverse buitenlucht en/of eventueel warme afvoerlucht) stroomt langs een lucht/lucht-warmtewisselaardie aan één kant is voorzien van een dunne waterfilm (de “natte zijde”). Door contact met de luchtverdampt dit water, waarbij via de warmtewisselaar warmte wordt onttrokken aan een primaireluchtstroom (bv de te koelen afgezogen verse warme buitenlucht) die aan de andere zijde (de“droge zijde”) van de warmtewisselaar stroomt. In principe kan men de primaire luchtstroomafkoelen tot net boven het dauwpunt, vandaar ook “dauwpuntkoeling”. Men voert de afgekoeldeprimaire luchtstroom toe aan de te koelen ruimte (toevoer- of inblaaslucht). De absoluteluchtvochtigheid van de primaire luchtstroom verandert niet omdat er geen contact is tussen deprimaire en de secundaire luchtstroom. De secundaire luchtstroom neemt het verdampingsvocht ende warmte uit de primaire luchtstroom mee naar buiten;

- Indirecte verdampingskoeling – cascadekoeling: een variant van indirecte verdampingskoelingwaarbij warmte en vocht tussen de toevoeren afvoerlucht wordt uitgewisseld. “Cascadekoeling”bestaat uit 3 stappen: 1) een droogrotor (adsorptiewiel) onttrekt vocht aan de toevoerlucht,waardoor de temperatuur van deze lucht toeneemt (condensatiewarmte); 2) een warmtewiel onttrektdie warmte aan de toevoerlucht en draagt ze over aan de afvoerlucht; en 3) een bevochtigerbevochtigt de toevoerlucht, waardoor de temperatuur daalt tot onder de buitentemperatuur (koeling).De toevoerlucht heeft de gewenste temperatuur en vochtigheid. Men kan met zonne- of restwarmtehet vocht uit de droogrotor stoken. Men noemt cascadekoeling ook “adsorptiekoeling” of “desiccantevaporative cooling” (DEC). Men kan een DEC-systeem in de winter gebruiken voorwarmteterugwinning bij ventilatie.

32 Men spreekt van « adiabatische » koeling omdat het een thermodynamisch proces betreft waarbij de warmte-uitwisseling met de omgeving

(buiten het systeem) gelijk aan nul is.

49

Figuur 29: directe (links) en indirecte (rechts) verdampingskoeling

Bron: E-source.

Verdampingskoeling maakt geen gebruik van (milieu-onvriendelijke) koelvloeistoffen zoals incompressie-koelmachines. Verdampingskoelsystemen werken vaak met 100% verse buitenlucht(geen recirculatie om energie te besparen).

Adiabatische koeling zonder nachtventilatie of aanvullende koeling is enkel toepasbaar tot een (relatieflage) totale interne koellast van ca. 20 W/m² vloeroppervlak. Indirecte verdampingskoeling kan mengebruiken in combinatie met gebalanceerde ventilatie met warmteterugwinning (wtw). De wtw-eenheidmoet dan geschikt zijn voor met vocht verzadigde afvoerlucht. In dat geval is indirecteverdampingskoeling toepasbaar bij een ventilatiedebiet van 5000 m³ en hoger.

4.5.2. Compressiekoeling

Een compressie-koelmachine bestaat uit de volgende onderdelen:

- verdamper (“directe expansiekoeling”) : de verdamper onttrekt warmte – nodig voor het verdampenvan het koudemiddel – aan aangezogen (warme) lucht. Deze lucht koelt af. Het koudemiddel warmtop, waardoor het verdampt. Het verdampte koudemiddel (gas) gaat naar de compressor ;

- verdamper (“indirecte expansiekoeling”) : de verdamper onttrekt warmte – nodig voor hetverdampen van het koudemiddel – aan water, dat door pijpen in de verdamper wordt aangevoerd.Dit water wordt afgekoeld van 12 °C naar 6° C (ijswater). Het verdampte koudemiddel (gas) gaatnaar de compressor ;

- compressor: een elektrisch aangedreven compressor zuigt bij een lage druk het verdamptekoudemiddel uit de verdamper, en brengt dit op een hogere druk bij stijging van de temperatuur. Hethete koudemiddel wordt naar de condensor geleid. De compressor pompt het koelmiddel rond. Mengebruikt, in functie van het vermogen, zuiger (kleine vermogens) of centrifugaalcompressoren;

- condensor : het koelmiddel staat in de condensor de opgenomen warmte af aan de buitenlucht(afvoer van de condensorwarmte naar buiten). Het koelmiddel koelt af, condenseert, en vloeit terugnaar de verdamper. Bij onderkoeling (“subcooling”) kan men eventueel het koudemiddel met eenextra warmtewisselaar nog nakoelen met lucht of water). ;

- expansieventiel: een expansieventiel of “capillair” verlaagt de druk van het vloeibare koelmiddelafkomstig van de condensor. De koelvloeistof gaat terug naar de verdamper.

Het afgeven aan de buitenomgeving van de warmte die in de condensor vrijkomt kan op tweemanieren:

- Luchtgekoelde koelmachine (“dry cooler”): ventilatoren blazen relatief koele buitenlucht langs decondensor;

- Watergekoelde koelmachine: de condensor geeft de warmte eerst af aan water, dat op zijn beurt dewarmte afgeeft aan de buitenomgeving, bijvoorbeeld via een open of gesloten koeltoren.

Men gebruikt in utiliteitsgebouwen meestal luchtgekoelde koelmachines.

50

Figuur 30: compressiekoelmachine met indirecte expansie (koudwatermachine)

Bron : http://www.energietech.info/koelmachine/theorie/koudemiddelen.htm

Een koelmachine met indirecte expansiekoeling noemt men ook wel een “koudwatermachine”,“ijswatermachine“ of “chiller”.

In centrale luchtbehandelingssystemen zorgen ventilatoren voor het aanzuigen van de (warme) lucht,en (in luchtbehandelingskasten of LBKs) voor het (terug)blazen van de afgekoelde lucht in de tekoelen ruimte. Let op: het koelen van de lucht in de LBK kan zowel met directe als met indirecteexpansiekoeling. De koeling van de lucht in de LBK heeft bovendien niets te maken met de wijzewaarop men de condensor van de koelmachine koelt (luchtgekoeld of watergekoeld). We verwijzennaar het hoofdstuk over luchtbehandeling.

Indien men gebruik maakt van een warmtepomp met buitenlucht als bron, kan men deze eventueelook als koelmachine (“omgekeerde warmtepomp”) gebruiken (zie hoofdstuk over ruimteverwarming).

4.5.3. Absorptiekoelmachine

Een absorptiekoelmachine maakt gebruik van thermische aandrijfenergie (voor de compressor) i.p.v.elektrische aandrijfenergie zoals bij de compressiekoelmachine. De thermische aandrijfenergie ismeestal restwarmte

33 van voldoende hoog niveau, bijvoorbeeld van gebouwgebonden WKK of van

stadswarmte.

Het primair energiegebruik is voor dezelfde koelcapaciteit ongeveer twee maal zo hoog als voor eencompressiekoelmachine, maar de geluidsproductie is aanzienlijk lager (omdat er dank zij dethermische compressie veel minder draaiende delen aanwezig zijn).

Een absorptiekoelmachine is enkel toepasbaar bij:

- de aanwezigheid van restwarmte van voldoende hoog temperatuurniveau (> 95 à 110 °C);

- de aanwezigheid van een niet te sterk wisselende koelbehoefte het gehele jaar door, en eenaanbod van restwarmte dat goed aansluit op de koelbehoefte.

Een absorptiekoelmachine is rendabel bij een voldoende grote basis koudevraag (> 400 kW) en eenlage warmteprijs in relatie tot de elektriciteitsprijs.

4.5.4. Rendement van koelmachines

Men drukt het rendement van een koelmachine uit in EER (Energy Efficiency Ratio), hoewel men voorkoeling ook het begrip COP gebruikt (zie verwarming)

34. De EER is de verhouding tussen de nuttig

geleverde koude (koelvermogen) en de daarvoor benodigde aandrijfenergie, inclusief eventuelemotorverliezen en exclusief energie voor hulpapparatuur (opgenomen vermogen).

33 Vermits de koelbehoefte normaliter in de zomer het grootst is.34 Men spreekt van koelefficiëntie (EER) respectievelijk « prestatiecoëfficiënt in koelmodus » (COPkoude).

51

4.6. Seizoensopslag

Men kan de ondergrond gebruiken voor de opslag van thermische energie (koude / warmte).

Men onderscheidt:

- Koude/warmte-opslag (KWO – open systeem): opslag in watervoerende lagen (of aquifers);

- Boorgatenergie-opslag (BEO – gesloten systeem): opslag met verticale warmtewisselaars.

4.6.1. Koude/warmte-opslag (KWO)

Koude/warmte-opslag (KWO) vereist twee putten (“doublet”) in een aquifer, op een diepte van 50 –150 meter en op een afstand van 100 tot 150 meter van elkaar. Een aquifer is een watervoerendezandlaag in de grond, aan de boven- en onderzijde afgesloten door een waterdichte kleilaag. Dewerking van KWO is als volgt:

- In de zomer – als er vraag naar koeling is – pompt men het koude grondwater (8 tot 12 °C) uit éénvan de putten (“koude bron”). Een warmtewisselaar

35 onttrekt de koude aan het grondwater,

waardoor deze het interne watercircuit in het gebouw koelt. Men gebruikt de koude voor hetvoorkoelen van ventilatielucht, of als koudebron voor koelplafonds, koelwanden of vloerkoeling(hogetemperatuurkoeling). Het opgewarmde grondwater injecteert men in de tweede put (“warmebron”);

- In de winter – als er vraag naar warmte is – pompt men het warme grondwater (14 tot 20 °C) op uitde tweede put (“warme bron”). De warmtewisselaar onttrekt de warmte aan het grondwater. Mengebruikt de warmte in het interne watercircuit voor de voorverwarming van ventilatielucht, of – naopwaardering door een warmtepomp – als warmtebron voor lagetemperatuurverwarming (LTV). Hetafgekoelde grondwater (7 tot 10 °C) injecteert men terug in de eerste put (“koude bron”).

KWO moet aan de volgende voorwaarden voldoen:

- er mag – gemeten over meerdere jaren – geen nettowarmte in de bodem worden opgeslagen (i.e.er mag geen thermische verontreiniging zijn);

- de hoeveelheid geïnjecteerd water moet gelijk zijn aan de hoeveelheid onttrokken grondwater (geennetto grondwateronttrekking, i.e. handhaving van de hydraulische balans in de bodem).

Figuur 31: werkingsprincipe van koude / warmte opslag

Bron: Novem, 1998.

Men kan – om geld te besparen – voor kleine koelvermogens (van ca 300 tot 600 kW) gebruikenmaken van één bron (“monobron”), waarin het koude en het warme deel van de opslag boven elkaarliggen. De aquifer moet dik genoeg zijn om twee bronnen boven elkaar te kunnen bevatten. Voor grotekoelvermogens kunnen soms meerdere “doubletten” noodzakelijk zijn.

35 Men houdt grondwater en systeemwater strict gescheiden.

52

Het rendement van KWO wordt mede bepaald door de grondwaterstroming, de bodempermeabiliteit,de thermische geleiding van de bodem, de diepte van de bron en het temperatuurverschil tussen bronen omgeving. Het opwekkingsrendement van KWO is heel hoog, omdat men ‘gratis’ koude gebruikt enenkel de pompen voor het oppompen van het grondwater energie gebruiken.

Men kan KWO combineren met verschillende soorten bestaande installaties, o.a.:

- warmtepomp: de warmtepomp produceert in de winter als hoofdproduct warmte en alsnevenproduct koude. Men slaat deze koude – geproduceerd aan de verdamperzijde van dewarmtepomp – op in de koude bron. Een omkeerbare warmtepomp produceert in de zomer alshoofdproduct koude en als nevenproduct warmte, die men in de warmtebron kan opslaan. Decombinatie van KWO met warmtepomp heeft enkel zin indien men deze in de winter gebruikt voorruimteverwarming;

- koelmachine: de KWO neemt de voorkoeling voor zich en de koelmachine zorgt voor de nakoeling.Men kan eventueel het KWO-systeem aanvullend gebruiken om de condensor van de koelmachinete koelen, zodat de COP van de koelmachine verhoogt en men de condensorwarmte in de warmebron kan opslaan. Het opslaan van deze restwarmte heeft enkel zin indien men deze in de winternuttig gebruikt, bv voor de voorverwarming van ventilatielucht of voor lage temperatuurverwarmingssystemen (LTV):

- koelbatterijen in luchtbehandelingskasten: de koelbatterijen in de luchtbehandelingskasten (LBK)kunnen de ventilatielucht m.b.v. water met een temperatuur van 6 tot 12 °C voldoende koelen, opvoorwaarde dat men de koelbatterijen (warmtewisselaars) vergroot. Deze oplossing vergt meerruimte in de LBK;

- WKK en absorptiekoelmachine: de absorptiekoelmachine produceert koude m.b.v. de restwarmtevan de WKK, en men kan deze koude (het hele jaar door) opslaan in de koude bron, waardoor hetrendement van de WKK verhoogt. Men kan ook de restwarmte opslaan in de warme bron.

KWO is technisch een vrij complex systeem. De implementatie vereist bijgevolg de nodige expertise.

4.6.2. Boorgatenergie-opslag (BEO)

Men creëert een “ondergronds opslagvolume” van thermische energie (warmte of koude) door in eengesloten hydraulisch circuit meerdere vertikale warmtewisselaars op korte afstand (2 tot 4 meter) vanelkaar in de ondergrond aan te brengen. De warmewisselaars zijn kunststofbuizen die men als eenlus, vertikaal, in een 20 tot 150 meter diep boorgat inbrengt. BEO vereist niet de aanwezigheid vaneen aquifer, en is dus in principe overal in Vlaanderen toepasbaar. Er zijn twee mogelijkheden:

- seizoenale warmte-opslag: men buffert warmte in de zomer (zonnewarmte, restwarmte van WKK ofstadverwarming, ...) die men tijdens andere perioden van het jaar nuttig kan aanwenden;

- “natural cooling”: men koppelt het BEO-veld aan een (omkeerbare) warmtepomp die tijdens hetstookseizoen warmte onttrekt aan de bodem. De ondergrond koelt af met een minimum temperatuuraan het eind van het stookseizoen. Tijdens perioden van koudevraaag kan men die bodemkoudenuttig aanwenden.

Het rendement (van 50 % tot 80 %) is afhankelijk van het type ondergrond, de grootte en hettemperatuurniveau van de opslag (Hoes H., 2005).

4.7. Luchtbehandeling (« air conditioning »)

Men onderscheidt decentrale en centrale luchtbehandelingssystemen.

4.7.1. Decentrale systemen

De decentrale systemen bestaan uit monobloc, split of multi-split toestellen, en systemen met variabelkoelmiddeldebiet. Ze koelen de omgevingslucht in een ruimte rechtstreeks af wanneer deze inaanraking komt met een koelvloeistof (“directe expansie”).

4.7.1.1. Monobloc toestellen

Bij monobloc toestellen (“packaged”) zijn verdamper, compressor en condensor gemonteerd in ééntoestel. Men onderscheidt :

53

- mobiele monobloc toestellen: de condensorwarmte wordt via een luchtslang naar buiten afgevoerd.Mobiele monobloc toestellen hebben een gering koelvermogen, en zijn enkel geschikt voor kleineruimten;

- raamkoelers (“window units”): monobloc-toestellen die voor het afvoeren van de condensorwarmteboven een deur, in een venster of in een buitenmuur worden geplaatst. Raamkoelers zijnonesthetisch en zorgen voor lawaaihinder.

De toestellen kunnen “omkeerbaar” zijn, waarbij ze in de winter de ruimte verwarmen (ze fungerendan als ‘warmtepomp’).

4.7.1.2. Split en multi-split toestellen

Bij split toestellen zijn compressor en condensor gemonteerd op een afzonderlijk chassis dat buiten dete koelen ruimte wordt opgesteld (de “buitengroep”) - meestal op een metalen steun tegen de gevel ofop een plat dak. Men onderscheidt :

- mobiele split toestellen: de buitengroep en de binnentoestellen zijn verbonden metverbindingsleidingen voor het koelmiddel en met een stuurkabel;

- vaste split toestellen : de vast opgestelde binnentoestellen zijn beschikbaar in diverse vormen, zoalsvloermodel, wandmodel (kleine kantoorruimten); cassette of plafondinbouwmodel (vergaderzalen,restaurants, winkels) ; cassette onderbouw, of inbouwsatelietmodel (hotelkamers).

Bij multi-split toestellen of “split met satellieten” voedt de buitengroep meerdere verdampers, voor eenoptimale spreiding van de koelte in grote ruimten, of voor de koeling van meerdere ruimten.

4.7.1.3. Systemen met variabel koelmiddeldebiet

Systemen met variabel koeldebiet zorgen voor de koeling en verwarming van meerdere ruimten. Menonderscheidt:

- “warm en koud”: het systeem kan tegelijk warmte en koude afleveren in verschillende ruimten,naargelang de behoeften;

- “warm of koud”: het systeem levert enkel warmte of enkel koude, naargelang de seizoensbehoefte

(een soort van “omgekeerde multi-split”).

Systemen met variabel koeldebiet “warm en koud” maken het mogelijk om – met een laagelektriciteitsgebruik – warmte uit oververhitte ruimten (bijvoorbeeld computerzalen) te halen en binnente brengen in andere ruimten.

4.7.2. Centrale systemen

Centrale luchtbehandelingssystemen (“air conditioning”) integreren verschillende energiefuncties:

- Koeling: het systeem zuigt lucht aan (verse buitenlucht en lucht uit de te koelen ruimte), stuurt deze(gedeeltelijk) door “koelbatterijen”, en blaast de gekoelde lucht (terug) in de te koelen ruimte ;

- Verwarming (optioneel): het systeem zuigt lucht aan (verse buitenlucht en lucht uit de te verwarmenruimte), stuurt deze (gedeeltelijk) door “verwarmingsbatterijen”, en blaast de verwarmde lucht(terug) in de te verwarmen ruimte. Warmteterugwinning is een optie;

- Luchtbevochtiging / -ontvochtiging (optioneel): het koelen van lucht ontvochtigt ook de lucht (de inde lucht aanwezige waterdamp condenseert). Bij sterke koeling van lucht kan bevochtigingnoodzakelijk zijn. We verwijzen naar het hoofdstuk over bevochtiging;

- Ventilatie (luchtverversing): ventilatoren zorgen voor de toe- en/of afvoer van lucht. Het systeemzuigt verse buitenlucht aan, maar in centrale systemen recirculeert men een groot deel van de(afgezogen binnen)lucht , om energie te besparen ;

- Luchtfiltering: filters houden stof, roetdeeltjes, rook, pollen en zelfs bacteriën en virussen tegen. Men

onderscheidt groffilters (die deeltjes groter dan 5 �m afvangen), fijnfilters (die deeltjes groter dan 1�m afvangen) en absoluut filters.

In een centraal luchtbehandelingssystemen is de koeling van de lucht geïntegreerd in een centraleluchtbehandelingskast of LBK (zoals drukkast, verticale kast, of rooftop), die de gekoelde lucht m.b.v.

54

een ventilator via een luchtkanalenstelsel (“ducted air”) naar de te koelen ruimten stuurt. Menonderscheidt verschillende varianten, naargelang de koude-opwekker:

- koeling middels een koelmachine met “directe expansie” koeling die direct de lucht in de LBKafkoelt;

- koeling middels een koudwater- of ijswater(koel)machine (“chiller”) die koel water produceertwaarmee men de lucht in de LBK afkoelt;

- koeling middels een omkeerbare warmtepomp, al dan niet in combinatie met koude/warmte opslag.De warmtepomp dient dan ook voor het verwarmen van de lucht;

- koeling middels adiabatische koeling.

Figuur 32: centrale luchtbehandeling – compressiekoeling met “directe expansie” (boven) en –compressiekoeling met koudwatermachine (onder)

Bron: DGTRE, 1998.

De (optionele) luchtverwarming (verwarmingsbatterij) kan op verschillende manieren gebeuren:

- indirect gestookte luchtverwarming, m.b.v. warmwater-elementen (water/lucht warmtewisselaars),stoom-elementen of met thermische olie; of m.b.v. indirect aardgas- of oliegestookte verwarmings-elementen;

- direct gestookte luchtverwarming, m.b.v. direct aardgasgestookte verwarmingselementen in eenspeciale gasverwarmingsmodule;

- (beperkte) verwarming m.b.v. elektrische verwarmingsweerstanden.

Luchtconditioneringssystemen gebruiken veel elektrische (hulp)energie, met name voor deventilatoren, de compressor, en eventueel voor de elektrische verwarmingsweerstand.

4.8. Bruto energiebehoefte voor ruimtekoeling

Naar analogie met ruimteverwarming is de bruto energiebehoefte voor ruimtekoeling (Qcool, gross) gelijkaan de som van de netto energiebehoefte voor ruimtekoeling (Qcool, net) en de systeemverliezen vanhet klimatiseringssysteem Men drukt de systeemverliezen uit via het systeemrendement. Weverwijzen naar het hoofdstuk over ruimteverwarming.

55

4.9. Eindenergiegebruik voor ruimtekoeling

Het finaal of eindenergiegebruik voor ruimtekoeling is gelijk aan de bruto energiebehoefte voorruimtekoeling gedeeld door het opwekkingsrendement van de koudeleverancier.

Het EPB-besluit hanteert de volgende waarden voor het opwekkingsrendement (COP):

- Compressiekoelmachine: prestatie-coëfficiënt COPtest bepaald volgens EN 14511-2 (bij ‘standardrating conditions’)

- Absorptiekoelmachine op externe warmtelevering: 0,7

- Absorptiekoelmachine op warmtekrachtkoppeling: 1

- Koude-opslag: 12

- Warmtepomp in zomerbedrijf (in combinatie met koude-opslag): 5

Indien het gebouwontwerp geen actieve koeling voorziet dan veronderstelt het EPB-besluit altijd een“fictieve koelinstallatie” met een COP gelijk aan 5 (met elektriciteit als energiedrager). Men doet dit omde ontwerpers te ontmoedigen het E-peil bij de aangifte kunstmatig laag te houden door geen actievekoeling te voorzien, daar waar men deze later alsnog wellicht zal moeten bijplaatsen. Hetsysteemrendement van de fictieve koelinstallatie is altijd gelijk aan 1 (geen systeemverliezen).

