VENTILATIE DOOR GANGWANDVERDRINGING

Transcriptie

1 integratie VENTILATIE DOOR GANGWANDVERDRINGING Voor schoolbesturen en -directies is het op zich al een hele toer om een goed functionerend ventilatiesysteem op hun school te realiseren. Wanneer een dergelijk systeem ook nog eens tijdens de exploitatietermijn betaalbaar moet blijven, wordt de uitdaging nog groter. Een door bbn Adviseurs ontwikkeld ventilatieconcept door gangwandverdringing blijkt zowel wat betreft levensduurkosten als comfortverhoging een slimme oplossing. Bij de nieuwbouw van het gezamenlijke gebouw voor de scholen M.M. Boldingh en De Populier, en het kinderdagverblijf Onno Dak in Den Haag, wordt het concept voor het eerst toegepast. Tekst: ing. Roland Halle, bbn Adviseurs. Fotografie: Industrie. Om een goed binnenklimaat te realiseren wordt in het ontwerptraject vaak gekozen voor installatietechnische oplossingen terwijl integrale ontwerpoplossingen buiten beeld blijven. Hogere eisen worden te gemakkelijk vertaald in meer techniek. Het gevolg daarvan is dat scholen onbedoeld worden opgezadeld met hoge exploitatiekosten. De toenemende complexiteit van de techniek legt een groot beslag op kostbare ruimte en leidt niet zelden tot meer storingen. Meer techniek vraagt om meer tijd en aandacht in het ontwerpproces, maar ook tijdens de gebruiksfase om intensiever onderhoud. Opvallend genoeg wordt ter voorkoming van problemen door de techniek de oplossing vaak weer gezocht in aanvullende technische oplossingen. En ondertussen groeien de exploitatiekosten. De exploitatiekosten zijn doorgaans voor rekening van de schoolbesturen, terwijl gemeenten verantwoordelijk zijn voor de realisatie van de school. Zij hebben er dus in feite geen financieel belang bij om een gebouw te laten ontwikkelen dat een lage energierekening en weinig onderhoudskosten kent. De onderhoudsvriendelijkheid van het binnenklimaatsysteem is vaak onderbelicht. Wanneer de onderhoudskosten over de gehele levensduur van het gebouw worden beschouwd, blijken deze financieel even zwaar mee te wegen als de investeringskosten. Voor de energiekosten kan zelfs worden gesteld dat deze aanzienlijk zwaarder meewegen dan de onderhoudskosten. Met zogeheten gangwandverdringing is het wel mogelijk een klimaatconcept te bedenken dat goed presteert op levensduurkosten, zonder concessies te doen aan het binnenklimaat. Techniek minimaliseren bbn Adviseurs werkte een concept uit dat bestaande technieken en inzichten in een nieuwe combinatie samenvoegt. Door de techniek te minimaliseren en optimaal gebruik te maken van natuurlijke principes, zoals lichtinval, vrije koeling en warmte-accumulatie, is het ook mogelijk een duurzaam gebouwontwerp zonder meerkosten neer te leggen. Gebouw en techniek worden integraal benaderd (lcc-benadering), in plaats van als losse maatregelen in de vorm van een Programma van Eisen. Techniek kan helpen om bijvoorbeeld maximaal in te spelen op de variërende vraag van lucht, licht, koeling en verwarming. Denk bijvoorbeeld aan vraaggestuurde ventilatie, aanwezigheidsdetectie en daglichtafhankelijke regeling waarmee efficiënt de energiebehoefte van het gebouw kan worden teruggebracht. Het is dan belangrijk dat energiebesparing het comfort niet nadelig beïnvloedt. Door aanvullend de rendementen van alle toegepaste componenten van grof naar fijn te maximaliseren wordt kostenefficiënt geoptimaliseerd. DE ONTWERPKEUZE KAN DE TOEKOMST BESTENDIGHEID VAN HET GEBOUW VERGROTEN 32 VV+ juni 2015