56

5. Ventilatie

5.1. Het waarom van ventilatie

5.1.1. De kwaliteit van de binnenlucht

Men onderscheidt als bronnen van verontreiniging van het binnenmilieu 1) bronnen die ontstaan doorgebruik van het gebouw; 2) bronnen in het gebouw zelf; en 3) bronnen buiten het gebouw.

5.1.1.1. Gebouwgebruikers als bron van verontreiniging

Mensen (en dieren) gebruiken gedurende de ademhaling zuurstof, en geven kooldioxide (CO2) enwaterdamp af. Mensen (evenals dieren en planten) zijn bronnen van biologische agentia zoals dodeen levende schimmels (met componenten als glucanen, schimmelallergenen, mycotoxinen en doorschimmels geproduceerde vluchtige organische stoffen

36), bacteriën, bacteriële componenten

(endotoxinen37, peptidoglycanen), huisstofmijt-allergenen, en huisdier- en kakkerlakallergenen.

Rokers verspreiden o.a. PAKs, aldehyden en fijn stof. Een algemeen rookverbod in utiliteitsgebouwenconform de normen van het ontwerp van Koninklijk Besluit van 23.01.2004 zal deze emissies in detoekomst wellicht doen verdwijnen.

De CO2-concentratie in de omgevinglucht is richtinggevend voor de binnenluchtkwaliteit, indien demens de belangrijkste verontreinigingsbron is (zoals bijvoorbeeld in kantoren, scholen of auditoria). DeEuropese norm prEN 13779 onderscheidt vier binnenluchtkwaliteitklassen: IDA1 (goede kwaliteit) totIDA4 (slechte kwaliteit). Ze beschrijft ook methoden om de luchtklasse te bepalen: bv. volgens hetCO2-gehalte of volgens het bereikte debiet (Heijmans, 2004). “Bij de IDA-klassen deelt men in opbovengrens, terwijl in de nodige ventilatiestroom twee elementen meespelen: de gebruiker en devloeroppervlakte.”

38

Tabel 4: Classificatie van de kwaliteit van de binnenlucht (prEN 13779)

Bron: WTCB Contact nr. 3/3-2004

De CO2-concentratie op zich kan nooit een garantie zijn voor een gezond binnenmilieu.

Een aantal inrichtingsmaterialen en consumentenproducten kunnen in lichte mate schadelijke stoffenuitscheiden Vluchtige organische stoffen (VOS) zijn afkomstig van bijvoorbeeld lijmen, verven, lakken,drukinkten, schoonmaakmiddelen, desinfecterende middelen, bestrijdingsmiddelen (insecticiden) of

36 Verantwoordelijk voor de typische shimmelgeur.37 Giftige celwandbestanddelen.38 Persoonlijke communicatie Hugo Hens, 23 mei 2005.

57

luchtverfrissers. Ozon komt van laserprinters of UV-lampen. Asbest en minerale vezels (glas- ofrotswol) kunnen vrijkomen bij installatie of renovatie.

5.1.1.2. Bronnen in het gebouw zelf

Sommige bouwen afwerkingmaterialen kunnen langdurig stoffen afgeven die de gezondheidschaden. Het radioactieve edelgas radon komt vrij uit de bodem, en uit bouwmaterialen waarvan degrondstoffen uit de bodem komen, zoals beton en kalkzandsteen.

Afvoerloze verbrandingstoestellen kunnen kortstondige NO2-pieken geven. Kolenkachels met slechteafvoer zijn mogelijk een bron van SO2 in de ruimte maar komen (in utiliteitsgebouwen) nauwelijks ofniet voor. (Verbrandings)toestellen die relevante hoeveelheden CO verspreiden zouden zich niet ineen ruimte mogen bevinden.

Tot slot, het (mechanisch) ventilatiesysteem zelf kan een bron van luchtvervuiling zijn, bijvoorbeelddoor vervuiling in slecht onderhouden luchtkanalen, filters en andere componenten; of doordat sterkvervuilde buitenlucht (bv emissies van wegverkeer) wordt aangezogen; of door recirculatie van delucht bij “air conditioning”.

5.1.1.3. Bronnen buiten het gebouw

Vervuilde buitenlucht van verkeer of industrie kan het binnenmilieu verontreinigen.

5.1.2. Functies van ventilatie

Ventilatie duidt op het proces van luchtverversing: de afvoer van ‘gebruikte’ lucht van binnen naarbuiten, en de toevoer van ‘verse’ lucht van buiten naar binnen. ‘Vers’ staat voor niet bezoedeldebuitenlucht of gezuiverde binnenlucht.

De functies van ventileren zijn:

- het aanvoeren van zuurstof (voor mens, dier en eventueel verbrandingsinstallaties);

- het afvoeren van CO2 en andere hinderlijke en schadelijke stoffen;

- het afvoeren van geuren;

- het afvoeren van vocht, om condens en schimmelvorming te vermijden. Dit is vooral van belangvoor zwembaden en bepaalde bijeenkomstruimten (met grote aantallen mensen);

- Het afvoeren van het teveel aan warmte. Het gebruik van ventileren voor (beperkte) ruimtekoelinghebben we reeds besproken.

Studies tonen aan dat (vooral in kantoren) ventilatie en de controle die gebruikers daarover hebbeneen belangrijke rol spelen bij de (door henzelf beoordeelde) arbeidsproductiviteit. De gebruikers vanutiliteitsgebouwen zoals theaters of winkelcentra hebben niet meteen de verwachting controle tekunnen uitoefenen op het ventilatiesysteem.

5.1.3. Eisen inzake de minimum luchtvolumestromen

In een utiliteitsgebouw dient een minimale luchtvolumestroom aanwezig te zijn. Het ventilatiedebiet,i.e. de te verplaatsen luchthoeveelheid in een ruimte gedurende een bepaalde periode, drukt men uitin m³/h. Andere eenheden zijn dm³/s of l/s, waarbij 1 dm³/s = 1 l/s = 3,6 m³/h.

ARAB (Algemeen Reglement op de Arbeidsbescherming) stelt als minimale eis een ventilatiedebietvan 30 m³/h per persoon.

58

Tabel 5: benodigde ventilatiedebieten voor een selectie van ruimten in utiliteitsgebouwen

Merk op: in deze tabel is bezetting uitgedrukt in aantal personen per m² vloeroppervlakte.

Bron: Vliet-bis ‘E-gids’

De totaal benodigde luchtverversing in een utiliteitsgebouw is sterk afhankelijk van de bezettingsgraaden de gebruiksfunctie van de diverse ruimten.

De Europese norm EN 13779 (2004) voorziet specifieke minimum ontwerp ventilatiedebieten [in m³/hper persoon] voor ruimten in utiliteitsgebouwen.

Tabel 1 in bijlage VI van het EPB-besluit voorziet waarden voor het bepalen van de bezetting vanruimten in utiliteitsgebouwen [in m² vloeroppervlakte per persoon], volgens de gebruiksfunctie van dieruimten. Deze waarden zijn nodig voor het berekenen van de vereiste minimale specifiekeluchtvolumestroom – indien de reële bezetting van een ruimte niet gekend is.

Het minimum ontwerp ventilatiedebiet [in m³/h per persoon] vermenigvuldigen met de bezetting [inpersoon per m² vloeroppervlakte] geeft de vereiste minimale specifieke luchtvolumestroom [inm³/(h.m²)].

De specifieke luchtvolumestroom [in m³/(h.m²)] vermenigvuldigen met de gebruiksoppervlakte van eenruimte [in m²] geeft de hoeveelheid lucht die men per uur aan die ruimte moet toevoeren [in m³/h]. Ditgetal delen door het netto volume van de ruimte [in m³] geeft het ventilatievoud n [in h

-1]. In standaard

kantooromgevingen ligt het ventilatievoud tussen ca. 1 à 2 luchtverversingen per uur. Een verhogingvan het ventilatievoud zal bij mechanische ventilatie leiden tot meer energiegebruik.

Voor de intramurale welzijns- en gezondheidssector is de specificatie van verse luchtdebieten perruimte, evenals de stroomrichting van de lucht, extreem belangrijk.

5.2. Principes van ventilatie

5.2.1. Gecontroleerd en ongecontroleerd ventileren

We onderscheiden vooreerst ongecontroleerd en gecontroleerd ventileren.

- Ongecontroleerd ventileren: de luchtverversing in een gebouw gebeurt enkel door infiltratie enexfiltratie van lucht via kieren en spleten, of door het open zetten van ramen;

- Gecontroleerd ventileren: de hoeveelheid lucht die binnenkomt (luchtvolumestroom of luchtdebiet)wordt geregeld in functie v/d behoefte (vraaggestuurd), en de zin van de ventilatiestromen – i.e.waar de lucht wordt aan- en afgevoerd en op welke manier de lucht door de ruimte(n) stroomt – ligtvast.

59

5.2.2. Diffusieventilatie en verdringingsventilatie

Er zijn twee principes voor het gecontroleerd ventileren:

- diffusieventilatie (“comfortventilatie”): het inbrengen van verse lucht in een ruimte, het vermengen39

om de verontreinigde lucht te verdunnen, en het afvoeren van het verdunde mengsel. Menstimuleert het vermengen door natuurlijke turbulentie van de lucht, of door de vormgeving van detoevoermonden

- verdringingsventilatie (“displacement ventilation”): de luchttoevoer geschiedt met een lage snelheidvanuit fijn verdeelde ventilatieopeningen vlak boven of door de vloer (vloerroosters) op eentemperatuur lager dan de temperatuur in de ruimte. De koelere ventilatielucht glijdt langs de vloer,stijgt langs de warme lichamen (en apparatuur) en wordt afgevoerd via hooggelegenafvoeropeningen (waarbij de ventilatielucht de “gebruikte lucht” als het ware “omhoog dwingt”).

Figuur 33: diffusieventilatie (links) en verdringingsventilatie (rechts)

Bron: Dickson, 1998.

5.3. Ventilatiesystemen

5.3.1. Natuurlijke ventilatie

Natuurlijke ventilatie van gebouwen steunt op twee principes:

- De eerste drijvende kracht is de wind. Op de aangeblazen gevel van een gebouw zalsteeds een positieve winddruk heersen en op de tegenovergestelde gevel zal steeds eennegatieve winddruk heersen. Bij dwarsventilatie (“crossventilation”), zoals bv toegepast inlandschapskantoren, volstaat het dat men in beide gevels openingen in de gebouwschilmaakt om de buitenlucht door het gebouw te laten stromen van de ene naar de anderegevel. Bij eenzijdige (“single-side”) ventilatie, zoals bv kantoren met één buitenraam, zijnzelfs kleine fluctuaties in windrichting en winddruk voldoende om de ruimten op natuurlijkewijze te ventileren;

- De tweede drijvende kracht is het schoorsteeneffect (“stack-effect”). Hetschoorsteeneffect is het gevolg van het verschil in densiteit tussen warme en koude lucht.Dit principe wordt toegepast om gebouwen te ventileren via schouwen of atria.

Men dient ‘intelligente’ gevelopeningen te ontwerpen die een groot aantal (en soms moeilijkverenigbare) eigenschappen moeten verenigen: de luchtdoorlaat moet groot en regelbaar zijn, deopeningen moeten stof- en insectenwerend zijn, in open stand moeten ze regeninslagvrij enakoestisch dempend zijn, soms moeten ze inbraakwerend zijn, …(Slabbinck, 2004).

Systemen met natuurlijke ventilatie gebruiken geen (elektrische) (hulp)energie voor ventilatoren.Natuurlijke ventilatie is echter minder goed regelbaar en beheersbaar dan mechanische ventilatie. Eenbeperkte regeling van de toevoeropening is mogelijk m.b.v. zelfregulerende roosters (“constantdebietroosters”). De ventilatie blijft te beperkt bij minimale druk- of temperatuurverschillen

39 Het vermengen van de toevoerlucht met de ruimtelucht noemt men soms ook ‘inductie’.

60

Figuur 34: drijvende krachten bij natuurlijke ventilatie: winddruk (links) en temperatuurverschille(rechts)

Bron: VK ENGINEERING Building Services

5.3.2. Mechanische ventilatie

Mechanische ventilatie maakt (per definitie) gebruik van ventilatoren. We bespreken ventilatorenuitgebreid in het hoofdstuk over hulpfuncties.

5.3.3. Hybride ventilatie

Hybride ventilatie (“mixed mode”) is ventilatie waarbij de natuurlijke ventilatie gedurende een bepaaldetijd kan worden ondersteund of vervangen door mechanische ventilatie.

Het HYBVENT-project (IEA, 2002) omschrijft hybride ventilatiesystemen als systemen met devolgende kenmerken:

- Ze moeten zowel de luchtkwaliteit als het thermisch comfort in de binnenomgeving waarborgen endaarbij het energiegebruik tot een minimum beperken, d.m.v. een vraaggestuurde ventilatie waarbijmen verschillende aspecten van natuurlijke en mechanische ventilatie gebruikt op verschillendeuren van de dag of perioden van het jaar, om zo maximaal te profiteren van de voorwaarden in debuitenomgeving;

- Ze moeten voorzien zijn van controlesystemen, die zo automatisch mogelijk moeten zijn (maar metbeperkte manuele controlemogelijkheden om ze aanvaardbaar te maken), die zo intelligent mogelijk

moeten zijn (waardoor ze echter complexer worden en – als men de gebruikers niet goed informeert– als minder transparant en beheersbaar dan traditionele systemen worden ervaren); die (meestal)een groot aantal sensoren vereisen (infrarood aanwezigheidsdetectie of meten van het CO2-peil);en die doorgaans een centraal beheerssysteem (“Building Energy Management System” of BEMS)noodzakelijk maken;

- Ze vereisen (vaak) lagedrukcomponenten. Dit zijn componenten die een groot luchtdebiet mogelijkmaken terwijl het drukverschil beperkt blijft (bv schoorstenen of torentjes, of grote ondergrondsekokers).

Men kan 3 typen onderscheiden:

Type 1 (“natural and mechanical ventilation”) omvat twee volledig autonome systemen(natuurlijke en mechanische ventilatie), waarbij men overschakelt van het ene naar hetandere in functie van het beoogde doel. Bijvoorbeeld mechanische ventilatie metwarmteterugwinning in de winter; natuurlijke ventilatie (met beperkte controle door degebruikers) in het tussenseizoen; en mechanische ventilatie met nachtkoeling (intensieveventilatie) in de zomer;

Type 2 (“fan assisted natural ventilation”) omvat een natuurlijk ventilatiesysteem met een ofmeer afvoeren toevoerventilatoren die de drukverschillen kunnen verhogen wanneer denatuurlijke drijfkrachten te zwak zijn (of de vraag te groot);

61

Type 3 (“stack and wind-assisted mechanical ventilation”) omvat een mechanischventilatiesystem dat optimaal gebruik maakt van de windkracht en het schoorsteeneffect.

Bron: Heiselberg P. (2005)

Hybride ventilatie past men best toe met andere duurzame technieken, zoals passieve zonnewarmte,passieve koeling, daglichttoetreding, enz. Dit veronderstelt een geïntegreerde benadering van hetontwerp van een utiliteitsgebouw. Het gebruik van hybride ventilatie is ook mogelijk bij renovatie.

5.3.4. Ventilatiesystemen volgens NBN D50-001

Alle ventilatiesystemen zijn gebaseerd op een combinatie van natuurlijke en/of mechanische ventilatie.

De norm NBN D50-001 onderscheidt de volgende 4 ventilatiesystemen:

- systeem A (volledig natuurlijke ventilatie): natuurlijke toevoer van verse lucht via regelbareopeningen of –roosters (meestal gemonteerd in ramen); natuurlijke afvoer van vervuilde lucht envocht via afvoerroosters en verticale ventilatiekanalen die boven het dak uitmonden. De drijvendekrachten zijn (geringe) drukverschillen tussen de binnen- en de buitenkant van het gebouw tengevolge van de wind of door temperatuurverschillen tussen binnen en buiten;

- systeem B (gemengd systeem): mechanische toevoer van verse lucht, natuurlijke afvoer vanvervuilde lucht en vocht. Een ventilator – verbonden aan een kanalenstelsel of rechtreeks in dewand – zorgt voor een permanente toevoer van verse lucht;

- systeem C (gemengd systeem): natuurlijke toevoer van verse lucht, mechanische afvoer vanvervuilde lucht en vocht. Een ventilator – verbonden aan een kanalenstelsel voorzien vanafvoermonden – zorgt voor de afvoer van de vervuilde lucht en vocht. Het kanalenstelsel mondt uitin verticale ventilatiekanalen;

- systeem D (volledig mechanische ventilatie, of balansventilatiesysteem): mechanische toevoer(pulsie) van verse lucht, mechanische afvoer (extractie) van vervuilde lucht en vocht. De aanvoer enafvoer gebeurt d.m.v. (elektrische) ventilatoren en een kanalenstelsel met toevoer- enafvoermonden. Het kanalenstelsel mondt uit in verticale ventilatiekanalen. Men kan enkel met ditsysteem warmtewisselaars gebruiken om de koude aangevoerde lucht op te warmen met de warmeafgevoerde lucht (warmteterugwinning of warmterecuperatie).

Voor deze 4 systemen geldt steeds hetzelfde principe: toevoer via de minst vochtige en minstvervuilde ruimten, het laten doorstromen van de lucht door het gebouw, en afvoer via de meestvochtige en meest vervuilde ruimten.

Figuur 35: ventilatiesystemen

Bron: WTCB (1999).

Systeem B komt in de praktijk nauwelijks voor. De Nederlandse energieprestatienorm onderscheidt defacto enkel natuurlijke ventilatie, mechanische afzuiging (met natuurlijke toevoer) en gebalanceerdeventilatie.

62

5.4. Energiegebruik voor ventilatie

Het energiegebruik voor ventilatie bestaat uit het elektriciteitsgebruik voor ventilatoren, voor zover ersprake is van mechanische ventilatie. We verwijzen hiervoor naar het hoofdstuk over hulpenergie.Energieverliezen door ventilatie hebben we reeds besproken in de hoofdstukken over verwarming enruimtekoeling.

63

6. Hulpfuncties

6.1. Het waarom van hulpfuncties

Met hulpfuncties bedoelen we in dit hoofdstuk het gebruik van (elektrisch aangedreven) motoren voorpompen of ventilatoren

40 t.b.v. het transport van verwarmings- en/of koelingsmedia en / of verse lucht.

- pompen gebruikt men om vloeistoffen te transporteren (bv rondpompen van water in een cv-systeem); of voor het overdragen van vermogen (bv bij hydraulische overbrengingen) waarbij menoverigens ook vloeistof moet transporteren;

- ventilatoren gebruikt men eveneens voor het transporteren van gas (meestal lucht, bijvoorbeeld bijventilatie), maar de drukken zijn doorgaans lager dan bij compressoren.

Zowel pompen als ventilatoren wekken een drukverschil op, dat men kan aanwenden om eenweerstand (bv van een leiding) te overwinnen, de snelheid van het medium te verhogen of om eenhoogteverschil te overwinnen.

Pompen en ventilatoren worden aangedreven door motoren, meestal elektromotoren maar soms ookverbrandingsmotoren of turbines. Er zijn vele verschillende types pompen en ventilatoren.

In het EPB-besluit verstaat men onder hulpenergie niet enkel de hulpenergie voor circulatiepompen(die zorgen voor de circulatie van het water in de warmwater- of gekoeldwatercircuits) en dehulpenergie voor ventilatoren, maar ook de waakvlammen. Bij lokale verwarming is voor hetberekenen van het E-peil het energiegebruik door waakvlammen al ingerekend in hetopwekkingsrendment. Bij centrale verwarming moet de ontwerper van het gebouw de waakvlammen,indien aanwezig in de installatie(s), meenemen in de berekening van het E-peil.

6.2. Pompen

6.2.1. Principes

De belangrijkste begrippen die we moeten onthouden zijn opvoerdruk, volumestroom, vermogen,rendement, pompkarakteristiek, leidingkarakteristiek en .

- De opvoerdruk [in Pa] is het totale drukverschil dat een pomp kan leveren. Een pomp zuigt aan dezuigzijde vloeistof aan, waar meestal een onderdruk (druk lager dan de atmosferische druk) heerst.Aan de perszijde heerst een hogere druk (de persdruk). Men spreekt bij pompen ook vanopvoerhoogte [in m], met name de hoogte waarover de pomp een vloeistof omhoog kan pompen.Men zet opvoerhoogte [m] om naar opvoerdruk [Pa = kg/(m.s²)] door de opvoerhoogte tevermenigvuldigen met de dichtheid [kg/m³] van het medium en de valversnelling [m/s²];

- De volumestroom [in m³/s] is de hoeveelheid vloeistof (of gas bij compressoren en ventilatoren) die

per tijdseenheid in druk wordt verhoogd. Men spreekt ook van ‘debiet’, ‘opbrengst’ of ‘levering’;

- Het asvermogen [in W] van een motor is het toegekend vermogen bij maximaal continu bedrijf.;

- Het totale rendement [in %] van een pomp is te bepalen door de opvoerdruk, de volumestroom enhet opgenomen asvermogen te meten. Het rendement van de aandrijving (bv een elektromotor) ishierin niet opgenomen;

- De pompkarakteristiek geeft voor één bepaald toerental aan welke opvoerdruk (vertikale as) envolumestroom (horzontale as) een pomp kan leveren;

- De leidingkarakteristiek geeft aan welke druk nodig is om de weerstand van het leidingsysteem te

overwinnen. Appendages, i.e. een verzamelnaam voor bochten, afsluiters, filters, terugslagkleppenenz. in de leiding zorgen voor een extra weerstand;

40 Compressoren gebruikt men voor het comprimeren en/of transporteren van gas (bv vervoer van aardgas). We verwijzen naar

compressiekoeling in het hoofdstuk over ruimtekoeling, en laten compressoren verder in dit hoofdstuk buiten beschouwing.

64

- Het bedrijfspunt is het snijpunt van de pompen leidingkarakteristiek, m.a.w. het punt waarop depomp werkt (i.e. een bepaalde opvoerdruk en volumestroom levert).

Bij het evalueren van verschillende pomptypen kan men gebruik maken van het specifiekenergiegebruik [in kWh/m³].

Men moet pompen specificeren voor het voor het verwachte bedrijfspunt. Overgedimensioneerdepompen draaien in het algemeen onderbelast met een laag rendement en met extra slijtage totgevolg. Men selecteert beter een nieuwe, passende pomp bij een toekomstige verhoging van devolumestroom of de opvoerdruk.

6.2.2. Soorten pompen

Op basis van hun werkingsprincipe groepeert men pompen in enerzijds verdringerpompen enanderzijds centrifugaalpompen (of waaierpompen).

6.2.2.1. Verdringerpompen (“volumetrische pompen”; “positive displacement pumps”)

De werking van een verdringerpomp berust op het verdringingsprincipe: (een deel van) depompruimte wordt beurtelings vergroot (waarbij de vloeistof wordt aangezogen) en verkleind (waarbijde vloeistof wordt weggeperst).

De volumestroom is � recht evenredig met het toerental, maar (zo goed als) onafhankelijk van deopvoerdruk (bij toenemende druk neemt het lekverlies toe, waardoor de volumestroom iets afneemt).De maximale druk die men kan bereiken is onafhankelijk van het toerental.

Men onderscheidt verder translerende en roterende verdringerpompen. Tot de translerendeverdringerpompen behoren zuigerpompen, plunjerpompen en membraanpompen. Tot de roterendeverdringerpompen behoren tandrad- of tandwielpompen; axiale of radiale plunjerpompen;schroefpompen met 1 as (monopompen of wormpompen), schroefpompen met 2 assen of 3 assen; enschottenpompen.

6.2.2.2. Centrifugaalpompen of waaierpompen

De werking van een waaier- of centrifugaalpomp berust op een heel ander principe dan van eenverdringerpomp.

Een centrifugaalpomp bestaat uit een huis (in de vorm van een slakkenhuis) waarin een as metdaarop een zogenaamde waaier roteert. De waaier is een holle schijf voorzien van gebogen ofgekromde schoepen. De vloeistof stroomt uit de zuigleiding de waaier binnen. Het snel ronddraaienvan de waaier brengt de vloeistof in een draaiende beweging, waarbij de vloeistof door de centrifugalekracht vanuit de waaier “naar buiten wordt geslingerd”. De vloeistof wordt in de waaier versneld enonder hogere druk gebracht, en vanuit het pomphuis via de persleiding naar de bestemde plaatsgeperst.

Figuur 36: centrifugaalpomp

Bron: US-DOE (1993).

65

De volumestroom is bij centrifugaalpompen – in tegenstelling met verdringerpompen – wel afhankelijkvan de opvoerdruk. De opvoerdruk is groter naarmate de centrifugaalkracht groter is, en decentrifugaalkracht is groter naarmate: a) het toerental hoger is; b) de waaierdiameter groter is; en c)de vloeistof een hoger soortelijk gewicht heeft.

Naargelang de uitvoering van de waaier onderscheidt men centrifugaalpompen met radiale uittree(gesloten waaier met enkelvoudig gekromde schoepen); centrifugaalschroefpompen (gesloten waaiermet tweevoudig gekromde schoepen), half-axiale of diagonaalpompen (halfaxiaal- of diagonaal-waaier); en axiale pompen of propellerpompen (axiale waaier of propellor).

Centrale circulatoren, gebruikt voor de circulatie van water in centrale verwarmings- of koelsystemen,zijn centrifugaalpompen. We zullen ons verder beperken tot dit type pompen.

6.2.3. Serie- en parallelschakeling van centrifugaalpompen

Men kan twee (of meer) pompen laten samenwerken.

- Bij parallelschakeling perst iedere pomp zijn aangezogen volumestroom in een gezamenlijkepersleiding, waarbij de persdruk van elke pomp dezelfde is. De volumestromen worden bij elkaaropgeteld. In functie van de vereiste volumestroom kan men pompen bij- of afschakelen;

- Bij serieschakeling leidt men de verpompte vloeistof van de perszijde van de ene pomp naar dezuigzijde van de andere pomp. De opvoerdrukken worden bij elkaar opgeteld. De volumestroomblijft gelijk.

Figuur 37: verband tussen opvoerdruk en volumestroom bij parallel- en serieschakeling pompen

Bron: Elsevier

Het is energetisch efficiënter om één grotere pomp te gebruiken – aangepast aan de bedrijfssituatie –dan twee of meer pompen parallel te laten draaien.

6.2.4. Energiebesparing bij pompsystemen

Energiebesparingsmogelijkheden bij pompsystemen doen zich voor op het vlak van :

- Rendement van pompen;

- Regeling van het pompsysteem;

- Rendement van motoren;

- Overbrenging;

- Leidingsysteem.

66

Figuur 38: conventioneel (boven) en energiezuinig (onder) pompsysteem

Bron: Motor Challenge Programme (2004)

We zullen deze elementen kort afzonderlijk bespreken.

6.2.4.1. Rendement van centrifugaalpompen

Het totale rendement van een pomp41 (in het algemeen) is het product van drie deelrendementen: het

mechanisch rendement, het volumetrisch rendement, en het hydraulisch rendement.

We bespreken enkele specifieke zaken voor centrifugaalpompen.

- Het mechanisch rendement hangt af van wrijvingsverliezen in afdichtingen, lagers en – bijcentrifugaalpompen – van de schijfwrijving ( = de vrijwing die de waaier bij het draaien aan debuitenzijde

42 ondervindt van de te verpompen vloeistof);

- Het volumetrisch rendement hangt af van interne lekken (een klein deel van de volumestroomstroomt – via de spleet tussen waaier en pomphuis – terug naar de zuigzijde) en externe lekken(lucht kan door de asafdichting naar binnen lekken waardoor de volumestroom vermindert);

- Het hydraulisch rendement hangt af van de wrijvingsverliezen in de pomp. Bij centrifugaalpompen isvooral de aanstroomhoek

43 van belang.

Een betere asafdichting, een gesloten (i.p.v. open) waaiervorm en een gladdere afwerking van debinnenwand van het pomphuis verbeteren (in beperkte mate) het rendement van de pomp. Een goeden tijdig onderhoud voorkomt slijtage van de pomp. Slijtage zorgt voor een vermindering van hetrendement en dus voor een hoger energiegebruik van de pomp.

Naast de pompen met “standaard” kooiankermotoren zijn er ook “lekvrije” pompen, met name:

- De magneetgedreven pomp. De motor wordt aangedreven door magneetparen, de ene helftverbonden met de waaier en een concentrisch stel met de aandrijfas, van elkaar gescheiden doreen drukvaste behuizing. De verpompte vloeistof is volledig afgescheiden van de omgeving. Er isgeen asafdichting, en dus geen lekkage langs deze weg;

41 Het remendement van de aandrijving (bv elektromotor) is hierin niet opgenomen.42 Buitenkant van de waaier tot de wand van het pomphuis.43 De hoek onder dewelke de schoepen worden aangestroomd.

67

- De busmotorpomp. De waaier is direct op de motoras gemonteerd die in het pomphuis met de teverpompen vloeistof meedraait. De stator van de elektromotor is gescheiden van de vloeistof dooreen vloeistofdichte bus (vandaar “busmotor”).

Busmotorpompen zijn vooral geschikt als men emissies van de vloeistof naar de omgeving moetvermijden, maar ze zijn niet erg energie-efficiënt.

6.2.4.2. De aandrijving van centrifugaalpompen

De aandrijving gebeurt meestal m.b.v. van een electromotor. Er zijn typen pompen die wordenaangedreven met een verbrandingsmotor, maar die laten we verder buiten beschouwing. .

Energiebesparing is mogelijk door het gebruik van hoogrendementsmotoren of HR motoren.

Tabel: gemiddelde rendementen van standaard- en hoogrendementsmotoren

Vermogensklasse [kW] Rendement standaardmotor [%] Rendement HR motor [%]

0,75 – 7,5 80 86

7,5 – 37 86 90

37 – 75 90 93

> 75 95 96

Bron: Van Roy P., Driesen J. & Belmans R. , s.d.

6.2.4.3. Regeling van de volumestroom van centrifugaalpompen

De warmte en koude behoefte in een gebouw is niet op alle ogenblikken even groot, bijvoorbeeldomwille van wisselende buitentemperaturen en gebruikspatronen. Het is daarom niet noodzakelijk datde hoeveelheid water die in het verwarmings- en koelingssysteem wordt rondgepompt continuconstant is.

Men kan de volumestroom van een pompsysteem aan de schommelende behoeften aanpassen door:

- aan/uit- regeling. Men schakelt één of meerdere pompen – drukafhankelijk of met behulp van eendrukschakelaar – in en uit. De pompen wekken periodiek hogere drukken op dan noodzakelijk,waarbij zij onnodig veel energie gebruiken;

- regeling d.m.v. een afsluiter in de persleiding (“drukregelklep”; “smoorklep”; “throttle valve”). Hetdichter draaien van de afsluiter verhoogt de leidingweerstand waardoor de volumestroomvermindert. Een regelafsluiter aan de perszijde is energetisch niet efficiënt, omdat men deopvoerdruk onnodig verhoogt;

- regeling d.m.v. een omloopafsluiter tussen pers- en zuigleiding (“terugvoerklep”; “bypass line”). Eendeel van de volumestroom gaat via een omloopleiding terug naar de zuigleiding. Een bypass isenergetisch niet efficiënt, omdat de pomp onnodig veel verpompt;

- schoepverstelling bij axiale pompen. Men past – terwijl de pomp in bedrijf is – de schoephoek aanvoor verschillende volumestromen, zodat de aanstroming van de schoepen altijd optimaal is. Dezeregeling is kostbaar en enkel rendabel bij grote aandrijfvermogens.

- regeling van het toerental (“variable speed drive”). De volumestroom is – bij kleine veranderingenvan het toerental

44 – evenredig met het toerental. Toerenregeling is energetisch het meest efficiënt,

omdat het asvermogen evenredig is met de derde macht van het toerental;

Een zelfregelend pompsysteem zorgt er o.m. voor dat de pompcapaciteit precies is aangepast aan desysteemcondities, en dat de pomp altijd met het laagst mogelijke toerental en bij het optimalebedrijfspunt werkt.

44 Bij sterke veranderingen van het toerental nemen de wrijvingsverliezen toe en klopt de relatie niet meer.

68

Figuur 39: regeling van pompen

smoorklepregeling bypassregeling

debietregeling

Bron: Van Roy P., Driesen J. & Belmans R. (2003)

Door het gebruik van automatische toerenregelingen op (circulatie)pompen kan men het toerental vande elektrische aandrijving van de pomp aanpassen aan de actuele vraag. Door het watertransport inhet warmen koudwatercircuit capaciteitsafhankelijk te regelen daalt het energiegebruik voor pompen.

6.2.4.4. Leidingsysteem

Men moet leidingsystemen ontwerpen met de optimale vloeistofsnelheid, die past bij het type vloeistofen de volumestroom.

6.2.5. Hulpenergiegebruik door circulatiepompen

Voor de berekening van het E-peil (in kantoren en schoolgebouwen) bepaalt men hetelektriciteitsgebruik van circulatiepompen in warmwatercircuits en gekoeldwatercircuits aan de handvan een opgelegde waarde voor het elektriciteitsgebruik per oppervlakte-eenheid.

Indien meer dan 75 % van het opgesteld elektrisch vermogen van de pompen voorzien is van eenautomatisch werkende toerenregeling (bij warmwater- en/of gekoelwatercircuits) of automatischwerkende aan/uit regeling (enkel warmwatercircuits), dan mag men een reductiefactor van 0,5 op hetenergiegebruik voor pompen hanteren.

6.3. Ventilatoren

6.3.1. Principes

Een ventilator moet voor het transporteren van de lucht van het aanzuigpunt naar de te ventilerenruimte de weerstanden in het systeem (kanalenstelsel) overbruggen. Die weerstanden geven eendrukval (drukverliezen). Een ventilator is een “drukgenerator” die in staat is de drukverliezen teoverwinnen en de lucht in beweging te brengen (om zo het ingestelde luchtdebiet te bereiken).

Elke ventilator wordt gekenmerkt door zijn druk/debiet-kromme (“ventilatorcurve” of Q/H-curve; ofventilatorkarakteristiek), met op de horizontale as het luchtdebiet [in m³/s] en op de verticale as de

69

opvoerdruk in (meestal) statische druk45 [in Pa]. De ventilatorcurve is (o.a. omwille van wrijvings-,

stoot- en lekverliezen) geen rechte maar een kromme, die (bij een goed rendement) meestal eersteven stijgt (als het luchtdebiet stijgt) – de onstabiele zone, en die nadat het maximumpunt is bereiktgeleidelijk daalt – de stabiele werkingszone. Men geeft in documentatiebladen deze krommen voorverschillende toerentallen van de waaier.

Figuur 40: ventilatorcurve, systeemlijn en werkingspunt

Bron: Systemair.

De systeemlijn (drukverlieslijn, leidingkarakteristiek) geeft de weerstand (drukverliezen) in hetkanalensysteem, met op de horizontale as het luchtdebiet [in m³/s] en op de verticale as de(benodigde) opvoerdruk in statische druk [in Pa].

Het snijpunt van de ventilatorcurve (ventilatorkarakteristiek) en de systeemlljn (leidingkarakteristiek)geeft het werkingspunt of bedrijfspunt van de ventilator. Als de druk(val) in het ventilatiesysteemtoeneemt

46, dan verschuift de systeemlijn naar linksboven (systeemlijn B) en zal het luchtdebiet

(capaciteit) afnemen, tenzij men het toerental van de ventilator verhoogt – waardoor het werkingspuntzich verplaatst van � naar �.

Elk ventilatortype werkt het meest efficiënt binnen een beperkt capaciteitsinterval. Het is bijgevolgessentieel de juiste (correct gedimensioneerde) ventilator te kiezen voor het gekozen bedrijfspunt.

6.3.2. Soorten ventilatoren

Men onderscheidt enerzijds axiaal ventilatoren en anderzijds centrifugaal of radiaal ventilatoren.

6.3.2.1. Axiaal ventilatoren

Axiaal ventilatoren zuigen de lucht axiaal aan, en voeren de lucht axiaal weg. De waaierbladenkunnen al dan niet verstelbaar zijn (vaste of variabele bladhoeken). Schroefventilatoren (helicoidaleventilatoren; “propeller fans”) gebruikt men vooral voor grote luchtvolumestromen en lage druktoepassingen (circuleren van lucht binnen een ruimte of ventileren door een muur zonder kokerwerk).Deze “vrijstaande propellers” hebben een laag rendement. Buisschroefventilatoren (“tube-axial fans”)zijn axiaalventilatoren gebouwd in een cilindrisch huis. Men gebruikt deze ventilatoren voor lage enmidden druk toepassingen in ventilatie-, luchtbehandelings- en luchtverwarmingssystemen waar de

stroomafwaartse luchtdistributie niet kritisch is. Ze zijn efficiënter dan schroefventilatoren (�75%).Buisschroefventilatoren met schoepenkrans (“vane-axial fans”) gebruikt men voor luchtbehandeling inlage, midden en hoge druk toepassingen waar het direct doorvoeren van de lucht en kleineinbouwafmetingen belangrijk zijn. De ‘geleidingsschoepen’ of ‘richtschoepen’ direct achter de waaier

45 i.e. de bruikbare druk die de ventilator opbrengt voor het overwinnen van de systeemweersanden.46 De werkelijk optredende weerstand kan bijvoorbeeld groter zijn dan de berekende weerstand.

70

zorgen voor een betere geleiding van de lucht waardoor het rendement kan toenemen van 75% tot85%.

6.3.2.2. Centrifugaal of radiaal ventilatoren

Centrifugaal of radiaal ventilatoren (“slakkenhuis ventilator”; “squirrel cage fan”) zuigen de lucht axiaalaan, maar voeren de lucht radiaal weg. De behuizing van de ventilator heeft de vorm van een“slakkenhuis”. Ventilatoren met een schoepenwiel (waaier) met geprofileerde schoepen (“air foil”

47) of

met achterwaarts gebogen schoepen hebben het hoogste rendement van alle centrifugaal ventilatoren

(�80%). Men gebruikt ze in ventilatie-, luchtbehandelings- en luchtverwarmingssystemen. Ventilatorenmet een schoepenwiel met voorwaarts gebogen schoepen zijn compacter en goedkoper, maar

hebben een kleiner rendement (�60%). Men gebruikt ze in lage druk ventilatie-, luchtbehandelings- enluchtverwarmingssystemen. Ventilatoren met (rechte) radiale schoepen hebben het laagste

rendement (�55%). Men gebruikt ze bijna uitsluitend voor industriële toepassingen (omwille van hunhoge mechanische sterkte en eenvoud in onderhoud).

Figuur 41: schoepen bij centrifugaal ventilatoren

Bron: Platts.

6.3.2.3. Speciale types ventilatoren

Er zijn enkele speciale types, afgeleid van bovenstaande ventilatoren. Centrifugale en axialedakextractoren past men toe met een beperkt of geen kokernet in lage druk afzuigsystemen met eenhoog luchtdebiet (keukens, handelspanden, ...) Centrifugale buisventilatoren zijn centrifugaalventilatoren met achterwaarts gebogen schoepen in een cilindrisch huis (vergelijk met de buisschroefventilator). Luchtvolume, beschikbare druk en rendement zijn lager dan van de centrifugaalventilatoren waarvan ze zijn afgeleid. Men gebruikt ze in ventilatie-, luchtbehandelings- enverwarmingssystemen waar men vooral een recht doorvoer stroming toepast. De tangentiele(dwarsstroom of kruisstroom) ventilatoren tenslotte zijn centrifugaal ventilatoren met voorwaartsgebogen schoepen, die lucht door een deel van de waaier aanzuigen en door een ander deel van dewaaier wegvoeren. Men gebruikt ze omwille van hun specifieke vorm (grote breedte, kleineinbouwmaten) vooral in ventilo-convectoren, luchtgordijnen en plafondtoestellen.

6.3.3. Specifiek ventilatorvermogen (SFP)

Het specifiek ventilatorvermogen (“specific fan power”, SFP) is een maat voor de energie-efficiëntievan een volledig ventilatie-systeem, dus vanaf de buitenluchtroosters tot en met de inblaas- c.q.uitblaasroosters. Het betreft uitsluitend de elektrische energie benodigd door de ventilatoren.

Men berekent de SFP (bij een systeem met twee ventilatoren) als volgt:

Elektrisch vermogentoegevoerd aan

toevoerventilator [kW]+

Elektrisch vermogentoegevoerd aan

afvoerventilator [kW]

= ----------------------------------------------------------------------------------

specifiek ventilator vermogengecombineerde toe- en afvoer

[kW/(m³.s-1)]

Grootste van de 2 luchthoeveelheden (toe- of afvoer) door hetventilatiesysteem [m³.s

-1]

47 De schoepen hebben de vorm van een vliegtuigvleugel.

71

De SFP is het elektrisch vermogen dat nodig is om een luchtdebiet van 1 m³ lucht per seconde in eenruimte te realiseren. Hoe lager de SFP, hoe hoger de efficiëntie van het systeem bij het transporterenvan de lucht. Voor utiliteitsgebouwen is de aanbevolen waarde 1,5 voor nieuwe installaties.

Men kan de SFP-waarde verlagen door het rendement van de ventilatoren te verhogen en / of door dedrukverliezen te verminderen.

6.3.3.1. Rendement van de ventilatoren

De vermogenscurve van een ventilator geeft het (uit het net) opgenomen elektrisch vermogen [in W]als (meestal) stijgende functie van het luchtdebiet [in m³/uur].

Het opgenomen vermogen is groter dan het feitelijk beschikbare vermogen aan de as van deventilator, omdat er verliezen zijn t.g.v. het rendement van de aandrijvende elektrische motor en(eventueel) in de overbrenging tussen motor en ventilator. Het ventilatorrendement is gedefinieerd alsde verhouding van het feitelijk beschikbare vermogen aan de as van de ventilator tot het aan deaandrijving aangevoerde vermogen.

Men vergroot het rendement van de ventilatoren door te kiezen voor:

- elektromotoren met een optimaal elektrisch rendement in het gekozen bedrijfspunt, bvhoogrendementsmotoren of “low loss” motoren;

- directe aandrijving (geen overbrenging met riemen), waardoor men de mechanischetransmissieverliezen vermijdt. Bij de klassieke riemtransmissie van motor naar ventilator zijn demechanische transmissieverliezen relatief groot. Platte riemen presteren iets beter dan de vaakgebruikte V-riemen (V-snaaraandrijving);

- centrifugaal ventilatoren met geprofileerde (“air foil”) of met achterwaarts gebogen schoepen.Ventilatoren met achterovergebogen schoepen hebben een hoger rendement dan ventilatoren metvoorovergebogen schoepen, maar enkel in het beperkt gebied waar de systeemlijn bij een bepaaldedruk een lager luchtdebiet geeft dan in het geval met ventilatoren met voorovergebogen schoepen.

- gelijkstroommotoren met toeren(tal)regeling. Deze zijn efficiënter en beschikbaar voor kleinerevermogens. Men behaalt een hoog rendement doordat het toerental van de motor precies wordtafgestemd op het werkpunt van de ventilator.

6.3.3.2. Drukverliezen

Om lucht door de kanalen te transporteren moeten de ventilatoren de weerstand door wrijving van deluchtdeeltjes tegen de kanaalwand overwinnen, evenals de weerstand t.g.v. verstoringen in hetventilatiesysteem die de richting en/of de doorstroomoppervlakte van de luchtstroom veranderen(bochten, verkleining van het doorstroomoppervlak – bv ter hoogte van de filtersectie, filters, roosters,jaloezie-kleppen, warmtewisselaar, ...).