2 Ook door het centraliseren van techniek is op het gebied van levensduurkosten een aanzienlijke besparing mogelijk. Er is sprake van minder componenten met doorgaans een hoog rendement. De componenten zijn daarnaast groter, waardoor optimaal wordt geprofiteerd van gelijktijdigheden in combinatie met de genoemde vraaggestuurde regelingen. Ook zijn er minder componenten te onderhouden, wat de onderhoudskosten aanzienlijk drukt. De ontwerpkeuze kan de toekomstbestendigheid van het gebouw vergroten. Er moet verder worden gekeken dan alleen de eisen en wensen van de huidige gebruiker en op voorhand rekening worden gehouden met (nieuwe) duurzame energiebronnen en flexibiliteit. Dit levert in de toekomst veel geldbesparing op bij functie- en/of installatiewijzigingen. Gangwand als plenumwand Het ventilatieconcept wordt voor het eerst toegepast bij de nieuwbouw van een complex waarin de scholen M.M. Boldingh en de Populier, en het kinderdagverblijf Onno Dak worden gehuisvest. bbn adviseurs heeft het concept uitgewerkt en het ontwerp wordt geheel overeenkomstig het door bbn geschreven pve uitgevoerd. De partijen gaan niet over één nacht ijs. Na cfd-simulaties van Deerns en geluidsproeven van dpa Cauberg Huygen, blijkt dat met het gangwandverdringingsconcept een kwaliteit Frisse Scholen klasse A wordt gehaald terwijl wordt geventileerd met een luchthoeveelheid overeenkomstig klasse B. De gangwand dient hierbij als luchttoevoervoorziening en is uitgevoerd als plenumwand. Omdat dit een nieuw product betreft zijn in de voorstudie voorafgaand aan de aanbesteding een viertal zaken onderzocht om onduidelijkheden en daarmee risico s voor marktpartijen weg te nemen: 1. Luchtgeluidisolatie Conform Frisse Scholen klasse B geldt voor de geluidsisolatie (DnT;A) tussen groepsruimten/leslokalen en aangrenzende verkeersruimten een eis van ten minste 25 db. Aangezien de gangwand als een plenumwand, met over de gehele breedte met spleet, is uitgevoerd, ontstaat een open verbinding met de gang en is door een berekening en een praktijkmeting getoetst of aan deze geluidisolatie-eis kan worden voldaan. 2. Comforteisen Thermische comforteisen Frisse Scholen klasse B - luchtsnelheden of Draught rate, temperatuurgradiënt en stralingsasymmetrie. 3. Maakbaarheid bbn adviseurs heeft een concrete uitwerking van de speciale gangwand ontwikkeld, waarmee het gangwandverdringingsprincipe kan worden gerealiseerd dat stromingstechnisch voldoet en is getest op de praktijkgeluidsisolatie. Fabrikant Knauf biedt het concept inmiddels als bouwsysteem aan onder de naam BoWall Flow. 4. Ventilatie conform bouwbesluit Het Bouwbesluit voorziet niet goed in nieuwe technieken. Zo is het bouwbesluit recentelijk aangepast vanwege vraaggestuurd ventileren waardoor minder lucht nodig zou VV+ juni

3 integratie kunnen zijn bij lagere bezettingen. Daarmee kan nu ook de luchthoeveelheid op de daadwerkelijke bezetting (het aantal personen) worden gebaseerd. In het Bouwbesluit wordt ervan uitgegaan dat verse lucht direct in het vertrek wordt ingebracht. Bij het voorgestelde concept functioneert echter de gang als luchtkanaal. Aangezien de gang en de lokalen min of meer in open verbinding met elkaar staan via de speciale open gangwandconstructie, kan de gang bij de verblijfszone worden betrokken. Zolang de verse luchthoeveelheid wordt gebaseerd op de persoonsbezetting en deze zowel in de lokalen als in de gang op basis van CO 2 wordt gestuurd, wordt hiermee voldaan aan de eis uit het bouwbesluit. Dat betekent ook behoud van de luchtkwaliteit (max. ppm CO 2 ), die met CO 2 -sturing kan worden geborgd. Hiervoor moet tevens een CO 2 -opnemer in de gangzone worden opgenomen. Wat je in de praktijk ziet is dat juist niet-functionele ruimten, zoals verkeersruimten, ook functioneel worden ingezet. Bij het strikt volgen van het bouwbesluit kan hierdoor in de praktijk een luchttekort ontstaan met een muffe lucht tot gevolg. Vaak wordt sterk verontreinigde lucht vanuit lokalen naar de gangzone overgestort terwijl daar ook leerlingen verblijven. De huidige praktijksituatie