Figuur 42: lange aansluitingen (links) verminderen wervelingen en dus drukverlies; rondebochten (rechts) beperken eveneens drukverlies


Men vermindert de drukverliezen in het kanalennetwerk door:

72

- het zo luchtdicht mogelijk maken van luchtkanalen en aansluitingen, bv met rubberen dichtingen;

- het gebruik van ronde luchtkanalen met ruime diameter en gladde bochten; of minstensrechthoekige luchtkanalen met afrondingen in de bochten;

- het vermijden van plotselinge richtingsveranderingen van de luchtstroom (zo min mogelijk bochten);

- het vermijden van vernauwingen;

- het gebruik van hulpstukken (filters, batterijen, bedieningskleppen, bochtstukken, aansluitingentussen ventilatoren en kanalen, luchttoevoerroosters, geluidsdempers, ...) die het drukverliesbeperken, bijvoorbeeld een coulissendemper met afgerond aanstromingsprofiel.

6.3.4. Regeling van de ventilatoren

Een debietregeling kan noodzakelijk zijn, o.a. door variaties in de weerstand (bv ten gevolge vanfiltervervuiling); bij dag/nacht-werking; of bij een wisselende belasting.

Men onderscheidt dan ook (bij mechanische ventilatiesystemen):

- constant-debietsystemen (“Constant Air Volume”, CAV): het ventilatiedebiet is ofwel nul (uit), ofweleen constante waarde (aan);

- variabel-debietsystemen (“Variable Air Volume”, VAV): het ventilatiedebiet is regelbaar.

De meest voorkomende principes voor debietregeling zijn:

- een persklep (regelklep, “outlet damper”) in het ventilatiekanaal, waardoor men desysteemweerstand kan veranderen;

- een inlaatklep (aanzuigklep; “inlet vane”) op de aanzuig van de ventilator, waardoor deventilatorcurve stijgt bij een zelfde toerental;

- een toerenregeling48 op de ventilatormotor, waarbij de ventilatorcurve verandert met het toerental.

De ventilatoren zijn zowel regelbaar met een elektronische trappenloze regelaar, als met eenmeerdere-standen trafo-regelaars. Een frequentieomvormer (elektronische regeling) zet een vastespanning en frequentie om in een traploos varieerbare netspanning en frequentie, en verhinderthoge piekstromen bij het opstarten. Men levert de meerdere-standen trafo’s ook met een apartemeerdere-standen schakelaar. Vermits het asvermogen evenredig is met de derde macht van hetluchtdebiet dat op zijn beurt recht evenredig is met het toerental, zijn met toerenregeling in theoriegrote besparingen mogelijk. Een lager toerental vermindert tevens het ventilatorgeluid, waardooreventueel de geluiddempers in een LBK komen te vervallen en de drukverliezen verminderen.

Toerenregeling is (vanuit energetisch oogpunt) te verkiezen boven het “smoren” d.m.v. regel- ofaanzuigkleppen.

Men kan de ventilatoren vraaggestuurd regelen d.m.v. geïntegreerde- of losse sensoren, die deventilator inschakelen bijvoorbeeld op basis van luchtvochtigheid (vochtsensor), temperatuur(temperatuursensor), luchtkwaliteit (luchtkwaliteitsensor - CO2-concentratie), persoonsaanwezigheid(bewegingsmelder); of tijd.

6.3.5. Hulpenergiegebruik door ventilatoren

6.3.5.1. Algemeen

Men zou schematisch het (hulp)energiegebruik door ventilatoren kunnen bepalen m.b.v. eenboomdiagram.

De specifieke luchtvolumestroom [in m³/(h.m²)] door mechanische ventilatie hebben we bepaald in hethoofdstuk over (hygiënische) ventilatie. Het specifiek ventilatorvermogen [W/(m³/h)] is een maat voorde energie-efficiëntie van het aanwezige ventilatiesysteem. Het product van beide geeft hetgeïnstalleerd elektrisch vermogen van de ventilatoren [in W/m²].

48 Niet voor axiaalventilatoren met instelbare bladhoek, die ontworpen zijn om bij constante snelheid te draaien.

73

De bezettingsgraad van de ruimten [uren/jaar] vermenigvuldigen met een reductiefactor [%] als maatvoor de (vraaggestuurde) regeling van de ventilatoren, geeft de jaarlijkse vollast gebruiksduur[uren/jaar] van de ventilatoren.

Het product van beide termen (x 1 000), geeft het specifieke hulpenergiegebruik [kWh/m²] doorventilatoren.

Figuur 43: Boomdiagram voor het bepalen van het (hulp)energiegebruik door ventilatoren

jaarlijks energiegebruik

ventilator

[kWh/m²]

gebruiksduur

vollast equivalent

[h/jaar]

geïnstalleerd

ventilator vermogen

[W/m²]

specifiek

ventilatorvermogen

[W/(m³/h)]

bezetting ruimte(n)

[uren/jaar]

specifiek debiet

mechanische ventilatie

[m³/(h.m²)]

reductiefactor

regeling

[%]

X 1000

X X

Bron: op basis van Bordass W et al. (2001)

6.3.5.2. Bepalingen in het EPB-besluit

Het EPB-besluit voorziet 2 mogelijkheden om het hulpenergiegebruik door ventilatoren te bepalen:

- een waarde bij ontstentenis. Het berekende hulpenergiegebruik voor ventilatoren is in dit gevalafhankelijk van het soort ventilatiesysteem, het toevoerdebiet aan buitenlucht (zie hoofdstuk overventilatie), en de tijdsfractie dat de ventilatoren in bedrijf zijn.

- aan de hand van de werkelijk opgestelde vermogens. Het berekende hulpenergiegebruik voorventilatoren is in dit geval afhankelijk van een berekende waarde voor het geïnstalleerd elektrischvermogen van de ventilatoren; de tijdsfractie dat de ventilatoren in bedrijf zijn; en een reductiefactorvoor de regeling van de ventilatoren. Deze reductiefactor is afhankelijk van het typeklimatiseringssysteem (koeltransportmedium enkel lucht, of andere) en het type regeling (geenregeling of smoorregeling; inlaatklepverstelling of waaierschoepverstelling; of toerenregeling).

74

7. Bevochtiging

7.1. Het waarom van bevochtiging

De relatieve vochtigheid is de verhouding tussen de absolute hoeveelheid waterdamp in de lucht ende maximale hoeveelheid waterdamp die de lucht kan bevatten, bij een gegeven temperatuur. Hoehoger de temperatuur, hoe hoger de absolute hoeveelheid vocht dat als waterdamp in de luchtaanwezig kan zijn.

Absolute vochtigheid is de hoeveelheid waterdamp in grammen waterdamp per kilogram lucht [g/kg].Relatieve vochtigheid (RV) is het percentage waterdamp [%] dat de lucht bevat.

De meeste mensen ervaren een relatieve luchtvochtigheid tussen 30% en circa 70% als behaaglijk(zie ook thermisch comfort). Bij lage luchtvochtigheid (< 40 à 50 %) en bijvoorbeeld verkeerd gekozenvloerbedekking kan lading en ontlading van statische elektriciteit optreden, wat kan leiden totstoringen van ICT-apparatuur.

Het bevochtigen van de lucht dient om de relatieve vochtigheid (RV) op peil te houden.

Een aantal factoren kunnen zorgen voor een daling van de relatieve vochtigheid in de ruimte, metname:

- Koude lucht is “droger”, omdat de absolute hoeveelheid vocht die koude lucht kan bevatten laag is.Bij het verwarmen van koude buitenlucht kan deze lucht een grotere hoeveelheid vocht gaanbevatten. Indien de absolute hoeveelheid vocht in deze lucht gelijk blijft, zal de relatieveluchtvochtigheid dalen, en kan luchtbevochtiging noodzakelijk zijn;

- Het koelen van lucht (tot beneden het dauwpunt) “ontvochtigt” de lucht. Sterke koeling van de luchtkan bijgevolg luchtbevochtiging noodzakelijk maken.

Het algemeen principe is dat bevochtiging van de lucht in een utiliteitsgebouw eigenlijk niet nodig zoumoeten zijn, zeker niet als men het ventilatievoud beperkt. De keuze van een anti-statischevloerbedekking of het aanbrengen van een elektrisch geleidende coating is een betere oplossing danhet toepassen van bevochtiging om storingen van ICT-apparatuur te voorkomen.

7.2. Installaties voor bevochtiging

We onderscheiden voor het bevochtigen van lucht de in utiliteitsbouw twee verschillende technieken:waterbevochtiging (inbrengen van waternevel) en stoombevochtiging (inbrengen van stoom).

7.2.1. Waterbevochtiging

De infrasoon, wervel- en persluchtbevochtigers zijn gebaseerd op het vernevelen van water doormiddel van verstuivers (“atomizers”). De mattenbevochtigers en pakketbevochtigers verdampen waterdoor lucht langs een zo groot mogelijk nat oppervlak te leiden. De hybride bevochtigers zijn gebaseerdop zowel het verstuivings- als het verdampingsprincipe. Ultrasoon bevochtigers vernevelen water doorhet water in een reservoir in trilling te brengen.

We bespreken kort de verschillende soorten waterbevochtigers:

- infrasoon bevochtiger. Verstuivers spuiten het water onder hoge druk (120 bar) tegen de

verdeelplaten. Deze verstuivers bevinden zich tussen de primaire en secundaireinfrasoongeneratoren. Het einde van de bevochtiger bestaat uit een vaste druppelvanger. Degeneratoren genereren infrasone geluidsgolven (lange trillingen met een lage frequentie van circa 5Hz) door de ventilatielucht lang een holle ruimte, tussen speciaal hiervoor gevormde schotten, te

75

voeren. Men realiseert de hoge druk m.b.v. een frequentiegeregelde hogedrukpomp. Men regelt dedruk, en hierdoor de capaciteit van de bevochtiger, door de frequentie van de pomp te regelen;

- wervelbevochtiger. Men leidt de lucht door stilstaande radiaalschoepen waardoor de lucht rondomde verstuivers in werveling wordt gebracht en het verstoven water goed in de lucht wordtopgenomen. Een filter op het einde van de bevochtiger dient als naverdamper en druppelvanger.Men regelt de capaciteit door de waterdruk te variëren en:of door het bij- en afschakelen van hetaantal verstuivers;

- persluchtbevochtiger. Men leidt (omgekeerd osmose)water via een filter naar eendrukverhogingspomp die het water onder hoge druk (minimaal 4 bar) naar de verstuiver pompt.Men brengt lucht in een compressor op de gewenste druk (minimaal 4 bar) en leidt de lucht dannaar de verstuiver. De perslucht zorgt voor de verstuiving van het water. Men regelt de capaciteitdoor de toegevoerde hoeveelheid water te regelen. De perslucht zorgt voor een aanzienlijkegeluidsproductie in de LBK;

- hybride bevochtiger. Men blaast het water d.m.v. verstuivers – gemonteerd op een RVS rooster –direct in de luchtbehandelingskast (LBK), in de richting van de luchtstroom. Men realiseert derelatief lage druk (4 tot 8 bar) nodig voor de verstuiving door middel van een pomp. Een keramischfilter in V-opstelling op het einde van de bevochtiger dient als naverdamper en druppelvanger;

- mattenbevochtiger. Lagedruksproeiers (2 à 3 bar) houden matten nat. De waterdruppels hechtenzich aan de vezels van de matten en vormen een dicht netwerk van stilstaande druppels, waardooreen relatief groot bevochtigd oppervlak ontstaat. De droge lucht stroomt langs het natte oppervlaken neemt zo het vocht op. Bij het tegenstroomprincipe is het einde van de bevochtiger eendruppelvanger; bij het gelijkstroomprincipe fungeert de mat als druppelvanger. Men regelt decapaciteit door het (trapsgewijs) aan- en uitschakelen van de sproeiers;

- pakketbevochtiger. Zoals mattenbevochtiger, maar het pakket wordt met een lage druk (0,5 bar) viaeen waterverdeelleiding vanaf de bovenzijde bevochtigd. Er is geen druppelvanger, de lucht kruistvan links naar rechts het water van boven naar onder (kruisstroomprincipe);

- ultrasoon bevochtiger. In een open waterreservoir trilt een membraan of trilplaatje met een hoge

frequentie (1,7 MHz) (ultrasoon = hoge trillingen niet voor het menselijk oor waarneembaar). Tijdensde negatieve amplitude ontstaat een kortstondig vacuüm, gevolgd door een compressie tijdens depositieve amplitude, waardoor het water zeer fijn wordt verneveld en via de uitblaasmondenopgenomen in de lucht. Men regelt de capiciteit door de amplitude te variëren en de trilling kortereof langere tijd te onderbreken. Er is meestal geen druppelvanger (al de waternevel blijft binnen debevochtigingssectie van de LBK).

Figuur 44: soorten waterbevochtigers

76

Infrasoon bevochtiger Wervelbevochtiger

Persluchtbevochtiger (*) Hybride bevochtiger

Mattenbevochtiger Pakketbevochtiger

Ultrasoon bevochtiger

Bron: Schilt & van Wijnen (1998), behalve (*): Armstrong (s.d.)

Wat betreft energiegebruik zijn de volgende aspecten van belang:

- Bij waterbevochtigers treedt een adiabatisch koeleffect op, waardoor men de lucht extra voor- of na-moet verwarmen. Infrasoon, wervel- perslucht-, hybride en ultrasoon bevochtigers zijn redelijk totgoed regelbaar, zodat men de lucht enkel moet voorverwarmen. Matten- en pakketbevochtigersmoet men altijd voorzien van naverwarmers;

- Hoe hoger de luchtweerstand van de bevochtiger, hoe hoger het elektriciteitsgebruik door deventilator in de LBK. De ultrasoon bevochtiger heeft de laagste luchtweerstand (20 Pa), de infrasoonbevochtiger de hoogste (150 Pa). De luchtweerstand bij matten- en pakketbevochtigers varieert(van 90 tot 170 Pa);

- Hoe hoger de opvoerdruk, hoe hoger het elektriciteitsgebruik. De benodigde opvoerdruk is hetlaagst bij de pakketbevochtiger, en het hoogst bij de infrasoon bevochtiger.

Waterbevochtigers worden niet alleen weinig maar ook steeds minder en minder toegepast, uit angstvoor bacterie- en schimmelvorming door de aanwezigheid van open waterreservoirs en natte filters.

77

7.2.2. Stoombevochtiging

Men brengt bijna altijd de stoom in de lucht d.m.v. een stoomlans of stoomverdeelpijp, een buis meteen of meerdere gaatjes waardoor de stoom in de lucht wordt geblazen. Er is een voorziening om decondens in de stoomlans af te voeren.

De stoombevochtigers (“steam humidifiers”; “vaporizers”) deelt men vooral in op basis van de manierwaarop de stoom wordt opgewekt en verdeeld, met name:

- elektrische boiler met elektroden. Een elektrische stroom in het (behandeld leiding)water tussenelektroden (aangesloten op wisselspanning) wekt warmte op dat het water omzet in stoom. Menregelt de capaciteit hetzij door aan/uit-regeling van de spanning over de elektroden; hetzij doorvermogensregeling; hetzij door het waterniveau in het reservoir te variëren;

- elektrische boiler met verwarmingselement. Een verwarmingselement (elektrische weerstand) ineen reservoir zet (leiding- of osmose)water om in stoom. Men regelt de capaciteit door elektronischesturing van het verwarmingselement;

- stoomketel. Een decentrale gasgestookte ketel wekt stoom op enkel t.b.v. luchtbevochtiging; eencentraal opgestelde stoomketel wekt ook en vooral stoom op voor andere stoomvragers (bv koken,of sterilisatie in ziekenhuizen). De benodigde druk voor bevochtiging is 0,5 bar. Condens in destoomlans of in het distributienet voert men ofwel terug ofwel af naar de riool. Een regelknep regeltde toe te voeren hoeveelheid stoom in de LBK.

Wat betreft energiegebruik zijn de volgende aspecten van belang:

- de elektrische boilers hebben weinig leiding – en stilstandsverliezen, maar men wekt de stoomelektrisch op (hoog primair energiegebruik);

- Centraal opgestelde stoomketels met distributienetten kennen stilstands-, condensaat- enleidingverliezen. Men moet bovendien de stoomdruk reduceren tot 0,5 bar, wat energieverliezen metzich meebrengt. Decentraal opgestelde stoomketels enkel voor luchtbevochtiging zijn voor kleinereschaalgrootten een alternatief.

In vergelijking met waterbevochtigers geven stoombevochtigers minder kans op bacterie- enschimmelgroei. Ze zijn goed regelbaar en hebben geen naverwarming nodig. De investeringskostenzijn lager.

7.3. Energiegebruik voor bevochtiging

Het EPB-besluit houdt voor de berekening van het E-peil van een utiliteitsgebouw rekening met het(eventueel) energiegebruik voor de bevochtiging van de buitenluchttoevoer in het ventilatiesysteem.

De netto energiebehoefte voor bevochtiging is afhankelijk van:

- het ontwerpdebiet [m³/h] aan binnenkomende lucht doorheen het bevochtigingstoestel;

- het type “bevochtigingstoestel” speciaal geschikt voor transport van vocht vanuit afvoerlucht naartoevoerlucht. Men kijkt feitelijk naar het type “warmteleverancier” voor het bevochtigingstoestel,bijvoorbeeld plaatselijke elektrische weerstandsverwarming of plaatselijke warmte-opwekking metaardgas als brandstof (bijvoorbeeld bij stoombevochtigers met stoomketel).

De bruto energiebehoefte voor bevochtiging stelt men gelijk aan de netto energiebehoefte. Men houdtm.a.w. geen rekening met eventuele verliezen bij warmtetransport, of nog, het systeemrendement isbij veronderstelling steeds gelijk aan 1.

Voor het berekenen van het finaal of eindenergiegebruik voor bevochtiging behandelt men hetopwekkingsrendement van (de warmteleverancier van) het “bevochtigingstoestel” op dezelfde wijzeals het opwekkingsrendement van de warmte-opwekkers voor ruimteverwarming.

78

8. Verlichting

8.1. Het waarom van verlichting

Licht is dat deel van het gehele spectrum van elektromagnetische straling dat het menselijk oog waarkan nemen, met name elektromagnetische straling met een golflengte tussen de 360 en 830 nm. Dekegeltjes die ons toelaten (overdag) in kleur te zien (“photopisch zicht”) hebben een maximalegevoeligheid in het geel-groen met een golflengte van 555 nm; de staafjes die ons toelaten (’s nachts)in grijswaarden te zien (“scotopisch zich”) hebben een maximale gevoeligheid in het groen met eengolflengte van 507 nm.

Figuur 45: het zichtbaar deel van het elektromagnetisch spectrum

Bron: Zumtobel Staff, The Lighting Handbook (2004).

Mensen hebben licht niet enkel nodig om te kunnen zien, maar ook voor hun ‘welbevinden’, en voor(een gevoel van) veiligheid.

Studies tonen o.a. aan dat de hoeveelheid kunst- of daglicht en de controle die kantoorwerkersdaarover hebben een belangrijke rol spelen bij de (door henzelf beoordeelde) arbeidsproductiviteit; ofdat leerlingen in met daglicht verlichte lokalen beter presteren dan hun generatiegenoten in scholenwaar de lokalen vooral met kunstlicht zijn verlicht; of nog dat het aanbrengen van daklichten inwinkelruimten de verkoop doet toenemen, ongeacht de koopwaar.

8.1.1. Verlichtingsbehoefte

De behoefte aan (kunst)verlichting is sterk afhankelijk van:

- het verzekeren van een goede kleurwaarneming;

- het voorkomen van verblinding, hetzij helder licht dat recht in de ogen schijnt (“direct | discomfortglare”), hetzij reflecties via reflecterende oppervlakken (“reflected glare”, “disability glare”, “veilingreflections”);

79

- de gemiddelde verlichtingssterkte die nodig is voor de activiteiten die in de te verlichten ruimtenplaatsvinden (werkplekverlichting)

49.

We definiëren eerst enkele begrippen en eenheden.

Tabel 6: begrippen en eenheden i.v.m. verlichting

Begrip Definitie Symbool Eenheid

Lichtstroom(“luminous flux”)

de totale hoeveelheid licht, die een lichtbron pertijdseenheid uitstraalt

F Lumen(lm)

Lichtsterkte(“luminous intensity”)

de lichtstroom, die een lichtbron per eenheid vanruimtehoek in een bepaalde richting uitstraalt

I Candela(cd)

Verlichtingssterkte(“illuminance”)

het totaal aantal lumen dat pereenheidsoppervlak op een referentievlak valt

E Lux(lx)

Lichtrendement(“luminous efficiency”)

de lichtstroom per eenheid opgenomenelektrisch vermogen van de lichtbron

h -(lm/W)

Luminantie(“luminance”)

de luminantie van een lichtbron of een verlichtoppervlak drukt uit hoe sterk de indruk vanhelderheid is die het oog waarneemt

L -(cd/m²)

UGR-waarde(“Unified Glare Rate”)

een benaderd model dat de kans op verblindinguitdrukt

UGR -(-)

Kleurtemperatuur(“light colour”)

Zie kleurwaarneming TF K

Kleurweergave index(“colour renditionindex”)

Zie kleurwaarneming Ra -(%)

Daglichtfactor De verhouding tussen de verlichtingssterkte (lx)op een horizontaal vlak in de binnenruimte en deverlichtingssterkte (lx) op een onbelemmerdhorizontaal vlak buiten bij gestandaardiseerdelichtvoorwaarden buiten.

DF -(%)

De gestandaardiseerde lichtwaarden buiten drukt men uit als “standard overcast sky”.De volgende verbanden gelden:1 cd = 1 lm/sr1 lx = 1 lm/m² = (cd.sr)/m²

Het is de eenheid candela die men fysisch heeft vastgelegd, namelijk: een candela is de lichtsterkte,in een gegeven richting, van een bron die een monochromatische straling met een frequentie van 540Terahertz (golflengte ca. 555.17 nm, geelgroen licht) uitzendt en waarvan de stralingssterkte in dierichting 1/683 watt per sterradiaal (sr) is. Hieruit volgt de eenheid van lichtstroom: een lichtbron die ineen ruimtehoek van 1 sterradiaal één candela uitstraalt, heeft een lichtstroom van 1 lumen.

8.1.2. Kleurwaarneming

Een “zwart stralingslichaam” straalt als hij een bepaalde temperatuur heeft een continu lichtspectrumuit, dat bij een bepaalde frequentie een maximum vertoont. Dit maximum hangt af van de temperatuurvan de “zwarte straler”. Hoe hoger de temperatuur van het zwarte stralingslichaam, hoe hoger defrequentie (of hoe korter de golflengte) van de piek in het spectrum. Een lichtbron met een hogerestralingstemperatuur of kleurtemperatuur straalt meer zichtbaar licht uit. De zon heeft eenkleurtemperatuur van 6000 K.

Men kan de lichtkleur van een lamp nauwkeurig definiëren in termen van kleurtemperatuur. Eengloeilamp heeft een kleurtemperatuur van 2800 K. Fluorescentielampen hebben een kleurtemperatuurvan 2700 K tot 7300 K. De kleurtemperatuur bepaalt in belangrijke mate de visuele indruk van eenverlichte ruimte. Licht met een lage kleurtemperatuur maakt een warmere indruk dan licht met eenhoge kleurtemperatuur. Men onderscheidt 3 hoofdcategorieën: warm < 3.300 K; tussenliggend 3.300tot 5000 K; daglicht > 5.000.

Men stelt meestal geen (wettelijke) eisen aan de kleurtemperatuur van lichtbronnen.

49 Bij het kiezen van lampen en armaturen dient men wel rekening te houden met veroudering.

80

De kleurweergave-index is een schaal die de overeenkomst meet tussen de kleur van een objectzoals dit door het oog wordt waargenomen en die van een referentie-lichtbron. Hoe hoger het getal,hoe beter de benodigde kleurweergave. Een lichtbron met een Ra-waarde van 100 toont alle kleurenprecies zoals ze bij de referentie-lichtbron zichtbaar zijn. De kleurweergave-index wordt bepaald doorde lampkeuze (zie verlichtingsinstallaties).

8.1.3. Verblinding

De “Unified Glare Rate” of UGR is een benaderd model dat de kans op verblinding uitdrukt, en hangtaf van de volgende factoren:

- de vorm en grootte van de ruimte;

- de oppervlaktehelderheid van wanden, plafond, vloer en andere grote vlakken;

- het type armatuur en afscherming (zie verlichtingsinstallaties);

- de lampluminantie (zie verlichtingsinstallaties);

- de verdeling van armaturen over de ruimte (zie verlichtingsinstallaties);

- de positie van de waarnemer.

De berekening van de UGR is complex en tijdrovend, zodat men in de praktijk werkt metreferentiewaarden van lamp / armatuur combinaties die in combinatie met de ruimtekarakteristiek eenindicatie geven van de werkelijke UGR-waarde voor een of twee vaste waarnemerposities.

8.1.4. Werkplekverlichting

Veroudering en vervuiling verminderen de lichtopbrengst, en men moet hiermee rekening houden bijhet verlichtingsontwerp. De lichtterugval wordt bepaald door de lampuitval (zonder onmiddellijkevervanging), de lichtterugval en de vervuiling van de lampen gedurende hun levensduur, de vervuilingvan de (optische elementen van de) armaturen, en de vervuiling van de ruimte waardoor het aandeelgereflecteerd licht verminderd.

De Europese norm EN 12464-1 (2003) legt uit hoe men o.a. de verlichtingssterkte, luminantie enreflectie moet bepalen. De norm bevat tevens uitgebreide tabellen met verlichtingseisen voor veelverschillende ruimten en taken. Er is een afzonderlijke norm voor sportinfrastructuur, EN 12193.

Tabel 7: enkele voorbeelden van Europese minimum eisen i.v.m. werkplekverlichting

Em: praktijkverlichtingssterkte. de gemiddelde verlichtingssterkte op het werkvlak die minimaal behouden moet blijven..UGRL: UGR-waarde. de limiet voor directe verblinding.Ra: kleurweergave-index.

Bron: NEN-EN 12464

81

Er gelden minimumwaarden voor algemene ruimten: een praktijkverlichtingsterkte van 200 lux opplaatsen waar mensen continu aanwezig zijn, en 20 % voor plaatsen die incidenteel worden betreden.

8.2. Bouwtechnologische kenmerken en omgevingsfactoren

Daglicht heeft een positief effect op de omgevingsbeleving van gebruikers, waarbij zowel dedaglichtsterkte, de gelijkmatige lichtverdeling (lichtspreiding), het voorkomen van verblinding, debeheersing van direct zonlicht en het zicht naar buiten van belang zijn.

Daglicht treedt binnen via de transparante delen v/d gebouwschil. De daglichttoetreding hangt af vanomgevingsfactoren, het ontwerp van het gebouw (daglichtopening) de keuze van het type beglazingen zonwering, en van het (eventueel) gebruik van daglichtsystemen.

8.2.1.1. Omgevingsfactoren

Factoren in de binnenomgeving zijn o.m. de diepte van de verblijfsplek t.o.v. het raam, en een heldereof lichtkleurige afwerking van de wanden.

Factoren in de buitenomgeving zijn o.m. nabijgelegen bebouwing (belemmering van direct zonlicht endaglicht, of verblinding door reflectie van direct zonlicht in een tegenover gelegen gevel),hoogteverschillen in het landschap, bomen als natuurlijke zonregeling (zonwering in de zomer door debebladerde kruin), de reflectie van daglicht op bijvoorbeeld water (vijver) of wit grind in de omgevingvan het gebouw die voor extra daglichttoetreding in het gebouw kan zorgen, enz.

8.2.1.2. Ontwerp van het gebouw

Van belang bij het ontwerpen van het gebouw zijn:

- het soort daglichtopening, bv ramen in gevels, daklichten, serres, atria, ...;

- het aantal en de grootte van de daglichtopeningen, bv als percentage van het geveloppervlak;

- de positionering van de daglichtopening. “Zijlicht” is natuurlijk licht dat “van opzij schijnend” wordtervaren, zoals bij verticale of schuine gevelramen. “Bovenlicht” is natuurlijk licht dat “van bovenafschijnend” wordt ervaren, zoals bij lichtkoepels, lichtstraten, sheddaken (zaagdaken) enlantaarnconstructies (transparante opstanden met een dichte overkapping) – maar niet hetbovenraam van een zijlicht. Bovenlicht heeft een hoger daglichtrendement in vergelijking met zijlicht;

- de oriëntatie van de daglichtopening; noord (zonregeling niet nodig); zuid (eenvoudige zonregelingdoor steile zonnestand); west/oost (moeilijke zonregeling door lage zoninstraling);

- structurele beschaduwing (bijvoorbeeld oversteek), …

Figuur 46: enkele vormen van bovenlichten

A=lichtbeuk; B=lantaarnconstructie.; C=sheddak of zaagdak.

Bron: New Buildings Institute (2003).

8.2.1.3. Beglazing en zonwering

Type beglazing en zonwering vormen één systeem.

82

Figuur 47: het gebruik van prismatisch glas om de daglichttoetreding te verbeteren

Bron: Platts

Wat betreft type beglazing kan men kiezen tussen :

- het gebruik van helder glas, in combinatie met een lichtkleurige (buiten)zonwering. Dit is vooralgeschikt voor ondiepe werkplekken ;

- het gebruik van selectieve beglazing, bv. glas met 70% lichttransmissie en 35% energetischetransmissie. Men kan selectieve beglazing eventueel combineren met binnenzonwering ;

- het gebruik van speciale beglazing, bv prismatisch glas of holografisch glas. Dit is vooral geschiktvoor diepe werkplekken. Zie ook daglichtsystemen.

Wat betreft beweegbare zonwering spelen de volgende factoren een rol :

- de keuze tussen binnen- of buitenzonwering. Om de koellast te verminderen is buitenzonweringideaal. We verwijzen naar het hoofdstuk over (ruimte)koeling. Men kan lichtschermen aan debinnenzijde gebruiken, om hinderlijke reflecties in schermen of om ‘glare’ (te hoge contrasten tussenlicht en donker) te vermijden.;

- de kleur van de zonwering, met een voorkeur voor heldere kleuren;

- de regeling van de zonwering. Men kan kiezen tussen manuele regeling, op basis van de individuelebehoefte; of automatische regeling, op basis van lichtmeting op de gevel of eventueel op basis vande temperatuur. Automatische zonwering die als lichtwering dient moet men ook manueel kunnenbedienen ;

- het visueel contact met de natuurlijke omgeving (zicht naar buiten). Men kan kiezen voorlamellenzonwering, zonnetenten (uitvalschermen) of transparante screens. Bij zuidelijke oriëntatiekiest men best voor horizontale lamellen, bij andere oriëntaties voor verticale lamellen. Zonnetentengeven soms maar een gedeeltelijke beschaduwing ;

De lichttransmissie of lichtdoorlaat tv (voorheen LTA) van beglazing is de verhouding [fractie of in %]tussen de hoeveelheid door de beglazing doorgelaten licht en de hoeveelheid licht die op het glas valt,uitgedrukt door de lichtcoëfficiënt CIE D 6S, waarvan de spectrale dichtheid varieert van 380 nm tot780 nm.

8.2.1.4. Daglichtsystemen

Een daglichtsysteem is een specifieke aanpassing aan een daglichtopening die de daglichttoetredingen/of –verdeling van het binnenkomende daglicht in de ruimte beïnvloedt.

We onderscheiden:

- lichtplank (“light shelf”): een vlak of gekromd spiegelend element in combinatie met een (diffuus)mat afgewerkt plafond, dat men extern, intern of halverwege aan de onderzijde van een bovenraamplaatst. Een lichtplank heeft een dubbele functie: het weerkaatsen van licht naar het plafondwaardoor het licht vervolgens verder het vertrek in wordt weerkaatst; en het weren van direct lichtnabij de gevelzone;

83

- spiegellamellen: vaste of beweegbare horizontale of verticale spiegellamellen die niet enkel eenzonwerende maar ook een daglichtregelende functie hebben. De spiegelende uitvoering van de

lamellen zorgen dat het licht dieper het vertrek in wordt weerkaatst, afhankelijk van het materiaal, deplaatsing, de stand (hoek) en het oppervlakte van de lamellen;

- prismasysteem: een of meer panelen voorzien van een vertande structuur (of een ander profiel meteen speciale vorm) die ofwel een gerichte toetreding van direct zonlicht en diffuus licht tot doelhebben (“lichtsturende systemen”): ofwel direct zonlicht reflecteren en diffuus licht sturen(“zonlichtwerende systemen”). Lichtstraling wordt van richting veranderd en kan d.m.v. eenreflecterend plafond diffuus de achterliggende ruimte in worden gereflecteerd;

- translucente isolatiematerialen (TIM): materialen (zoals ‘honeycombs’50 en ‘aerogels’

51) die goede

isolerende eigenschappen combineren met lichtdoorlatende eigenschappen, en die men in despouw van glaspanelen toepast om het daglicht te breken en te reflecteren;

- anidolische daglichtsystemen: reflectoren concentreren hemellicht om het via een afgeslotengeleider verder in de ruimte te brengen. Men kan door de stand van de reflectoren de concentratiezo sturen dat deze alleen bij bepaalde zonnestanden licht transporteert. Een anidolisch systeemreflecteert zowel diffuse als directe lichtstraling en zorgt behalve voor lichttransport ook voor eenbeter lichtcomfort door een betere spreiding. Men onderscheidt de ‘anidolische zenitale opening’(AZO) voor toepassing als daklicht, en het ‘anidolisch plafond’ voor toepassing in de gebouwgevel;

- lichtkoker: koker of cilinder met een reflecterende uitvoering van de binnenzijde zodat men licht overeen bepaalde afstand kan transporteren door het vele malen te reflecteren;

- heliostaat: meerdere (computergestuurde) spiegels reflecteren het zonlicht naar plekken die andersvoor daglicht onbereikbaar zijn (vergelijkbaar met een periscoop);

- holografische optische elementen (“holografic optical element”; HOE): hologrammen die directestraling kunnen ombuigen, bundelen of verspreiden met behoud van zicht en licht. Een holografischelement zorgt dat zonlicht dat onder een bepaalde hoek op het glas valt wordt gereflecteerd terwijllicht onder een andere hoek wordt doorgelaten;

- elektrochrome beglazing (“smart windows”): meerlagige “slimme” beglazing die een variabeleregeling van zon (warmte)- en lichttoetreding (ZTA en LTA) mogelijk maakt.

Figuur 48: voorbeelden van daglichtsystemen

Lichtplank Spiegellamellen Prismasysteem

TIM Anidolisch plafond HOE

Bron: IEA, 2000.

Daglichtsystemen kunnen, in combinatie met daglichtafhankelijke regelen schakelsystemen,besparen op het elektriciteitsgebruik voor verlichting. Welk daglichtsysteem het beste is hangt o.a. vanhet gebouwontwerp en van de wensen van de gebruikers (Novem, 1997).

50 Een gestapelde structuur van buisjes loodrecht op de ruit geplaatst. De doorsnede van de buisjes heeft een honingraatvorm.51 Een poreuze vaste stof bestaande uit lucht ingesloten door silica-draden.

84

8.3. Verlichtingsinstallaties

Een verlichtingstoestel bestaat uit een lichtbron (lamp), voorschakelapparatuur (bijgasontladingslampen), een armatuur (behuizing of “lichtbak”), een schakelen regelingsmiddel, eneen aansluiting met bekabeling. De manier waarop het verlichtingstoestel in de ruimte is aangebrachtis ook van belang.

8.3.1. De lichtbron

De lichtbron in een verlichtingstoestel is één of meer lampen. Factoren i.v.m. de lichtbron zijn hetlichtrendement en de verouderingsfactor; de levensduur, de kleurweergaven en de kleur van het lichtvan de lamp.

Tabel 8: kenmerken van verschillende soorten lampen

Bron: WTCB (2001).

- het lichtrendement: het lichtrendement is sterk afhankelijk van de lamptechnologie : van 8 à 15 lm/Wvoor gloeilampen; tot 100 lm/W voor gasontladingslampen, en nog hogere waarden voor LED’s (zietabel) ;

- de verouderingsfactor: de lichtopbrengst neemt na verloop van tijd af door het rendementsverliesvan de lamp zelf ; en door vervuiling van buitenaf (stof en vetlaagjes). Om rekening te houden metde verouderingsfactor neemt men vaak hogere startwaarden voor het te installeren elektrischvermogen, tot 10 % of meer. Onderhoud is belangrijk om vervuiling te voorkomen;

- de levensduur : de levensduur is sterk afhankelijk van de lamptechnologie, van een 1 000 tal uurvoor gloeilampen ; 10 000 à 16 000 uur voor TL-lampen ; tot 100 000 uur voor LED’s;

- de kleurweergave en de kleur van het licht van de lamp : de kleurwaargave-index van een gloeilampis (per definitie) 100.

85

8.3.2. De armatuur (“luminaire”)

De functies van een armatuur zijn o.m. de ophanging van de lamp(en), het bundelen en afschermenvan het licht en het richten van de lichtbundel, het beschermen van de lamp, het afvoeren van dewarmte, en het bevestigen van componenten voor de voorziening van elektrische energie. Van belangzijn vooral :

- de reflector of spiegeloptiek : klassieke armaturen zoals naakte armaturen (open behuizing) ofdiffuserende kappen zijn weinig efficiënt. Efficiënte armaturen gebruiken als reflector goedweerkaatsend aluminium met een uitgekiende vormgeving, om het uitgestraalde licht optimaal naarde verblijfs- of werkplek te leiden ;

- een lamellenrooster (raster van lamellen) of een lens : deze moeten verblinding of weerkaatsing opschermen voorkomen ;

- de kap (optioneel): een kap zorgt voor mechanische bescherming van de lampen en beschermt delichttechnisch efficiënte systeemcomponenten tegen stof, zodat de onderhoudsintervallen langerworden.

De armatuur52 bepaalt welk ‘soort licht’ wordt uitgestraald: diffuus licht, direct licht, indirect licht, of

gemengd (direct / indirect) licht.

Figuur 49: armatuur en spreiding van het licht – directe versus indirecte verlichting

Bron:The Air Force Center for Environmental Excellence (www.afcee.brooks.af.mil)

8.3.3. De voorschakelapparatuur (VSA)

Voorschakelapparatuur (VSA) bij gasontladingslampen bestaat uit een starter en een ballast. Destarter verwarmt de elektroden m.b.v. een ontstekingspanning (tot meer dan 1 000 V), om hetvrijkomen van elektronen op gang te brengen. De ballast stabiliseert de elektronenstroom door eenbeperkte hoeveelheid spanning (de brandspanning) van enige tientallen V naar de lamp aan teleggen.

Men onderscheidt :

- de elektromagnetische VSA : deze ‘klassieke’ VSA heeft als nadelen dat de lamp niet onmiddellijkop volle kracht werkt, dat de lamp zoemt, en dat het licht ‘trilt’ (stroboscopisch effect) ;

52 Er zijn ook lampen voorzien van een spiegelreflector die het licht bundelen en in 1 bepaalde richting sturen.

86

- de elektronische of hoogfrequente VSA : deze hebben niet de nadelen van de klassieke VSA, enhebben als bijkomende voordelen dat de levensduur van de lamp toeneemt, dat het energiegebruikvan de combinatie lamp-VSA tot 20 % lager is, en dat er minder stroompieken zijn.

8.3.4. De regeling

De regeling is het systeem waarmee men de verlichting en de verlichtingssterkte kan afstemmen opde verlichtingsbehoeften. Het beïnvloeden van het aantal branduren en / of opgenomen vermogen kanhet elektriciteitsgebruik door verlichting sterk reduceren.

Men onderscheid wat betreft regeling:

- centraal aan / uit: een systeem waarbij de verlichting in een gebouw of een gedeelte van eengebouw alleen centraal kan worden aan- en uitgeschakeld ;

- veegpulsschakeling: een systeem waarbij de verlichting in een gebouw of een gedeelte van eengebouw centraal op gezette tijden gedurende de werkdag automatisch kan worden uitgeschakeld ;

- vertrekschakeling of handmatig bediend aan / uit: een door gebruikers te bedienen (i.e. manuele)schakeling in een ruimte (‘vertrek’), die de verlichting in het betreffende ruimte schakelt;

- daglichtschakeling of daglichtregeling: Een schakeling of regeling die, zodra het verlichtingsniveau(daglicht + kunstlicht) een bepaalde (vooraf) ingestelde grenswaarde overschrijdt, het kunstlicht indaglichtzones centraal of per gevel of per toestel, geheel of gedeeltelijk uitschakelt(daglichtschakeling); of in stappen of traploos dimt tot de ingestelde waarde (daglichtregeling) ;

- aanwezigheidsdetectie aan / uit: een systeem dat detecteert of personen in een ruimte aanwezigzijn, en bij aanwezigheid de verlichting automatisch aanschakelt. Bij afwezigheid schakelt hetsysteem na een bepaalde periode (de ‘vertragingstijd’ of ‘afvaltijd’) het licht automatisch weer uit ;

- handmatig aan | afwezigheidsdetectie uit: een door gebruikers te bedienen (i.e. manuele)schakeling in een ruimte, in combinatie met een systeem dat afwezigheid detecteert en met enigevertraging de verlichting automatisch uitschakelt of dimt (bv voor trappenhuizen).

Men gebruikt voor de aanwezigheidsdetectie (een combinatie van) de volgende sensoren:

- Infrarood sensor: een infraroodsensor reageert op veranderingen van het warmtepatroon. Desensor registreert elke menselijke beweging binnen het bereik van de sensor;

- Ultrasoon sensor: een ultrasoon sensor zendt continu geluidsgolven uit die door de objecten in deruimte worden gereflecteerd, en detecteert a.d.h.v. de ontvangen geluidsgolven beweging m.b.v. hetDoppler effect;

- Akoestische sensor: de akoestische sensor reageert op geluid, boven een bepaald geluidsniveau.

Figuur 50: verschillende sensoren voor aanwezigheidsdetectie

Bron: Santa Monica Green Building Program

Factoren bij daglichtafhankelijke verlichting (DAV) en aanwezigheidsdetectie (AWD) zijn devertragingstijd (de tijdsduur tussen de daglichtverandering en de reactie van de kunstverlichting; of detijdsduur tussen de laatste aanwezigheidswaarneming en het doven van het licht); het detectieveld, ende gevoeligheid.

Men gebruikt meestal een combinatie van regeling, bv handmatig aan / uit in een ruimte,gecombineerd met een veegpulsschakeling voor heel het gebouw. Men kan ook DAV en AWD met

87

elkaar combineren. Het exact uitrekenen van de mogelijke energiebesparingen met DAV en/of AWD iszeer moeilijk, omdat vele factoren een rol spelen, o.a. merk en type verlichting, instelling van deregelapparatuur en de sensoren, het soort ruimte en de wijze van gebruik, het type gebruiker, hetmoment van installatie, de toename van comfort en arbeidsproductiviteit, de betere uitstraling, en inhet geval van DAV een aantal bouwkundige aspecten omtrent daglichttoetreding (Isso, 2004).

8.3.5. De opstelling van de verlichting

De opstelling van de verlichting tot slot heeft een invloed op het totaal lichtrendement van deverlichtingstoestelen. Mogelijke opstellingen in een kantooromgeving zijn :

- Directe verlichting: Directe verlichting bestaat uit ofwel plafondverlichting; ofwel werkplekverlichting ;ofwel een combinatie van een beperkte algemene plafondverlichting (300 lx), gecombineerd meteen (individueel controleerbare) taakverlichting per werkplek ;

- Indirecte verlichting: om het “keldereffect” van directe verlichting tegen te gaan kan men indirectverlichten via wit aangeklede wanden en plafond. Bij indirecte verlichting is meer vermogen nodigom – c.p. – dezelfde verlichtingssterkte op de werkplek te verkrijgen;

- Indirecte verlichting, gecombineerd met werkplekverlichting.