pleit ervoor de gangzone bij de verblijfszone te trekken en overal op CO 2 te sturen. Hiermee blijft de luchtkwaliteit beter in de hand zonder dat hier extra kosten mee gemoeid zijn. Tevens ontstaat hiermee een hoge mate van flexibiliteit zodat een gebouw wordt gerealiseerd dat langdurig in staat is huisvesting te bieden aan onderwijs of aan andere mogelijke gebruiksvormen. Klimaatconcept gangwandverdringing Voor de verblijfsruimten (kantoren, lokalen en dergelijk) is een specifiek klimaatconcept voorgeschreven (figuur 1). In het concept wordt gebalanceerde mechanische ventilatie met vraaggestuurde mechanische afvoer op basis van CO 2 per ruimte toegepast. De verse lucht wordt in de gangzone door brandwerende wandroosters (of via brandkleppen) vanuit een bouwkundige schacht toegevoerd. De toevoer naar de lokalen wordt via luchtoverstort vanuit de gangzone voorzien. Via een geperforeerde plaat van circa 20 cm hoog (voor een standaard bezet klaslokaal met 31 personen is minimaal een lengte van 5 m nodig) wordt de lucht via de tussenwand volgens het principe van verdringingsventilatie toegevoerd. De centrale lbk (wtw-unit) kan zonder verwarmingsbatterij worden uitgevoerd omdat er een wtw van minimaal 90 procent moet worden toegepast. Verwarming gebeurt op conventionele wijze met een hr-wandketel(s) en radiatoren. Er wordt geen mechanische koeling toegepast aangezien de actieve thermische massa optimaal wordt benut door nachtventilatie (passieve koeling). De gehele gebouwmassa wordt voor accumulatie benut (inclusief verkeersruimten, plafondplenum en schachten). 1. Voor de verblijfsruimten (kantoren, lokalen en dergelijke) is een specifiek klimaatconcept voorgeschreven: het BoWall Flowconcept. 2. Het kan voorkomen dat er in enkele lokalen onvoldoende gangwandlengte beschikbaar is voor ventilatie (gangwandlengte < 5 m). Hiervoor is een alternatief klimaatconcept opgesteld. Daarbij wordt door toepassing van buitenzonwering (uitvalschermen) en zonwerend glas de externe warmte zoveel mogelijk buiten het gebouw gehouden. Door een traploos instelbare, handmatige spuiventilatie kan tevens naar wens extra worden gekoeld/geventileerd met buitenlucht. Omdat de verse lucht via onderdruk via de verkeersruimte binnenstroomt, wordt de ventilatie door het openen van deuren en ramen niet gehinderd, maar juist ondersteund. Ventilatie Per installatiezone wordt op hoog niveau een energiezuinige lbk op het dak geprojecteerd. Tocht en geluidsproblemen die bij natuurlijke ventilatie via gevelroosters optreden wordt hiermee voorkomen. De bouwkundige schacht wordt stofvrij en erosiebestendig afgewerkt en op de lbk worden 34 VV+ juni 2015

4 aangesloten. Per zone wordt door deze schacht met brandwerende toevoerrooster(s) de verse lucht op lage snelheid (circa 1 m/s) tochtvrij in de gangzone toegevoerd. Deze roosters moeten worden opgenomen in een afsluitbare en brandwerende deur in de schachtwand waardoor de schacht toegankelijk is voor schoonmaak en onderhoud. De luchtkwaliteit wordt ook in de gangzone centraal op basis van CO 2 bewaakt, zodat op momenten dat mensen zich in de gangzone begeven, maar nog niet in de verblijfsruimten zijn, de ventilatie in de lokalen start. De gefilterde verse lucht wordt vanuit de gangzone iets onder ruimtetemperatuur via de tussenwanden naar de vertrekken overgestort. Hiervoor wordt over de complete lengte van de gangwand een aanzuig- en toevoerspleet opgenomen en wordt de wand uitgevoerd als suskast. In de gangzone zal op circa 1,2 m hoogte de verse lucht via een spleet over de gehele breedte worden aangezogen. De lucht wordt op plintniveau met zeer lage snelheid (circa 0,2 m/s) via een geperforeerde plint van 20 cm hoog met een perforatiegraad van circa 50 procent toegevoerd, volgens het principe van verdringing. Door de lichte ondertemperatuur zal de lucht zich over het gehele vloeroppervlakte verdelen en vooral de leefzone voorzien. Deze vorm van luchtverdeling geeft ten opzichte van conventionele mengventilatie een hogere ventilatieeffectiviteit. Hierdoor kan bij gelijkblijvende luchtkwaliteit (ppm CO 2 ) met aanzienlijk lagere luchthoeveelheden worden geventileerd. Hiervoor is het van belang dat er in elke ruimte een CO 2 -opnemer op bedieningshoogte (circa 1,5 m) komt. Verontreinigingen en warmte zullen opstijgen en in de bovenste luchtlaag aan het plafond ophopen. Gelijkmatig verdeeld over het plafond zal dit door verlichtingsarmaturen en, indien nodig, extra open roostertegels via een akoestische slang boven het systeemplafond worden afgezogen. De luchthoeveelheid vindt per vertrek vraaggestuurd op basis van CO 2 (950 ppm CO 2 ) plaats. In de gangzone zal hiervoor een (ongeïsoleerd) retourkanaal met vav-boxen en akoestische slang worden opgenomen die via de bouwkundige schacht op de luchtbehandelingskast wordt aangesloten, zodat warmteterugwinning mogelijk is. Verwarming Het warmteafgiftesysteem bestaat uit radiatoren aan de gevel waarmee adequaat koudeval onder de relatief hoge glasvlakken kan worden voorkomen (vanwege de eis van daglichttoetreding). Door de radiatoren uit te rusten met thermostaatkranen kan fluctuatie van de bezetting (interne warmtelast) snel worden opgevangen, waarmee een relatief constante ruimtetemperatuur wordt bereikt. Tevens wordt hiermee de gebruiker de mogelijkheid geboden de ruimtetemperatuur naar wens bij te stellen. De thermostaatkranen moeten in vaste minimale en maximale stand kunnen worden beperkt zodat de regeling over een maximale bandbreedte van 4 C beschikt. Hiermee wordt voorkomen dat radiatoren ongewenst te ver open worden gedraaid met een te hoge ruimtetemperatuur tot gevolg. Koeling Door het optimaal benutten van warmte/koude accumulerend vermogen van een gebouw in combinatie met nachtventilatie, en het toepassen van buitenzonwering kan ruimschoots aan de gestelde thermisch eisen Frisse Scholen klasse B voor de zomersituatie worden voldaan zonder toepassing van actieve koeling. Daarbij is de installatie op toekomstige (passieve) koeling voorbereid door bijvoorbeeld de bouwkundige schacht van pcm (phase change materials) te voorzien. Onvoldoende gangwandlengte Door de planuitwerking kan het voorkomen dat er in enkele lokalen onvoldoende gangwandlengte beschikbaar is voor ventilatie (gangwandlengte < 5 m). Doorgaans zal dit niet optreden doordat hierbij te diepe vertrekken ontstaan waardoor niet aan de daglichteisen kan worden voldaan. Om in deze situaties toch met de verse lucht vanuit de gangzone te kunnen ventileren en het basisprincipe overeind te houden, is voor deze specifieke ruimten een alternatief klimaatconcept bedacht. Omdat hier verse lucht via het verlaagde plafond wordt aangezogen, kan zich hier na verloop van tijd enige vervuiling op het systeemplafond verzamelen. Aangezien het gangwandverdringingssysteem hier veel minder gevoelig voor is, is het gewenst dit alternatief in de planuitwerking zoveel mogelijk te voorkomen om zo de onderhoudskosten te beperken. Het alternatieve klimaatconcept wijkt op een aantal punten af. Zo wordt de toevoer naar de verblijfsruimten via luchtoverstort vanuit de gang voorzien. In het systeemplafond moeten gelijkmatig verdeeld geperforeerd metalen plafondbanen worden opgenomen. Indien hiervoor circa 20 procent van het plafond wordt gebruikt HET WARMTEAFGIFTESYSTEEM BESTAAT UIT RADIATOREN AAN DE GEVEL WAARMEE ADEQUAAT KOUDEVAL ONDER DE RELATIEF HOGE GLASVLAKKEN KAN WORDEN VOORKOMEN VV+ juni