Figuur 51: mogelijke werkplekverlichting in een kantoor

Bron: Isso (2004)

8.4. Energiegebruik voor kunstmatige verlichting

Men zou schematisch het energiegebruik voor kunstmatige verlichting kunnen bepalen m.b.v. eenboomdiagram.

Het verlichtingsniveau als een veelvoud van de verlichtingssterkte [100 lux] in de ruimte(n) hebben webesproken in het hoofdstuk over verlichtingsbehoeften. De energie-efficiëntie of het verlichtings-rendement

53 van de aanwezige verlichtingsinstallatie drukken we uit als het benodigd specifek

53 Niet te verwarren met het lichtrendement van een lamp, dat gelijk is aan de lichtstroom [lumen] gedeeld door het toegevoerd vermogen

[W].

88

vermogen om 100 lux te realiseren [(W/m²)/100 lux]. Het product van beide geeft het totaalgeïnstalleerd (specifek) elektrisch vermogen voor kunstmatige verlichting [in W/m²].

Het maximum aantal branduren (overdag, ’s avond en ’s nachts) [uren/jaar] – welke afhangt van degebruiksfunctie van de ruimte(n) – vermenigvuldigd met een reductiefactor [%] als maat voor de(vraaggestuurde) regeling van de kunstmatige verlichting, geeft als resultaat het jaarlijkse effectiefaantal branduren [uren/jaar].

Het product van beide termen (x 1 000), geeft het jaarlijkse (specifieke) energiegebruik [kWh/m²] voorkunstmatige verlichting.

Figuur 52: Figuur: boomdiagram voor het bepalen van het energiegebruik voor kunstlicht

jaarlijks energiegebruik

verlichting

[kWh/m²]

effectief aantal

branduren

[uren/jaar]

geïnstalleerd

verlichtingsvermogen

[W/m²]

rendement

verlichtingsinstallatie

[(W/m²)/100 lux]

maximum aantal

branduren

[uren/jaar]

verlichtingsniveau

x 100 lux

reductiefactor

regeling

[%]

X 1000

X X

Bron: op basis van Bordass W et al. (2001)

Het EPB-besluit voorziet 2 mogelijkheden om het hulpenergiegebruik voor kunstmatige verlichting tebepalen: op basis van een forfaitaire waarde of op basis van het geïnstalleerd vermogen. Deforfaitaire waarde bedraagt 20 W/m² om 500 lux te realiseren, wat vrij hoog is en het erg moeilijkmaakt om in een utiliteitsgebouw nog aan de E-peil eisen te voldoen

54. De tweede

berekeningsmethode hangt o.m. af van het aantal lampen, de lichtstroom [lumen] per lamp in dearmatuur, drie getallen (.N2, .N4 en .N5) uit de CIE “fluxcode”

55 van de armatuur, het vermogen [W]

van de armatuur, de instelbaarheid van de verlichtingssterkte, en reductiefactoren voor het typeschakeling en het type regeling. De berekening is tamelijk complex, en we verwijzen dan ook naar debetreffende tekst van het besluit.

Het parasitair gebruik van een verlichtingsinstallatie is het elektriciteitsgebruik door schakelaars,regelsystemen, sensoren, stand-by van de armaturen (wachtstand ’s nachts), ... De vermogens zijnklein, maar de gebruiksduur kan het hele jaar door (8 760 uren) zijn. Het mee opnemen van hetparasitair gebruik is voorzien in het EPB-besluit, maar nog niet geïmplementeerd bij gebrek aanervaring.

8.5. Maatregelen voor het beperken van het energiegebruik voor

verlichting

Algemeen gelden de volgende principes:

- verlaag het aantal branduren door optimaal gebruik te maken van daglicht (daglichtoptimalisatie);

- verlaag het aantal branduren door een geschikte schakeling / regeling;

54 Voor efficiënte verlichting in kantoren volstaat 2 W/m².100 lux. Dit kan men nog verder verlagen door AWD en/of DAV.55 De fluxcode van een armatuur bestaat uit 5 getallen. De betekenis van deze getallen is nogal gespecialiseerd, en een beschrijving ervan valtbuiten het bestek van dit rapport. De CIE flux code is gedefinieerd in CIE publicatie n° 52 (1982) en is identiek aan de recentere CEN flux

code (EN 13032-2:A-2004). De code is nog niet courant terug te vinden in de catalogi van leveranciers van armaturen.

89

- verlaag het geïnstalleerd vermogen door de juiste keuze van lampen en armaturen; en door dejuiste opstelling van de toestellen (verlichtingssysteem).

8.5.1. Daglichtoptimalisatie

Daglichtoptimalisatie vermindert het energiegebruik, zowel rechtstreeks (minder verlichting) alsonrechtstreeks (minder koellast want minder interne warmteproductie door verlichting).

Men moet wel trachten oververhitting te voorkomen, want dat leidt tot actieve koeling en meerenergiegebruik. Men kan oververhitting voorkomen m.b.v. aangepaste beglazing en zonwering (ziehet hoofdstuk over ruimtekoeling).

8.5.2. Lichtregeling

Men moet zorgen voor een zo laag mogelijk aantal branduren, door:

- een mentaliteitsverandering (vaker verlichting manueel in- en uitschakelen);

- het regelbaar instellen van de verlichting per werkplek;

- het plaatsen van goede lichtregel- en schakelsystemen, die bij voorkeur de verlichting automatischin- en uitschakelen of regelen;

- het plaatsen van daglichtafhankelijke verlichtingsregeling (DAV), in combinatie met meerdaglichttoetreding.

8.5.3. Verlichtingsinstallaties

Men moet zorgen voor een zo laag mogelijk geïnstalleerd vermogen, door de volgende regels in achtte nemen (Novem brochure Dat licht zo! DV1-SO2.81 94.06):

- Verlichtingsniveau: onderzoek hoe men met (een combinatie van) plafond-, werkplek enaccentverlichting de juiste hoeveelheid licht op de juiste plaats kan brengen, met zo weinig mogelijkgeïnstalleerd vermogen;

- lampen en VSA: selecteer lampen op basis van gebruiksfunctie, lichtkleur en kleurweergave; enkies vervolgens de lamp met het hoogste lichtrendement (lumen/Watt verhouding). Selecteer bijvoorkeur gasontladingslampen met elektronische VSA;

- armaturen: selecteer armaturen op basis van lichtverdeling en bescherming tegen verblinding; enkies dan het armatuur met het hoogste verlichtingsrendement.

That’s it folks !

90

9. Referenties

A.R.C.A.D.I.A.: MED-PRO Technical Documentation version 1.0, Grenoble-La Tronche, s.d.

Aebischer B., Balmer M.A., Kinney S., Le Strat P., Shibata Y., Varone F.: High Performance Commercial BuildingSystems Energy efficiency indicators for high electric-load buildings, ECEEE 2003 Summer Study, Proceedings,

St. Raphaël, Côte d'Azur, France, 2-7 June 2003.

Aernouts K. en I. Moorkens, Energy Consumption in the services sector in Flanders 1996, confidential, Vitorapport 1998/PPE/R/153, Mol, 1998 (*)

Alsema E.A. and Nieuwlaar E.: ICARUS-4 A Database of Energy-Efficiency Measures for the Netherlands, 1995-2020, Final Report, Report prepared for the Utrecht Centre for Energy Research (UCE) as a port of project nr.EB/99044645, contracted by: Netherlands Ministry of Economic Affairs Netherlands Ministry of Housing, SpatialPlanning and Environment, Ecofys Energy and Environment, Report nr. NWS-E-2001-21, UCE (Utrecht Centrefor Energy Research), September 2001.

ANRE: Energie besparen in de HORECA Tips en mogelijkheden voor rationeel energiegebruik op een rijtje,Ministerie van de Vlaamse Gemeenschap, Afdeling Natuurlijke Rijkdommen en Energie, Brussel, 2003.

ANRE: EU-GreenLight-programma Betere verlichting met minder energie, Ministerie van de VlaamseGemeenschap, Afdeling Natuurlijke Rijkdommen en Energie, samen met Novem, Brussel, oktober 2003.

ANRE: de zonneboiler, Ministerie van de Vlaamse Gemeenschap, Afdeling Natuurlijke Rijkdommen en Energie,samen met ODE Vlaanderen, Brussel, 1999.

ASHRAE: Handbook of Fundamentals, Atlanta, 2001.

Aton: Grote zonneboilersystemen voor ziekenhuizen, bejaardenhuizen, hotels, landbouw en veeteelt, folder,Veenoord, januari 2002.

Beccali M., Mazzarella L. and Motta M.: Simplified Models for Building Cooling Energy Requirement, paperpresented at the Seventh International IBPSA Conference, Rio de Janeiro, Brazil, August 13-15, 2001.

Beeldman, M., Kaan H.F., Römer J.C. en Boonekamp P.G.M.: SAVE-module utiliteitsbouw: de modellering vanenergieverbruiksontwikkelingen, ECN-1-94-045, Petten, 1995.

Belgische baksteenfederatie: Muren uit baksteenmetselwerk, bepaling van de thermische isolatie, brochure,Brussel, s.d.

Bellens G.: Naar een verhoogd thermisch comfort, in: Wonen met de Natuur, nr. 33, 2005.

BIM-IGBE: Energieontwerp van een tertiair gebouw. Ontwerp en renovatie van een tertiair gebouw, De energie+-bestekken, Brussel, versie juni 2005.

Blok K, Chang M., Graus W. En Joosen S.: Mogelijkheden voor versnelling van energiebesparing in Nederland,ECS05021, ECOFYS, 21 juni 2005.

BLOSO (Commissariaat-generaal voor de Bevordering van de Lichamelijke Ontwikkeling, de Sport en deOpenluchtcreatie), Aanwezige sportaccomodatie, 2000.

Bordass W., Cohen R., Standeven M. and Leaman A.: Assessing building performance in use 3: Energyperformance of the Probe buildings, Building Research and Information 29 (2), pp. 114-128.

Bouten E. en Sonnemans E.: Monitoring EPN kantoren Eindconcept deel 1, Damen consultants, in opdracht van

Novem, s.l., 22 februari 2001.

Bremmers P., Veltman A.T., Fernhout J.T.: Energieverbruik in openbare verlichting en verkeersregelinstallaties,Eindrapport openbare verlichting, ECN-C—00-095, ECN, October 2000.

Buck Consultants International, Ruimtelijk-economische aspecten kantoren en kantoorachtigen Vlaanderen, Inopdracht van: Ministerie van de Vlaamse Gemeenschap, Departement Leefmilieu en Infrastructuur, AdministratieRuimtelijke Ordening, Huisvesting en Monumenten & Landschappen, Afdeling Ruimtelijke Planning, Nijmegen,april 2001.

CADDET: Saving energy with Energy Efficiency in Hospitals, Maxi Brochure 05, Centre for the Analysis and

Disseminiation of Demonstrated Energy Technologies (CADDET), Sittard, 1997.

Capros P.: The PRIMES Energy System Model Reference Manual, National Technical University of Athens(NTUA), Athens, s.d.

91

Cauberg J.J.M., van der Aa A., de Gidsing W.F.: Hybrid Ventilation – An Integral Solution for Ventilation, Healthand Energy, TU-Delft, Faculty of Civil Engineering and Geoscience, 2001.

de Boer B.J., Kaan H.F., Jong M.J.M., Koene F.G.H. en Strootman K.J.: De optimale PZE-woning,Literatuurstudie, Conceptontwikkeling & Voorlopig Ontwerp, ECN-C--03-002, ECN, april 2003.

Decysis: EPB-software, Werking software, Handleiding bij versie 1.0, s.l., februari 2006.

De Deene F., Loncke K., Martens A., Daems T., Energiegebruik en energiebesparingspotentieel in de basis- ensecundaire scholen in vlaanderen, Vito, Mol, Maart 2001.

De Deene F., Martens A., Energiegebruik en energiebesparingspotentieel bij de overdekte zwembaden inVlaanderen, Vito, Mol, Augusturs 2002.

De Groote W., Chys H., De Jonghe L. en Verbruggen A.: De energievraag en de –besparingsmogelijkheden in detertiaire sector in België 1992 – 2003, Studie uitgevoerd in opdracht van Electrabel NV, STEM vzw, Antwerpen,juli 1994.

Desmedt J., Martens A., Uitwerking van de methodologie voor de bepaling van het energiebesparingspotentieel inde handel en de horeca, en toepassing op een supermarktketen, Vito, Mol, Oktober 2000.

D’Hanis C. & Lassoie L.: Schrijnwerk en beglazing : een modelpaar ?, in: WTCB-Contact, nr. 9, 1, 2006.

Dusseldorp A., van Bruggen M., Douwes J., Janssen P.J.C.M. en Kelfkens G.: Gezondheidkundigeadvieswaarden binnenmilieu, RIVM rapport 609021029/2004, RIVM, Bilthoven, 2004.

Carbon Trust: Energy Consumption Guide, London:

ECG019 Energy use in offices, december 2000, minor revisions march 2003;

ECG036 Energy Efficiency in Hotels: A Guide for Owners and Managers, printed 1993, reprinted 1997;

ECG054 Energy efficiency in further and higher education – costeffective low energy buildings, february1997;

ECG072 Energy consumption in hospitals, june 1996;

ECG073 Saving energy in schools. A guide for headteachers; governors; premises managers and schoolenergy managers, november 1998;

ECG075 Energy use in Ministry of Defence establishments, september 1999;

ECG078 Energy use in sports and recreation buildings, september 2001;

ECG082 Energy use in Court Buildings, september 2002;

ECG084 Energy use in Prisons, february 2004;

ECG087 Energy use in Local Authority Buildings, september 2004.

Electrabel: Sanitair warmwaterproductie in de tertiaire sector en industrie, brochure, Brussel, september 2003.

Elzenga H. en Ros J.: MEI-Energie: RIVM’s energiebesparingsmodel, in: Kwartaalschrift Economie, Jrg. 1, 2004,pp. 168-189.

Elzenga H.E., Wesselink L.G., Ros J.P.M., Engelen R.F.J.M., Booij H., Blok K. en de Groot H.L.F.: ModelEffectiviteit Instrumenten – Energie Mechanismen, data en validatie, RIVM rapport 550000001/2003, RIVM,Bilthoven, 2003.

Energie-Cités: The guide to Sustainable energy technologies for schools New solutions in energy utilisation, withthe support of the European Commission Directorate-General for Energy and Transport, Besançon, July 2000.

European Communities: Ventilation, Good Indoor Air Quality and Rational Use of Energy, European CollaborativeAction, Urban Air, Indoor Environment and Human Exposure, Environment and Quality of Life, Report No 23,EUR 20741 EN, Joint Research Centre – Institute for health & Consumer Protection, Office for OfficialPublications of the European Communities, Luxembourg, 2003.

European Green Building Forum: BRE Environmental Building, Garston, UK, 1996, Catalogue of Best PracticeExamples, Produced by W/E Consultants Sustainable Building, The Netherlands, April 2001. www.w-e.nl

Fanger P.O.: Thermal comfort. Analysis and applications in environmental engineering, McGraw-Hill, New York,1972.

FEBELCEM: Beton en rationeel energiegebruik, Dossier cement 35, Brussel, juni 2005.

FeBeCel: Cellenbeton, Bouwsteen van de toekomst, Brussel, 2000.

FEDIS (Belgische federatie van de distributie-ondernemingen), De distributie in cijfers – statistisch overzicht –editie 2003

92

Flamant G. en Schietecat J.: Energieprestatie van actieve gevels – normatieve benaderingen, Wetenschappelijken Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf (WTCB), Brussel, s.d.

Florax R.J.G.M. en de Groot H.L.F.: De modellering van energiebesparing in toegepaste beleidsmodellen voorNederland, in: Kwartaalschrift Economie, Jrg. 1, 2004, pp. 123-130.

FOD Volksgezondheid, Veiligheid van de Voedselketen en Leefmilieu, MVG WVC: Capaciteitgezondheidsvoorzieningen, naar type gezondheidsvoorziening, 1998-2002.

Ghanadan R. and Koomey J.G.: Using energy scenarios to explore alternative energy pathways in California, in:Energy Policy, 33, 2005, pp. 1117-1142.

Groot M.I.: Energiebesparingsmogelijkheden in de ICT-sector Een verkenning voor Noord Nederland, CE, Delft,maart 2005.

Grundfos: Building on Flow Thinking, brochure, s.l., s.d. www.grundfos.com

Gusbin D. en Hoornaert B.: Energievooruitzichten voor België tegen 2030, Federaal Planbureau, Brussel, januari2004.

Gysen B. en Hoes H.: Koude-warmteopslag in watervoerende lagen voor klimaatregeling in gebouwen enindustriële proceskoeling, Vlaamse Instelling voor Technologisch Onderzoek (Vito), Mol, september 2001.

Harmelink M. en Blok K.: Elektriciteitsbesparing als alternatief voor de bouw van nieuwe centrales, ECS04019,ECOFYS, Utrecht, Juli 2004.

Heijmans N.: De ventilatie van kantoorgebouwen, in: WTCB Contact, nr. 3/3, 2004.

Heiselberg P. (ed.): Principles of Hybrid Ventilation, Hybrid Ventilation Centre, Aalborg University, August 2002.

Hendriksen L.J.A.M., Pesik J., van de Ven B.L.: Milieu-analyse van de aanscherping van de EPC voor de U-bouw, Eindrapport, TNO-rapport TNO-MEP—R 2000/, TNO, Apeldoorn, april 2001.

Hens H. Toegepaste Bouwfysica 2, Bouwdelen, ACCO, Leuven, 1999.

Hens H., Ali Mohamed F., Verbeeck G.: Using Energy Life Cycle Costs as an Instrument for Optimisation,Proceedings of the Sustainable Building 2002 Conference, Oslo, Norway, September 23-25, 2002.

Hens H., Energieverbruik van de residentiële en andere sectoren in Vlaanderen, vertrouwelijk rapport voor VITO96/14/2, Leuven, 1996.

Hens H., Tekstvoorstel voor de Energieprestatie-reglementering Woongebouwen, Eindrapport Epigoon, 2002.

Hens H.: Bouwfysica 1: warmte en massatransport, 4e grondig herwerkte druk, ACCO, Leuven, 2000.

Hens H.: De nieuwe EPB-wetgeving: Belangrijkste elementen, consequenties voor de gemeenten, lezing voor deProvincie West-Vlaanderen 11 april 2005, KULeuven, 2005.

Hens H.: Integral Building Envelope Assessment, in: Air, Vol 22, No 4, September 2001 (CD-ROM, AIVC CD1)

Hens H.: Lage temperatuurverwarming integreren in de energieaanpak van gebouwen, presentatie EnergieforumHeusden-Zolder 5 en 6 oktober 2005 , KULeuven, 2005.

Hens H.: Model VERBMIR2 tertiaire sector, s.l., s.d.

Hens H.: Toegepaste Bouwfysica en Installaties 3/2b, Gebouw, energieverbruik, koeling, luchtbehandeling,Tweede, volledig herwerkte druk, ACCO, Leuven, 2002.

Hoes H., Martens A: Energiebesparingspotentieel in 47 kantoorgebouwen in Vlaanderen, Vito, Mol, 29 juni 2001.

Hoes H.: Warmte/Koudeopslag in de bodem met demonstratie BEO, Mogelijkheden voor geo-energie, presentatieop het Energieforum van CeDuBo te Zolder op 6 oktober 2005, VITO, Mol, 2005.

Hooyberghs et al., Uitbreiding en optimalisatie van de inventaris van het energieverbruik in de tertiaire en dehuishoudelijke sectoren ten behoeve van de Vlaamse energiebalans, Vito rapport 2004/IMS/R/072

IBGE – BIM: Bilan energetique de la région de Bruxelles-Capitale Rapport Final – Juillet 2003 5. Commerce parsecteur 5.2. Domestique et équivalents 5.2.2. Tertiaire, Bruxelles, Juillet 2003.

IEA: Hybrid Ventilation State-of-the-Art Review, edited by Angelo Delsante and Tor Arvid Vik, Annex 35 HybridVentilation in New and Retrofitted Office Buildings, IEA Energy Conservation in Buildings and CommunitySystems, s.l., s.d.

Infomil: Algemeen, Informatiecentrum Milieuvergunningen (Infomil), Den Haag, 2000.

Infomil: Detailhandel en ambachtsbedrijven met winkel, Informatiecentrum Milieuvergunningen (Infomil), DenHaag,1999.

Infomil: Gebouwen, Informatiecentrum Milieuvergunningen (Infomil), Den Haag, 2001.

93

Infomil: Inspectie en onderhoud van stookinstallaties, Informatiecentrum Milieuvergunningen (Infomil), Den Haag,2000.

Infomil: Kantoorgebouwen, Informatiecentrum Milieuvergunningen (Infomil), Den Haag, 1999.

Infomil: Recreatie, Informatiecentrum Milieuvergunningen (Infomil), Den Haag, 1998.

Infomil: School- en opleidingsgebouwen, Informatiecentrum Milieuvergunningen (Infomil), Den Haag,1999.

Infomil: Sport, Informatiecentrum Milieuvergunningen (Infomil), Den Haag, 1998.

Infomil: Zorgsector, Informatiecentrum Milieuvergunningen (Infomil), Den Haag, 1999.

Infomil: Zwembaden, Informatiecentrum Milieuvergunningen (Infomil), Den Haag, 2000.

Informazout, persdossier, Brussel, februari 2005.

Ingenium: Algemene Handleiding, Energiebeheer bij het Ministerie van de Vlaamse Gemeenschap 2002-2004,Brugge, 10 mei 2004.

Ingenium: Energie-audit Rapport “Martelaarsplein 19” (P21007) en “Koolstraat 35” (P21001), Energiebeheer bijhet Ministerie van de Vlaamse Gemeenschap, Brugge, 21 augustus 2003.