5 integratie met een perforatiegraad van circa 20 procent, zal de lucht met een zeer lage snelheid van circa 0,13 m/s (over de netto doorlaat van de gaten) volgens het principe van verdringing worden ingeblazen. De luchtoverstort wordt via plafondroosters in de gang gerealiseerd (voorzien van akoestische slang). Het maximale drukverlies van de overstortvoorziening (inclusief plafond) moet net als bij gangwandverdringing tot maximaal 5 Pa drukverlies worden beperkt. Zo wordt voorkomen dat ruimten op een te groot drukverschil komen te staan. Dit kan betekenen dat er meerdere overstortvoorzieningen per lokaal nodig zijn. Om te voorkomen dat er stof vanuit het plafondplenum van de gang wordt meegeventileerd naar het lokaal, moet het een gesloten overstortvoorziening zijn. In deze situatie wordt een wandrooster via een akoestische slang aangesloten op een afzuigkanaal met vav-box in de gang. In het detailontwerp van het plafondsysteem moet er rekening mee worden gehouden dat de ruimte boven het systeemplafond eenvoudig bereikbaar is voor periodieke reiniging en vrij is van materialen die stof kunnen afgeven aan de ventilatielucht. Installatie-eisen Voor de gezamenlijke nieuwbouw van de scholen en het kinderdagverblijf in Den Haag zijn onder meer de volgende aanvullende installatie-eisen in het Programma van Eisen opgenomen: fabricaat lbk: Rosenberg (Liberty hr+) of gelijkwaardig; fabricaat luchtappendages (kleppen, roosters en dergelijke): Solid Air of gelijkwaardig; wtw-rendement lbk: > 90 procent (dubbele kruisstroomwisselaar), voorzien van bypass; ventilatiecapaciteit leslokalen: 30,6 m 3 /h/persoon; filters luchtbehandelingskast: filterklasse F7; traploos regelbare gelijkstroomventilatoren; kunststof omkasting (ten behoeve van buitenopstelling), dubbelwandig en koudebrugvrij uitgevoerd; maximale luchtsnelheid in de schachten 2,5 m/s. De schachtafmetingen moeten op basis hiervan worden bepaald. Tevens moeten de schachten door rastervloeren voor onderhoud toegankelijk zijn; centrale sturing vav-kleppen voor nachtventilatie. vavkleppen regelbaar tussen 30 en 100 procent, waar bij volledig gesloten stand (0 procent) tot de mogelijkheden behoort wanneer er geen bezetting aanwezig is; lbk voorzien van standalone-regeling, voorzien van onder andere vrij instelbare klok- en vakantieprogramma s, dag-, nacht- en weekendbedrijf (en automatische zomeren wintertijd); voor het dimensioneren van de lbk( s) en schachten wordt een gelijktijdigheid van minimaal 80 procent gehanteerd waarbij wordt geselecteerd op een maximale luchtsnelheid door de netto doorlaat van 2,5 m/s. Toepassing van hogere gelijktijdigheden of lagere luchtsnelheden resulteert in lagere drukverliezen en daarmee in energiezuinigere ventilatie; voor het dimensioneren van de afvoerkanalen op de verdiepingen wordt een gelijktijdigheid van 100 procent gehanteerd; voor het dimensioneren van de luchtvoorzieningen voor de leslokalen wordt een gelijktijdigheid van 100 procent gehanteerd; het maximale drukverlies van de tussenwand bedraagt 5 Pa. Akoestisch onderzoek De door dpa Cauberg Huygenis geteste BoWall-wandconstructie is als volgt opgebouwd: Knauf Diamond board 12,5 mm. Metalstudframe uit cw-profielen 75/50/0,6 h.o.h. 600 mm. Cellulose (dbmax ts40) vulpanelen met een densiteit van 65 kg/m³ tussen de stijlen. Luchtspouw van 30 mm tussen de stijlen. Metalstudframe uit cw-profielen 75/50/0,6 h.o.h. 600 mm. Cellulose (dbmax ts40) vulpanelen met een densiteit van 65 kg/m³ tussen de stijlen. Knauf Diamond board 12,5 mm. De wand is voorzien van een ventilatievoorziening (BoWallgangwandverdringing met Bohebiflex base-systeem met 50 procent geperforeerde plint-op-plinthouders). Daarnaast zijn er nog drie varianten ontwikkeld: 1. BoWall-wandconstructie zonder plint; als basisvariant waarbij de geperforeerde plint is verwijderd. 2. BoWall-wandconstructie met extra standaard A-plaat; als basisvariant, met aan de zendzijde een extra standaard A-plaat 12,5 mm. 3. BoWall-wandconstructie met extra Diamond board; als basisvariant, met aan de zendzijde een extra Diamondboard 12,5 mm. De gemeten geluidisolatie van 43 db betreft een BoWallwand van 2,39 m. Voor een klaslokaal met een BoWall-wand van 9,6 m (vier keer langer dan de gemeten wand) bedraagt de geluidisolatie van de BoWall-wand ( =) 37 db. Hiermee wordt nog ruimschoots aan de eisen van Frisse Scholen voldaan. Met toepassing van een 9,6 m lange BoWall-gangwandverdringing is nog voldoende geluidruimte ( 6 db) aanwezig voor geluidoverdracht via overige delen van de scheidingsconstructie, zoals een eventueel toe te passen glazen pui en flankerende overdracht via vloer en plafond. Onderzoeksresultaten luchtkwaliteit Deerns heeft onderzocht of in de wintersituatie, de meest kritische situatie voor het comfort, wordt voldaan aan Frisse Scholen klasse B. Geconcludeerd werd dat bij een toevoerhoogte van het inblaasrooster bij de vloer van 0,20 m het (gesimuleerde) ventilatieconcept voldoet aan de gestelde eisen van Frisse Scholen klasse B. 36 VV+ juni 2015

6 opbouw constructie basisvariant: BoWall wandconstructie - Knauf Diamond board 12,5 mm, - metal stud frame uit cw-profielen 75/50/0,6 h.o.h. 600 mm, - cellulose (dbmax ts40) vulpanelen met een densiteit van 65 kg/m³ tussen de stijlen, - luchtspouw van 30 mm tussen de stijlen, - metal stud frame uit cw-profielen 75/50/0,6 h.o.h. 600 mm, - cellulose (dbmax ts40) vulpanelen met een densiteit van 65 kg/m³ tussen de stijlen, - Knauf Diamond board 12,5 mm, wand voorzien van een ventilatievoorziening BoWall gangwandverdringing met Bohebiflex base systeem met 50 procent geperforeerde plint op plinthouders. variant 1: BoWall wandconstructie zonder plint - als basisvariant, waarbij de geperforeerde plint is verwijderd. variant 2: BoWall wandconstructie met extra standaard A-plaat - als basisvariant, met aan de zendzijde een extra standaard A-plaat 12,5 mm. variant 3: BoWall wandconstructie met extra Diamond board - als basisvariant, met aan de zendzijde een extra Diamond board 12,5 mm. luchtgeluidisolatie (ééngetalswaarden) Rw [db] 1) C [db] 1) Ctr [db] 1) DnT,A [db] 2) ) De ééngetalsaanduiding voor de luchtgeluidisolatie Rw, C en Ctr zijn bepaald conform de rekenmethode in nen-en-iso ) De ééngetalsaanduiding voor het luchtgeluidsniveauverschil DnT,A is bepaald conform de rekenmethode in nen C1: 2008 / C3: Tabel 1. Overzicht meetresultaten luchtgeluidisolatie (bron dpa Cauberg - Huygen). 3. De gemiddelde leeftijd van de lucht in seconden (680 s is het gemiddelde bij een ventilatievoud van 5,3). Uit de simulaties blijkt dat de ventilatie-effectiviteit bij gespreide afvoer sterk toeneemt. De effectiviteit is ongeveer twee keer zo groot dan bij afvoer bij de gang. De leeftijd van de lucht is lager dan gemiddeld (circa 350 s). De lucht in de ruimte wordt gelijkmatig ververst. Verwacht mag worden dat klasse A van de Frisse Scholen Toets wordt bereikt (bron: Deerns). Als de afvoer gespreid via het plafond (armaturen) plaatsvindt, stijgt de ventilatie-effectiviteit sterk. Om een goede luchtkwaliteit te bereiken zou ook minder lucht kunnen worden toegevoerd. Als de afvoer gespreid via het plafond plaatsvindt, verbetert ook de verticale temperatuurgradiënt zodat deze voldoet aan klasse B. Wat betreft operatieve temperatuur en luchtkwaliteit kan worden voldaan aan Frisse Scholen klasse A. Vergelijking (exploitatie)kosten Met levensduurkostenberekeningen (lcc) zijn alle financiële aspecten op het gebied van investering, energie en onderhoud te voorspellen. Door bij dezelfde technische randvoorwaarden (bouwkundig eisen, installatietechnische eisen en gebruikseisen) een integrale lcc-berekening uit te