Intech: warmtepomp-special, TNO-MEP, Apeldoorn, 2001.

Isis: Mure Database Manual, Tertiary Sector, Roma, june 1999.

Janssens A., Depraetere W. & Hens H.: Invloed van Luchtinfiltratie op de Prestaties van Sterk Geïsoleerde Murenen Daken, in: Bouwfysica, vol. 10, N° 4, 1999, pp. 22-28.

Joosen S. en Blok K.: Economic Evaluation of Sectoral Emission Reduction Objectives for Climate Change,Economic Evaluation of Carbon Dioxide Emission Reduction in the Household and Services Sectors in the EU,Bottom-up Analysis, Final Report, ECOFYS, Utrecht, January 2001.

K.V.B.G.: Huishoudelijke condenserende ketels Technisch dossier, Inforgas Speciaal dossier nr. 4, Linkebeek,December 2004.

Kerssemeeckers M., ICARUS-4 Sector Study for the Services Sector, Report prepared for the Utrecht Centre forEnergy Research (UCE) as a port of project nr. EB/99044645, contracted by: Netherlands Ministry of EconomicAffairs Netherlands Ministry of Housing, Spatial Planning and Environment, Ecofys Energy and Environment,Utrectht, Juli 2001.

Knebel D.E., Simplified Energy Analysis Using the Modified Bin Method, ASHRAE, Atlanta, GA, 1983.

Koene F.G.H., Haartsen J., Bakker E.J., Brouwer J., Kaan H.F., Zondag H.A.: Intelligente gevels in deutiliteitsbouw, ECN-C--02-092, Energieonderzoek Centrum Nederland (ECN), Petten, januari 2003.

Koomey J.G., Richey R.C., Laitner S., Markel R.J. and Marnay Chr.: Technology and Greenhouse GasEmissions: An Integrated Scenario Analysis using the LBNL-NEMS model, LBNL-42054n Lawrence BerkeleyNational Laboratory, September 1998.

Koomey J.G.: Avoiding “The Big Mistake” in Forecasting Technology Adoption, LBNL-45383, Lawrence BerkeleyNational Laboratory, April 12, 2000.

Koomey J.G.: Trends in Carbon Emissions from U.S. Residential and Commercial Buildings: Implications forPolicy Priorities, LBNL-39421, Lawrence Berkeley National Laboratory, Published in the Proceedings for theClimate Change Analysis Workshop, Springfield, VA, June 6-7, 1996.

Kulakowski S.L.: Large Organization’s Investments in Energy-Efficient Building Retrofits, LBNL-40895, LawrenceBerkeley National Laboratory, March 1999.

Lecompte J.: Glastechnologie, Saint-Gobain-Glass Benelux, Brussel, s.d.

Matsumoto T.: Energy Demand Model of Residential and Commercial Sectors of Cities: A Case Study of Tokyo,IGES. Proceedings of IGES/APN Mega-City Project, Kitakyushu, 23-25 January 2002.

Ministère de la Région Wallonne, DGTRE - Service de l’Energie, La Régulation des Installations Frigorifiques enClimatisation de Bâtiments, Jambes, 1998.

Ministerie van de Vlaamse Gemeenschap Afdeling Informatie en Documentatie Onderwijs: 20 tips voor eenenergievriendelijke school, Brussel, 2005.

Ministerie van de Vlaamse Gemeenschap, Departement Onderwijs, Statistisch jaarboek van het Vlaamsonderwijs, schooljaar xxxx-xxxx (diverse jaargangen).

Motor Challenge: Improving Pumping System Performance, A Sourcebook for Industry, Hydraulic Institute,january 1999.

94

Mulder P.: NEMO: CPB’s energievraagmodel tussen top-down en bottom-up, in: Kwartaalschrift Economie, Jrg. 1,2004, pp. 131-153.

Netherlands Standardization Institute: NEN 2916:1998 Energy Performance of Non-Residential BuildingsDetermination Method, Delft, november 1999.

NIS, 31.12.1968: Gebouwentelling: Deel 1. Rijk, provincies, arrondissementen. Deel 2. Voornaamste cijfers pergemeente: I. Provincies: Antwerpen, Brabant, Henegouwen; II. Provincies: Limburg; Luxemburg, Namen, Luik,Oost-Vlaanderen en West-Vlaanderen.

NIS, Algemene volkstelling op 31 december 1961, Boekdeel 2 Gebouwentelling: 2/I: Rijk, provincies,arrondissementen. 2/II: Voornaamste cijfers per gemeente.

NIS, Binnenlandse handel, Compendium 2003.

NIS, Publieke, regionale en lokale gegevensbank: statistieken beschikbaar per gemeente (op vraag –computerverwerking op maat).

Novem: Bevochtiging in de utiliteitsbouw, Techniekinventarisatie en de ontwikkelingen op de middellange enlange termijn, Nederlandse onderneming voor energie en milieu (NOVEM), Utrecht, 11 augustus 1998.

Novem: Cijfers en Tabellen, Nederlandse onderneming voor energie en milieu (NOVEM), s.l., s.d.

Novem: CV-optimalisatie in utiliteitsgebouwen Een onderzoek naar (waterzijdig) inregelen in de praktijk,Nederlandse onderneming voor energie en milieu (NOVEM), Utrecht, mei 2003.

Novem: Daglichtsystemen Stand van de techniek en veelbelovende ontwikkelingen 1997, brochure, Nederlandseonderneming voor energie en milieu (NOVEM), Utrecht, 1998.

Novem: EnergiebesparingsMonitor gebouwde omgeving 2003, Rapportage van SenterNovem in opdracht vanVROM/DGW in het kader van Kompas, Nederlandse onderneming voor energie en milieu (NOVEM), Utrecht,december 2004.

Novem: Energieopslag in de bodem bij acht bijeenkomstgebouwen, Nederlandse onderneming voor energie en

milieu (NOVEM), Utrecht, december 1999.

Novem: Energieopslag in de bodem bij acht kantoren, Nederlandse onderneming voor energie en milieu(NOVEM), Sittard, september 1998.

Novem: Energieopslag in de bodem bij vijf winkelcentra, Nederlandse onderneming voor energie en milieu

(NOVEM), Utrecht, december 1999.

Novem: Monitor Energiebesparende Maatregelen in de gebouwde omgeving 2002, Rapportage van Novem inopdracht van VROM/DGW in het kader van Kompas, Nederlandse onderneming voor energie en milieu(NOVEM), Utrecht, 2003.

Novem: Naar duurzaam comfort met lage temperatuur verwarming (LTV), Nederlandse Organisatie voor Energieen Milieu (NOVEM), Sittard, s.d.

Novem: Ventilatiesystemen, stand van de techniek en veelbelovende ontwikkelingen, Nederlandse Organisatievoor Energie en Milieu (NOVEM), Sittard, 2000.

ODE: Warmtepompen voor woningverwarming, brochure in opdracht van het Ministerie van de VlaamseGemeenschap Afdeling Natuurlijke Rijkdommen en Energie, Organisatie voor Duurzame Energie Vlaanderen(ODE-Vlaanderen), Kessel-Lo, 2002.

OEE: Commercial Building Incentive Program II Technical Guide, Natural Resources Canada, Office of EnergyEfficiency, Canada, 2000.

Orme M.: Energy Impact of Ventilation Estimates for the Service and Residential Sectors, IEA EnergyConservation in Buildings & Community Systems Programme, Air Infiltration and Ventilation Centre (AIVC),Coventry, 1998.

Ouwehand J., Papa T.G.J., Post E. en Taal A.C.: Toegepaste Energietechniek, m.m.v. D.H.J. Ter Hoeven, 2eherziene uitgave, Academic Service, Den Haag, 2004.

Renson: Healthy Building Concept, Brochure, Waregem, s.d.

Ricci A.: MURE: Simulating Energy Efficiency Policies in the Italian Building Sector, Istituto di Studi perl’informatica e i Sistemi ISIS, Rome. Paper presented at The IEA International Workshop on Technologies toReduce Greenhouse Gas Emissions: Engineering-Economic Analyses of Conserved Energy and Carbon,Washington, D.C., 5-7 May 1999.

Scrase I.: White-collar CO2 Energy consumption in the service sector, The Association for the Conservation ofEnergy, London, August 2000.

95

SenterNovem: Handboek Handhaving EPN, gebaseerd op NEN 5128:2004 en NEN 2916:2004, den Haag, Juli2005. www.senternovem.nl/epn

SenterNovem: Strategisch Kader CO2-reductie in de Gebouwde Omgeving 2004, Den Haag, 12 juli 2004.

SenterNovem: Cijfers en tabellen 2006, Den Haag, januari 2006. www.senternovem.nl

Sezgen A.O., Huang Y.J., Atkinson B.A., Eto J.H. and Koomey J.G.: Technology Data Characterizing Lighting inCommercial Buildings: Application to End-Use Forecasting with COMMEND 4.0, LBL-34243, Lawrence BerkeleyNational Laboratory, May 1994.

Sezgen O. and Koomey J.G.: Interactions between Lighting and Space Conditioning Energy Use in U.S.Commercial Buildings, LBNL-39795, Lawrence Berkeley National Laboratory, April 1998.

Sezgen O. and Koomey J.G.: Technology Data Characterizing Water Heating in Commercial Buildings:Application to End-Use Forecasting, LBL-37398, Lawrence Berkeley National Laboratory, December 1995.

Sezgen O., Franconi E.M., Koomey J.G., Greenberg S.E., Afzal A. and Shown L.: Technology DataCharacterizing Space Conditioning in Commercial Buildings: Application to End-Use Forecasting with COMMEND4.0, LBL-37065, Lawrence Berkeley National Laboratory, December 1995.

Shipley D., Todesco G. and Adelaar M.: Modelling a Nation of Buildings: Estimating Energy Efficiency Potentialfor Large Building Samples, Marbek Resource Consultants, Ottawa, Ontario, s.d.

Smeding S.F. en Bach P.W.: Compacte thermische energieopslag bij kantoorgebouwen, ECN--C-97-039, ECN,s.l., juni 1997.

Studiegroep Omgeving: Gebouwconcept en technische installaties Kamp C – Provinciaal Centrum DuurzaamBouwen en Wonen, Berchem, februari 2003.

Techniplan Adviseurs: Studie marktrijpheid warmtepompsystemen, studie uitgevoerd in opdracht vanSenterNovem, SNU-201X1-E-DK005C, Rotterdam, 29 april 2005.

The Air Force Center for Environmental Excellence, Light and Lighting, Air Force Interior Design Guides 10,

Brooks City-Base, San Antonio, s.d.

Tilborghs G., Wildemeersch D. & De Schrijver K.: Wonen en Gezondheid, 3de editie, Ministerie van de Vlaamse

Gemeenschap, Administratie Gezondheidszorg, Brussel, 2005.

TU-Delft: Thermische behaaglijkheid als gebouwprestatie Literatuuronderzoek naar recente wetenschappelijkeontwikkelingen, uitgevoerd in opdracht van NOVEM en Rijksgebouwendienst, in samenwerking met ISSO, TU-Delft, faculteit Civiele techniek en Geowetenschappen, Delft, 11 juni 2002.

Uges P.G.H.: Beoordeling Technologie Dauwpuntskoeling, gebaseerd op de TNO-rapportage met als auteursN.R. Bootsveld en J. Afink, in: Koude & Luchtbehandeling, jaargang 96, nr. 1, januari 2003.

US-DOE, Model Documentation Report: Commercial Sector Demand Module of the National Energy ModelingSystem, DOE/EIA-M066(2004), Office of Integrated Analysis and Forecasting, Energy Information Administration,U.S. Department of Energy, Washington, D.C., February 2004.

US-DOE, Model Documentation: Commercial Sector Energy Model, DOE/EI-0453, Prepared by: DemandAnalysis and Forecasting Branch Longer Term Information Division, Energy Information Administration, Office ofEnergy Markets and End Use, U.S. Department of Energy, Washington, D.C., August 1984.

US-DOE: Fundamentals Handbook Mechanical Science, Volume 1 of 2, DOE-HDBK-1018/1-93, U.S. DepartmentOf Energy, Washington D.C., january 1993.

US-DOE: Pump Life Cycle Costs, A Guide to LCC Analysis for Pumping Systems, Executive Summary, DOE/GO-102001-1190, U.S. Department Of Energy Office of Industrial Technologies, Washington D.C., December 2000.www.oit.doe.gov/bestpractices

US-DOE: Variable Speed Pumping – A Guide to Succesful Applications, Executive Summary, DOE/GO-102004-

1913, U.S. Department Of Energy Office of Industrial Technologies, Washington D.C., (draft) April 2004.www.oit.doe.gov/bestpractices

van Arkel W.G., Jeeninga H., Menkveld M. en Ruig G.J.: Energieverbruik van gebouwgebonden energiefunctiesin woningen en utiliteitsgebouwen, ECN-C-99-084, november 1999.

van Arkel W.G.: De ‘grijze’ bijdragen aan STATLINE Synthese van CBS-data en ECN-kennis met betrekking totomzetting en verbruik van energie, ECN-C--017, juli 2000.

van Dijk G.H.J. en Overdiep J.J.: Gasmotorwarmtepompen – drie casestudies, in: TVVL magazine, 6/2004

van Dril T.W.N.: SAVE: De energievraag bottom-up, in: Kwartaalschrift Economie, Jrg. 1, 2004, pp. 154-167.

van Hoof J. en Hensen J.: Nieuwe Nederlandse comfortnormen nader bekeken, in: TVVL magazine, 1, 2005.

96

van Gorkom F.H.J. & De Schrevel R.A.M.: Afvallucht door warmtepomp geen weggegooid geld, Integratie heeftzo zijn voordelen, in: Vewarming en Ventilatie, oktober 2002, pp. 461-465.

Vandaele L.: Gebouwen Duurzaam Koelen, powerpoint presentatie CeDuBo Energieforum 2005 Workshop‘Passieve koeling’, WTCB, Brussel, 2005.

Vandaele L.: Duurzame koeling van gebouwen, studiedag "Verzorging van openbare gebouwen" CentrumDuurzaam Bouwen Heusden-Zolder 22 maart 2005, WTCB, Brussel, 2005.

Van Roy P., Driesen J. en Belmans R.: Rendementen en toepassingen van toerentalgeregelde aandrijvingen bijpompen, cursustekst, KULeuven ESAT/ELECTA, Leuven, 2003.

VEA (Vlaams Energie Agentschap): EPB-software versie 1.0. www.energiesparen.be

VEA (Vlaams Energie Agentschap): powerpoint presentaties voor bouwers en verbouwers, lespakket module 4:

EPU: inleiding

EPU: ruimteverwarming, netto energiebehoefte

EPU: ruimteverwarming, van bruto energiebehoefte naar primair energieverbruik

EPU: koeling

EPU: hulpenergie

EPU: verlichting

EPU: synthese E-peilberekening

EPU: maatregelenpaketten

Vermeulen W.J.V., Hovens J. en Groot C.: Verklaring succes E-innovaties bij nieuwbouw van kantoren,Universiteit Utrecht, 21 april 2004.

VIPA: Evaluatiecriteria ecologisch bouwen ter beoordeling van de aanvragen voor investeringssubsidies in hetkader van de VIPA-reglementering, informatie ter beschikking gesteld door Cenergie cvba en Energie Duurzaamvzw, in opdracht van het ministerie van de Vlaamse Gemeenschap, afdeling Ondersteuning Werking WVC,Vlaams Infrastructuurfonds voor Persoongsgebonden Aangelegenheden (VIPA), Brusssel, juni 2002.

Vlaamse Gemeenschap: Decreet houdende eisen en handhavingsmaatregelen op het vlak van deenergieprestaties en het binnenklimaat voor gebouwen en tot invoering van een energieprestatiecertificaat d.d.07/05/2004, Energieprestatiedecreet, B.S. 30/07/2004.

Vlaamse Regering: Besluit van de Vlaamse Regering tot vaststelling van de eisen op het vlak van deenergieprestaties en het binnenklimaat van gebouwen, 11/03/2005.

Willems E.M.M. & Op ‘t Veld P.J.M.: Ventileren naar behoefte is de trend, in: Verwarming en Ventilatie, januari2004, pp. 46-49.

Wouters P., Vandaele L., Van Orshoven D., Schietecat J., De energie prestatie regelgeving (EPR). Aanzet totbetere energieprestaties van gebouwen en installaties, VIBE, Hasselt, 2002.

WTCB: Berekening van de totale zontoetreding en lichttransmissie Deel 1: Vereenvoudigde methode - EN 13363-1:2003, Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf (WTCB), Brussel, update april 2005.

WTCB: Handleiding voor controle op toepassing isolatie- en ventilatiereglementering Deel VIII :Ventilatievoorzieningen in kantoren en scholen - Procedures voor controle, Wetenschappelijk en TechnischCentrum voor het Bouwbedrijf (WTCB), Brussel, Juli 2000.

WTCB: Handleiding voor controle op toepassing isolatie- en ventilatiereglementering Deel VI : Procedures voorthermische isolatie en netto-energiebehoeften, Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf(WTCB), Brussel, April 2001.

WTCB: Handleiding voor controle op toepassing isolatie- en ventilatiereglementering Deel III : Specifiekeinformatie voor het Vlaams Gewest, Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf (WTCB),Brussel, September 2000.

WTCB: HR-GLAS: glas met hoog rendement, Digest nr. 8, Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor hetBouwbedrijf (WTCB), Brussel, 1999.

WTCB: Moderne kantoren: meer comfort met minder energie, Een gids voor bouwheer en bouwteam overbinnenklimaat en energiegebruik, brochure gerealiseerd met de steun van het Vlaams Gewest, Wetenschappelijken Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf (WTCB), Brussel, juni 2001.

WTCB: Ventilatie van woningen Inleiding, Digest nr. 5, Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor hetBouwbedrijf (WTCB), Brussel, 1999.

97

WTCB: Ventilatie van woningen Natuurlijke afvoer, Digest nr. 7, Wetenschappelijk en Technisch Centrum voorhet Bouwbedrijf (WTCB), Brussel, 1999.

WTCB: Ventilatie van woningen Natuurlijke toevoer, Digest nr. 6, Wetenschappelijk en Technisch Centrum voorhet Bouwbedrijf (WTCB), Brussel, 1999.

98

10. Begrippenlijst

aanwezigheidsdetectie: een systeem waarbij een sensor vaststelt of één of meer personen in de ruimte aanwezigzijn

absolute vochtigheid: de hoeveelheid waterdamp in grammen waterdamp per kilogram lucht. De eenheid is g/kg.

absorptiekoelinstallatie: een koelinstallatie warbij men energie direct in de vorm van warmte aan de koudecyclustoevoert.

actieve gevel: een samengestelde gevel met een – meestal glazen – scherm voor de eigenlijkescheidingsconstructie tussen binnen en buiten. Tussen beide constructies is een spouw, waar een tussenklimaatheerst.

adaptief gedrag: het aanpassen van activiteitenniveau en kleding, het openen en sluiten van ramen of hetbedienen van ventilatoren

adiabatische koeling: zie verdampingskoeling

afgevoerde lucht: lucht die in de atmosfeer wordt geloosd.

afvoerlucht: lucht die de te behandelen ruimte verlaat.

air conditioning: zie luchtconditionering

allergeen: een stof die bij gevoelige personen een ongewenste allergische reactie oproept.

appendages: een verzamelnaam voor bochten, afsluiters, filters, terugslagkleppen enz. in een leiding

aquifer: een watervoerende zandlaag in de grond, aan de boven- en onderzijde afgesloten door een waterdichtekleilaag.

atrium: centraal in een gebouw gelegen, glasoverkapte ruimte die geheel en al omsloten is door het bewustegebouw.

axiaal ventilator: ventilator die de lucht axiaal aanzuigt en wegvoert

benuttingsfactor (van de warmtewinst): de fractie van de warmtewinsten die leidt tot een vermindering van denetto energiebehoefte voor ruimteverwarming

binnenlucht: lucht in de te behandelen ruimte of zone.

bovenlicht: natuurlijk licht dat “van bovenaf schijnend” wordt ervaren.

bruto energiebehoefte voor ruimteverwarming: de netto energiebehoefte voor ruimteverwarming gedeeld door hetgemiddelde systeemrendement voor ruimteverwarming.

buitengevelisolatie: isolatie aan de buitenzijde van een (meestal massieve) gevel

buitenlucht: lucht die in het systeem of door openingen van buiten binnenkomt, vóór enige luchtbehandeling.

candela: eenheid van lichtsterkte

centrale verwarming: een installatie voor ruimteverwarming waarbij de centraal opgewekte warmte door eendistributiesysteem in meer dan één ruimte wordt afgegeven

centrifugaal ventilator: ventilator die de lucht axiaal aanzuigt, maar radiaal wegvoert

coefficient of performance (van warmtepomp): de verhouding tussen de geleverde bruikbare warmte en deaandrijfenergie, i.e. de energie nodig voor het samendrukken van de damp.

combiketel : een ketel die één brander gebruikt voor zowel de bereiding van warmtapwater als voor hetverwarmen van het water voor de centrale verwarming.

comforttemperatuur: het rekenkundig gemiddelde van de luchttemperatuur en de wandtemperatuur in die ruimte

comfortventilatie: zie diffusieventilatie

compactheidsgraad: de verhouding van de verliesgevende oppervlakte AT (in m²) ten opzichte van het(“beschermd”) volume V (in m³) van het gebouw

compressiekoelmachine: een koelmachine die het gasvormig koudemiddel met een compressor opcondensordruk brengt.