voeren, zijn naast de investeringskosten ook de exploitatiekosten over de technische levensduur te beschouwen. De investerings- en exploitatiekosten van gangwandverdringing zijn vergeleken met drie varianten: 4. Luchttemperaturen tussen 20 en 28 C. De gemiddelde lucht- en stralingstemperatuur (operatieve temperatuur) in het controlepunt is (23,9 + 20,8) / 2 = 22,4 C en voldoet daarmee aan de eis van klasse A. De verticale temperatuurgradiënt voldoet aan de eis uit frisse scholen klasse B van 3 C/m (bron: Deerns). Variant 1 Natuurlijke ventilatie via suskasten in de gevel en vraaggestuurde mechanische afzuiging op basis van CO 2 per ruimte. Er wordt geen wtw toegepast op de ventilatielucht. Verwarming gebeurt via een hr-ketel en radiatoren. Er is geen mechanische koeling. Variant 2 Gebalanceerde mechanische ventilatie met vraaggestuurde mechanische toevoer op basis van CO 2 per ruimte en toevoer via wervelroosters in het systeemplafond. De afvoer wordt met een afzuigpunt per ruimte (plenumafzuiging) meegeregeld. Er wordt hr-wtw (90 procent) toegepast. Verwarming gebeurt via een hr-ketel en radiatoren. Er is geen mechanische koeling. Variant 3 Gebalanceerde mechanische ventilatie met vraaggestuurde mechanische toevoer op basis van CO 2 per ruimte. De VV+ juni

7 integratie 5. Principeschema variant Principeschema variant Principeschema variant Principeschema gangwangverdringing. toevoer verloopt via luchtverdeelslangen in het systeemplafond. De afvoer wordt via de gangzone centraal geregeld. Er wordt hr-wtw (90 procent) toegepast. Verwarming gebeurt via een hr-ketel en luchtnaverwarmers. Er is geen mechanische koeling. Gangwandverdringing Gebalanceerde mechanische ventilatie met vraaggestuurde mechanische afvoer op basis van CO 2 per ruimte. Brandwerende wandroosters in de gangzone voeren de verse lucht toe. Een luchtoverstort vanuit de gang voorziet de verblijfsruimten van toevoer. De gehele plint voert de lucht via de tussenwand toe (verdringingsventilatie). Er wordt hr-wtw (90 procent) toegepast. Verwarming gebeurt via een hrketel en radiatoren. Er is geen mechanische koeling. LCC-analyse In de berekening zijn de gerelateerde kosten voor het bouwkundige en elektrotechnische deel voor de beschouwde varianten verwerkt. Het relatief eenvoudige concept op basis van natuurlijke ventilatie via gevelroosters (variant 1) presteert goed op investering en onderhoud, aangezien er relatief weinig onderhoud behoevende installatiecomponenten aanwezig zijn (figuur 9). Het grootste nadeel zijn de hoge energiekosten voor verwarming door het ontbreken van wtw. Wel liggen de kosten voor luchttransport (ventilatorenergie) bij dit concept het laagst door het ontbreken van een luchttoevoersysteem. Op het gebied van comfort zijn er tochtklachten te verwachten doordat er grote hoeveelheden onverwarmde lucht in het leefgebied worden toegevoerd. Bij variant 2 is duidelijk te zien dat de energieprestatie is verbeterd door het toepassen van een wtw-systeem. De kosten voor het transport van ventilatielucht liggen echter aanzienlijk hoger dan bij variant 1 door het aanvullende luchttoevoersysteem. Dit relatief zuinigere standaardconcept resulteert echter in circa 10 procent hogere investeringskosten en navenant hogere onderhoudskosten. Op 38 VV+ juni 2015

8 het gebied van comfort vormt de keuze van luchttoevoerroosters wel een belangrijk aandachtspunt, aangezien er met de variërende luchthoeveelheden geen tochtverschijnselen op mogen treden. Bij variant 3 is te zien dat de kostenbesparing door het vervallen van de luchtafvoerkanalen naar de ruimten niet opweegt tegen de hogere kosten van het luchtverdeelsysteem. Ook liggen ten opzichte van variant 2 de onderhoudskosten aanzienlijk hoger door het toepassen van de luchtverdeelslangen die jaarlijks moeten worden gewassen. Ook de kosten voor luchttransport liggen hoger, doordat bij dit concept naverwarmers die in het luchttoevoersysteem zijn opgenomen voor de verwarming zorgen. Hierdoor moet ook buiten bedrijfstijd ( s nachts) bij het aanspreken van de verwarming het ventilatiesysteem in bedrijf komen, wat extra energiekosten met zich meebrengt. Bij het nieuwe klimaatconcept van gangwandverdringing is het energiegebruik teruggedrongen door het verlagen van de drukverliezen (standaard toevoerkanalen ontbreken). Door de toepassing van radiatoren kunnen de luchttransportkosten verder worden teruggedrongen omdat de luchtbehandeling buiten gebruikstijd kan worden uitgezet. Radiatoren zijn nagenoeg onderhoudsvrij en robuust waardoor de onderhoudskosten zich grotendeels beperken tot de centraal opgesteld units (ketels en lkb s). Het principe van verdringingsventilatie voorkomt dat verse lucht op hoog niveau ongebruikt wordt afgezogen. Deze hoge ventilatieeffectiviteit minimaliseert de verse luchtbehoefte met behoud van de gewenste luchtkwaliteit. Door de relatief eenvoudige installatieopzet blijven de investeringskosten (en daarmee ook de onderhoudskosten) laag. Aangezien het gangwandverdringingsconcept de laagste investering heeft, begint deze al met de laagste kosten. Ook op het gebied van energiekosten pakt deze variant het gunstigst uit. Alleen op het gebied van onderhoudskosten wint variant 1 het. Dit komt vooral door het ontbreken van een lbk. Op basis van levensduurkosten ligt de keuze voor de hand. Hiermee is duidelijk dat lage exploitatiekosten niet per definitie hogere investeringskosten met zich meebrengen en dat door het ontbreken van een meerinvestering het begrip terugverdientijd hier niet eens van toepassing is. Comfortverhoging Gangwandverdringing brengt tevens een verhoging van de comfortbeleving met zich mee: koudeval aan de gevel wordt door toepassing van radiatoren voorkomen; er is sprake van tochtvrije ventilatie over de gehele lengte van de plint met lage inblaassnelheid over het gehele regelbereik van de vraaggestuurde ventilatie; vrije koeling wordt optimaal benut door accumulatie van zoveel mogelijk gebouwmassa (nachtventilatie). Bij nieuwbouw is er nog verdere optimalisatie van comfort en energie mogelijk door aanvulling met betonkernactivering bij gangwandverdringing. Deze variant zal op het gebied van levensduurkosten, ondanks de extra investering, nog steeds aanzienlijk beter presteren dan de varianten 1, 2 en 3. Het thermisch comfort zal optimaal zijn in combinatie met de radiatoren en slechts een geringe toename van de onderhoudskosten vergen. Het concept zal met deze aanvulling nog beter zijn voorbereid op de toekomstige ontwikkeling van duurzame energieopwekking. Ook voor andere gebouwfuncties en bij renovatie zijn er toepassingsmogelijkheden voor gangwandverdringing. In woningen kan, door een lagere luchtbehoefte dan bij scholen, worden volstaan met luchttoevoer via de deurspleten en kan de verse lucht in centrale gangzones worden ingeblazen. De positie van een centrale schacht maakt het mogelijk om eenvoudig en goedkoop schoon te maken. << Bronnen en verwijzingen [1] Halle R., Hoe betaalbaar is comfort in schoolgebouwen?, tvvl magazine, [2] Engel P. van den, cfd analyse klimaatconcept mmb Populier, Deerns Nederland, [3] Stegeman J., Bragt A.L.T. van, BoWall gangwand; laboratoriummetingen luchtgeluidisolatie, dpa Cauberg-Huygen, lcc-analyse: aangezien het gangwandverdringingsconcept (variant 4) de laagste investering heeft, begint deze al met de laagste kosten. Ook op het gebied van energiekosten pakt deze variant het gunstigst uit. Alleen op het gebied van onderhoudskosten wint variant 1 het. 10. De opbouw van de netto contante waarde in de loop der jaren. VV+ juni