99

condenserende ketel: een ketel die de nog niet benutte warmte (latente warmte of condensatiewarmte) in deverbrandingsgassen gebruikt om het terugvoerwater dat door de ketel stroomt voor te verwarmen.

constant-debietsysteem (bij ventilatie): ventilatiesysteem waarbij het ventilatiedebiet ofwel nul (uit) is, ofwel eenconstante waarde (aan).

daglichtfactor: de verhouding tussen de verlichtingssterkte op een horizontaal vlak in de binnenruimte en deverlichtingssterkte op een onbelemmerd horizontaal vlak buiten bij gestandaardiseerde lichtvoorwaarden buiten.

daglichtregeling: een regeling die, zodra het verlichtingsniveau een vooraf ingestelde grenswaarde overschrijdt,het kunstlicht dimt.

daglichtsysteem: een specifieke aanpassing aan een daglichtopening die de daglichttoetreding en/of –verdelingvan het binnenkomende daglicht in de ruimte beïnvloedt.

deurdranger: automatische deursluiter.

diffusieventilatie: ventilatie door het inbrengen van verse lucht in een ruimte, het vermengen om de verontreinigdelucht te verdunnen, en het afvoeren van het verdunde mengsel.

directe aandrijving: aandrijving waarbij men geen riemen gebruikt om transmissieverliezen te vermijden

doorstroomlucht: binnenlucht die van de ene te behandelen ruimte naar de andere stroomt.

doorstroomtoestel: een apparaat voor de bereiding van warmtapwater waarin het water tijdens het tappen wordtopgewarmd

doublet: twee putten in een watervoerende zandlaag voor ondergrondse energie-opslag

dubbel glas: twee glasplaten (4 tot 6 mm dik) en een spouw van 6 tot 15 mm, gevuld met droge lucht.

emissiviteit (�): de verhouding van het totale emissievermogen van een oppervlak t.o.v. het totaleemissievermogen van een ideaal stralend oppervlak (i.e. zwart lichaam) bij een gegeven temperatuur.

energy efficiency ratio (voor ruimtekoeling): de verhouding tussen de nuttig geleverde koude (koelvermogen) ende daarvoor benodigde aandrijfenergie, inclusief eventuele motorverliezen en exclusief energie voorhulpapparatuur (zie ook: coefficient of performance)

E-peil: een globale maat voor de energiezuinigheid van gebouwen, uitgedrukt in termen van primairenergiegebruik.

exfiltratie: leklucht die het gebouw verlaat via lekpunten in de structuurelementen die het gebouw van debuitenlucht scheiden.

gebalanceerde ventilatie: ventilatie met mechanische toe- en afvoer van lucht.

geiser: zie doorstroomtoestel

geleidingsverliezen: de som van de warmtetransporten door de verliesoppervlakte van een beschermd volume.

gesloten verwarmingstoestel: toestel gekenmerkt door een verbrandingskring (luchttoevoer, verbrandingskameren rookgasafvoer) die volledig is afgesloten t.o.v. van de opstellingsruimte.

groen dak: zie vegetatiedak

g-waarde: de verhouding [fractie of in %] tussen de totale hoeveelheid zonne-energie (in het golflengtebereik van300 – 2500 nm) die door de beglazing een ruimte binnenkomt, en de hoeveelheid energie die op de beglazingvalt.

herbruikte lucht: afvoerlucht die naar een luchtbehandelingssysteem (bv. een convector) wordt teruggevoerd.

hoogrendementsglas: glas met per definitie een U-waarde lager dan 2,0 W/(m².K).

houtskeletbouw (HSB) gevel; een skelet van stijlen en regels met een tussenruimte van ongeveer 40-60 cmwaartussen men de thermische isolatie plaatst

HR-glas: zie hoogrendementsglas.

hybride ventilatie: ventilatie waarbij de de natuurlijke ventilatie gedurende een bepaalde tijd kan wordtondersteund of vervangen door mechanische ventilatie.

indirecte zonnewinst: de winst aan warmte door de inval van zonnestraling op de dichte (niet-transparante)constructiedelen van de gebouwschil

infiltratie: leklucht die het gebouw binnenkomt via lekpunten in de structuurelementen die het gebouw van debuitenlucht scheiden.

infiltratie: lucht die onbedoeld (ongecontroleerd, niet regelbaar) van buiten door een uitwendigescheidingsconstructie naar binnenstroomt via kieren, naden en andere lekken in de gebouwschil.

100

interne warmteproductie: zie interne winsten

interne winsten: de som van de vrijkomende warmte van personen, verlichting, ventilatoren en andere elektrischeapparatuur

isolatiemateriaal: materiaal met per definitie een �-waarde lager dan 0,065 W/(m.K).kleurweergave-index: een schaal die de overeenkomst meet tussen de kleur van een object zoals dit door het oogwordt waargenomen en die van een referentie-lichtbron.

klimaatgevel: zie actieve gevel.

klimaatplafond: plafond met daarin opgenomen stralingspanelen die een lagere dan wel hogere temperatuur dande ruimte hebben, zodat men de temperatuur in de ruimte kan verlagen (koelen) dan wel verhogen (verwarmen).

koelinstallatie: een installatie die warmte aan een ruimte onttrekt om het daarna aan de omgeving af te staan.

koelplafond: zie klimaatplafond.

koud dak: isolatie aan de binnenkant van de dakconstructie.

koudebrug: zie lijnkoudebrug.

koude-opwekker: zie koelinstallatie.

k-waarde: oude benaming voor U-waarde. Zie U-waarde.

lagetemperatuurverwarming: verwarming waarbij de aanvoerwatertemperatuur niet hoger dan 55 °C en deretourwatertemperatuur 45 °C (i.p.v. 90 °C en 70 °C bij klassieke centrale verwarming).

lambda-waarde (�-waarde): zie warmtegeleidbaarheid.lchtrendement: de lichtstroom per eenheid opgenomen elektrisch vermogen van de lichtbron

leklucht: ongewenste luchtstroom doorheen lekpunten in het systeem.

licht: dat deel van het gehele spectrum van elektromagnetische straling dat het menselijk oog waar kan nemen

lichtdoorlaat: zie lichttransmissie

lichtsterkte: de lichtstroom, die een lichtbron per eenheid van ruimtehoek in een bepaalde richting uitstraalt

lichtstroom: de totale hoeveelheid licht, die een lichtbron per tijdseenheid uitstraalt

lichttransmissie: de verhouding [fractie of in %] tussen ‘de hoeveelheid door de beglazing doorgelaten licht’ en d’ehoeveelheid licht die op het glas valt’.

lijnkoudebrug: een plaats in de gebouwschil waar twee of meer constructiedelen op elkaar aansluiten, en waar dewarmtestroom naar buiten beduidend groter is dan in de aangrenzende gedeelten er omheen

lijnwarmtedoorgangscoëfficiënt: grootheid die aangeeft hoeveel warmte extra verloren gaat per eenheid van tijden eenheid van temperatuurverschil door één lopende meter lijnkoudebrug in vergelijking met dewarmtedoorgang door een vooraf afgesproken vlakke referentieconstructie zonder koudebruggen.

lineaire koudebrug: zie lijnkoudebrug.

lineaire warmtedoorgangscoëfficiënt: zie lijnwarmtedoorgangscoëfficiënt.

lokale verwarming: een installatie voor ruimteverwarming waarbij de warmte uitsluitend wordt afgegeven in deruimte waar zij wordt opgewekt

luchtconditionering: het klimatiseren van een ruimte m.b.v. gefilterde, be- / ontvochtigde gekoelde lucht (voorruimtekoeling, luchtverversing, be- / ontvochtiging en luchtzuivering samen.

luchtverwarmer: een apparaat dat warme lucht produceert voor ruimteverwarming.

lumen: eenheid van lichtstroom

luminantie: de luminantie van een lichtbron of een verlicht oppervlak drukt uit hoe sterk de indruk van helderheidis die het oog waarneemt

lux: eenheid van verlichtingssterkte

menglucht: lucht die twee of meer luchtstromen bevat.

metalen gevel (staalskeletbouw): effen of geprofileerde metalen platen aangesloten op de (stalen)draagconstructie.

monobloc toestel: toestel voor luchtconditionering waarbij verdamper, compressor en condensor in één toestelzijn gemonteerd

101

n50-waarde: de verhouding tussen het luchtdebiet dat bij een drukverschil van 50 Pa doorheen de gebouwschilstroomt, en het gebouwvolume.

nachtkoeling: ’s nacht intensief ventileren met buitenlucht waarvan de temperatuur lager is dan debinnentemperatuur

nachtspoeling: zie nachtkoeling

natuurlijke ventilatie: natuurlijke toevoer van verse lucht en natuurlijke afvoer van vervuilde lucht en vocht, waarbijmen als drijvende krachten enkel gebruik maakt van de wind en/of het schoorsteeneffect

netto energiebehoefte voor ruimteverwarming: de som van warmteverlies door transmissie (geleiding) enwarmteverlies door ventilatie en infiltratie, en minus de benuttigde warmtewinst

omgekeerd dak: isolatie aan de bovenkant van de dakconstructie, waarbij het isolatiemateriaal de laatste laagvormt.

ondergrondse energie-opslag: gebruik van de ondergrond voor de opslag van energie (koude / warmte).

opaak: ondoorzichtig, niet transparant.

parasitair gebruik (van een verlichtingsinstallatie): het elektriciteitsgebruik door schakelaars, regelsystemen,sensoren, stand-by van de armaturen (wachtstand ’s nachts), ...

passieve zonnewarmte: het met bouwkundige middelen direct of indirect benutten van zonnestraling voor deverwarming van ruimten in gebouwen, zonder gebruik te maken van hulpenergie of aan het gebouw toegevoegdeinstallaties (de Boer et al., 2003).

puntwarmtedoorgangscoëfficiënt: grootheid die aangeeft hoeveel warmte extra verloren gaat per eenheid van tijden eenheid van temperatuurverschil door één punt-koudebrug in vergelijking met de warmtedoorgang door eenvooraf afgesproken vlakke referentieconstructie zonder koudebruggen.

radiaal ventilator: zie centrifugaal ventilator

Rc-waarde: thermische weerstand van een constructiedeel. Zie ook thermische weerstand.

relatieve vochtigheid: het percentage waterdamp dat de lucht bevat

rendement: de mate waarin een installatie de toegevoerde energie omzet in bruikbare of nuttige energie.

sarkingdak: hellend dak waarbij de thermische isolatie aan de bovenzijde van de draagconstructie is bevestigd inplaats van tussen de kepers.

schimmel: plantaardig organisme zonder bladgroen dat leeft van organisch materiaal.

schoorsteeneffect (bij ventilatie): effect dat het gevolg is van het verschil in densiteit tussen warme en koudelucht

secundaire lucht lucht die aan een bepaalde ruimte onttrokken wordt en na een behandeling (bv. reeksventilatoren) naar dezelfde ruimte wordt teruggevoerd.

seizoensprestatiefactor (van een warmtepomp): de verhouding tussen de warmte die de warmtepomp in de loopvan het verwarmingsseizoen aflevert en de energie die daartoe nodig is.

selectieve beglazing: zie zonwerende beglazing

Shading Coefficient: de verhouding tussen de g-waarde van de betreffende beglazing en de g-waarde van enkelblank glas van 4 mm

specifiek ventilatorvermogen: het elektrisch vermogen dat nodig is om een luchtdebiet van 1 m³ lucht per secondein een ruimte te realiseren

split toestel: toestel voor luchtconditionering waarbij compressor en condensor op een afzonderlijk chassis zijngemonteerd

spouwmuur: een onafhankelijke niet-dragende buitenmuur (buitenspouwblad), geplaatst vóór de binnenwand(binnenspouwblad) en met een beschermende luchtspouw.

systeemrendement: de verhouding tussen de warmte die de verwarmingselementen netto aan de ruimte afgevenen de warmte die door de bijhorende warmte-opwekkingsinstallatie aan het systeem van warmteverdeling wordtafgegeven

temperatuuramplitudedemping: de verhouding tussen het grootste temperatuurverschil dat in één dag optreedtgemeten aan de buitenzijde en het grootste temperatuurverschil dat in één dag optreedt gemeten aan debinnenzijde.

thermische behaaglijkheid: een geestestoestand die tevredenheid met de thermische omgeving uitdrukt (volgensde ISO 7730 norm)

102

thermische weerstand (van een bouwmateriaal): de dikte van het bouwmateriaal d [in m] gedeeld door zijn

warmtegeleidbaarheid � [in W/(m.K)]. De eenheid is (m².k)/W. Het symbool is R.tochtsluis: een gang met aan beide kanten deuren, waarbij de ene deur pas opengaat als de andere gesloten is.

toevoerlucht: lucht die in de te behandelen ruimte binnenkomt of die in het systeem binnenkomt na eenbehandeling.

topkoeling: beperkte ruimtekoeling (temperatuurverlaging met 3 à 4° C) waarbij men ventileert m.b.v. gekoeldelucht

tourniquet: zie tochtsluis

transmissieverliezen: zie geleidingsverliezen

Trombe-wand: een transparant oppervlak (beglazing) gemonteerd voor een warmte absorberende massievewand, waartussen lucht wordt opgewarmd.

uitwendige scheidingsconstructie: een (deel van de) constructie die de scheiding vormt tussen de ruimte en debuitenlucht, de grond of water

Unified Glare Rate: en benaderd model dat de kans op verblinding uitdrukt

utiliteitsgebouw: een gebouw (of deel van een gebouw) bestemd voor activiteiten die behoren tot de sector handelen diensten.

U-waarde: warmtedoorgangscoëfficiënt, gedefinieerd als de hoeveelheid warmte [in J] die in een permanent(stationair) regime doorheen het constructiedeel gaat, per seconde [in s], per vierkante meter [m²], en per eenheidtemperatuurverschil [in K] tussen de omgevingen aan weerszijden van dit constructiedeel. De eenheid isW/(m².K)

variabel-debietsysteem (bij ventilatie): ventilatiesysteem met regelbaar ventilatiedebiet.

veegpulsschakeling: een schakeling waarbij men de verlichting in een (deel van een) gebouw centraal op gezettetijden automatisch kan uitschakelen

vegetatiedak: een dak met begroeiing

ventilatie: de gewilde (natuurlijke en/of mechanische) toe- en afvoer van ‘gebruikte’ lucht van binnen naar buiten,en de toevoer van ‘verse’ lucht van buiten naar binnen.

ventilatiedebiet: de te verplaatsen luchthoeveelheid in een ruimte gedurende een bepaalde periode. De eenheidis m³/h.

ventilatievoud: het aantal malen dat per uur een hoeveelheid lucht in een ruimte wordt gebracht die gelijk is aande inhoud van de ruimte. Het symbool is n. De eenheid is h

-1.

verdampingskoeling: koeling doordat de verdamping van water in een luchtstroom de benodigdeverdampingswarmte aan lucht onttrekt, waardoor de lucht afkoelt

verdringingsventilatie: ventilatie door luchttoevoer met een lage snelheid vanuit fijn verdeelde ventilatieopeningenvlak boven of door de vloer, op een temperatuur lager dan de temperatuur in de ruimte

verlichtingssterkte: het totaal aantal lumen dat per eenheidsoppervlak op een referentievlak valt

verliesoppervlakte: de som van de oppervlakten van de inwendige en uitwendige scheidingsconstructies rondomeen beschermd volume, met uitzondering van de inwendige scheidingsconstructie tussen twee aan elkaargrenzende beschermde volumes

vliesgevel: een compleet afgewerkte, geïsoleerde gevelconstructie met doorzicht- en niet-doorzichtelementen,enkel verankerd aan de vloeren (en eventueel kolommen van een skeletbouw).

voorraadtoestel: een apparaat voor de bereiding van warmtapwater dat in hoofdzaak bestaat uit een goedgeïsoleerd voorraadvat waarin het warmtapwater continu op de gewenste temperatuur wordt gehouden.

vormfactor: zie compactheidsgraad

vrije koeling: koeling waarbij men enkel ventilatie met niet-actief gekoelde koele buitenlucht gebruikt.

waarde bij ontstentenis: een vaste, forfaitaire waarde (die men bij de berekening van het E-peil altijd maggebruiken). Het is de vertaling van 'default value' en 'valeur par défaut'.

wamtepomp: een installatie die laagwaardige omgevingswarmte (weer) bruikbaar maakt door hettemperatuurniveau te verhogen.

warm dak: isolatie aan de bovenkant van de dakconstructie, waarbij de dakafdichting de bovenste laag vormt.

warmtecapaciteit: een maat voor de hoeveelheid opgenomen warmte [in J], per eenheid oppervlak [in m²] en pereenheid temperatuurstijging [in K]. De eenheid is J/(m².K)

103

warmtedoorgangscoëfficiënt (zie ook U-waarde): de hoeveelheid warmte [in J] die in een permanent (stationair)regime doorheen het constructiedeel gaat, per seconde [in s], per vierkante meter [m²], en per eenheidtemperatuurverschil [in K] tussen de omgevingen aan weerszijden van dit constructiedeel. De eenheid isW/(m².K)

warmtegeleidbaarheid: de hoeveelheid warmte [in J] die in een permanent regime, per tijdseenheid [in s],doorheen een vlak van 1 m² van het materiaal gaat, per eenheid dikte [in m], en per eenheid vantemperatuursgradient [in K] in dat bouwmateriaal. De eenheid is W/(m.K)

warmtelevering door derden: de levering van warmte voortkomende uit al dan niet een combinatie van eenproductieproces van elektriciteit; een industrieel productieproces; afvalverbranding; opwaardering van warmtemet een warmtepomp, en waarbij de levering niet is beperkt tot gebouwen op het eigen perceel respectievelijk totbij de bouwaanvraag betrokken gebouwen

warmtepompcombi: warmtepomp voor zowel ruimteverwarming als bereiding van warmtapwater

warmteterugwinning (bij ventilatie): het gebruik van de warmte uit de afvoerlucht als voorverwarming van detoevoerlucht

warmtewinsten: de som van zonnewinsten en interne warmteproductie, vermenigvuldigd met eenwarmtebenuttingsfactor

warmtewisselaar: een thermisch apparaat waarin warmte wordt uitgewisseld tussen twee media, met alsdrijvende kracht het temperatuurverschil.

waterzijdig inregelen: het op elkaar afstemmen van de waterstromen van een cv-installatie, zodat detemperatuurverschillen in het gebouw verdwijnen

weersafhankelijke regeling: de temperatuur van het aanvoerwater van de cv-installatie afstemmen op debuitentemperatuur

zijlicht: natuurlijk licht dat “van opzij schijnend” wordt ervaren.

zonneboiler: een apparaat dat zonne-energie omzet in warmte, en deze warmte levert voor de verwarming vanwarmtapwater

zonnewinsten: de som zijn van de warmtewinsten afkomstig van de binnenkomende zonnewarmte door detransparante constructiedelen van de uitwendige scheidingsconstructies, en de energiebijdrage van eenthermisch zonne-energiesysteem voor ruimteverwarming

zontroedingsfactor: zie g-waarde

zonwerende beglazing: glas met een coating die infrarood- en ultraviolette straling blokkeert, maar het zichtbaredeel van het (zonne)spectrum doorlaat

�-waarde: zie warmtegeleidbaarheid.

104

11. Lijst van afkortingen

AOR: aangrenzende, onverwarmde ruimte

ASHRAE: American Society of Heating, Refridgerating and Airconditioning Engineers

AWD: aanwezigheidsdetectie

AZO: anidolische zenitale opening

BIN: Belgisch Instituut voor Normalisatie

BUtgb: Belgische Unie voor de technische goedkeuring in de bouw

BV: beschermd volume

bvo: bruto vloeroppervlakte

BEO: boorgat energie opslag

CG: cellulair glas

CS: calciumsilicaat

COP: coefficient of performance

CAV: constant air volume

cv: centrale verwarming

DAV: daglicht afhankelijke verlichting

DEC: desiccant evaporative cooling

DET: directe energetische transmissie

E-peil: cijfermatig energieprestatieniveau van een gebouw (max E100)

EA: energetische absorptie

EAP: Energie Advies Procedure (voor bestaande gebouwen)

ECN: energieondezoek centrum Nederland

EER: energy efficiency ratio

EPB: energie prestatie en binnenklimaat

EPC: Energie Prestatie Coëfficiënt (benaming in Nederland)

EPDM: Ethyleen Propyleen Dieen Monomeer

EPBD: Energy Performance of Buildings Directive (Europese richtlijn)

EPN: energieprestatienormering (benaming in Nederland)

EPR: Energie Prestatie Regelgeving

EPS: geëxpandeerd polystyreen

EPT: Ethyleen Propyleen Terpolymeer

EPW: Energie Prestatie in Woningen

EPU: Energie Prestatie in Utiliteitsgebouwen

ER: energie reflectie

HR: hoogrendement

HSB: houtskeletbouw

ICS: integrated collector storage

IR: infrarood

ISO: International Organization for Standardization

105

KWO: koude/warmte-opslag

LBK: luchtbehandelingskast

LBNL: Lawrence Berkeley National Laboratory

LED: light emitting diode

LTA: lichttransmissie

LTV: lage temperatuur verwarming

MS-polymeer: modified silicon polymeer

MW: minerale wollen

NOVEM: Nederlandse onderneming voor energie en milieu

ODE: Organisatie voor Duurzame Energie

OEE: Office of Energy Efficiency

OSB: oriented strand board

PE: polyethyleen

PEF: geëxtrudeerd polyethyleen

PF: fenolschuim

PAKs: polycyclische aromatische koolwaterstoffen

PIR: polyisocyanuraat

PMV: predicted mean vote

PPD: predicted percentage of dissatisfied

PUR: polyurethaan

PVC: polyvinylchloride

RV: relatieve vochtigheid

RVS: roestvrij staal

SC: shading coefficient

SFP: specific fan power

SPF: seizoensprestatiefactor

TIM: translucente isolatiematerialen

TL: tube light

UF: ureumformaldehyde

UGR: unified glare rate

US-DOE: United States Department Of Energy

UV: ultraviolet

VAV: variable air volume

VGI: verbond van de glasindustrie

VITO: Vlaamse Instelling voor Technologisch Onderzoek

VR: verbeterd rendement

VSA: voorschakelapparatuur

WAR: weersafhankelijke regeling

WKK: warmtekrachtkoppeling

WTCB: Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf

XPS: geëxtrudeerd polystyreen

ZTA: zontoetredingsfactor

Beschrijving van gebouwgebonden energiefuncties · 6 2. Verwarming 2.1. Het waarom van...

Documents

Transcript of Beschrijving van gebouwgebonden energiefuncties · 6 2. Verwarming 2.1. Het waarom van...