Opleiding Duurzaam Gebouw : ENERGIE

Transcriptie

1 Opleiding Duurzaam Gebouw : ENERGIE Leefmilieu Brussel Efficiënt beheer van de technische installaties Fabrice DERNY MATRIciel sa

2 Doelstelling(en) van de presentatie De energie-impact van het beheer van de installaties vergelijken met de gedane inspanning om een performant gebouw te ontwerpen. Voorbeelden van de belangrijkste punten waar men op moet letten om een efficiënt energiebeheer mogelijk te maken, belangrijke punten die zowel invloed hebben op het ontwerp als op de uitbating 4

3 Plan van de uiteenzetting Doel van het beheer De uitdaging op het vlak energie Aandachtspunt: verwarming Aandachtspunt: ventilatie Aandachtspunt: vernietiging van energie Aandachtspunt: verlichting De rol van de actoren De opstart van een gebouw De tools voor opvolging en controle 5

4 DOELSTELLINGEN «Lage-energie» of «Passief» criteria beïnvloed door het beheer: Gevaar voor oververhitting Zomercomfort BEHOEFTE aan warmte: 15 kwh/m².jaar BEHOEFTE aan koude: 15 kwh/m².jaar Reële impact = VERBRUIK: VERBRUIK = BEHOEFTE / rendement RENDEMENT = h productie x h distributie x h emissie x h regeling Keuze van de systemen, kwaliteit van de toepassing, STURING 3

5 Voorbeeld: de energie-efficiëntie van de sturing van de verwarming

6 DOELSTELLINGEN Doelstelling van de «energetisch efficiënte» sturing of begrip «h regeling»: Zorgen voor thermisch comfort (warm/koud/vochtigheid), ademhalingscomfort (verse lucht) en visueel comfort (licht) Met de strikte intensiteit Op de juiste plek Op het juiste moment En.zonder energie te vernietigen! 5

7 Uitdaging Auditervaring van gebouwen: Potentieel van % besparing enkel op de sturing van de installaties. Voorbeeld, besparingspotentieel in een hotel van 450 bedden, enkel door de sturing te verbeteren: Economie Economie Economie Economie kwh/an % /an Economie combustible % Economie elec % Tonnes CO2/an Total Investissement TR 1.1 an 6

8 Uitdaging Voorbeeld van gelijkwaardigheid Voorbeeld A: een passief kantoorgebouw van 1600 m²: Warmtebehoefte van 13,7 kwh/m²/jaar Dikte isolatie muren: tussen 20 en 32 cm polystyreen met grafiet (0,032 = W/mK) en 30 cm ingeblazen cellulose (0,04 = W/mK). 15% overconsumptie in verband met een slecht beheer staat gelijk aan de isolatiedikte met 9 cm te verkleinen voor alle muren (behoefte van 15,7 kwh/m²) 30% overconsumptie in verband met een slecht beheer staat gelijk aan de isolatiedikte verminderen met 14 cm voor alle muren (behoefte van 17,8 kwh/m²) Het is even belangrijk om de verwarmingsinstallatie goed te beheren (en het juiste systeem te kiezen) als de gebouwschil te overisoleren met cm om het «passief» label te bereiken. Doelstelling: het voordeel van een «passieve» of «lage energie» gebouwschil niet verliezen door de keuze van de technieken of door de sturing ervan over het hoofd te zien 7

9 Kernpunten: verwarming Voorbeeld B: de behoefte aan verwarming van een passiefgebouw in functie van de buitentemperatuur (resultaat van een dynamische simulatie) kw text Gezien het hoge isolatieniveau hangt de verwarmingsbehoefte weinig af van de buitentemperatuur, maar wel van de gratis winsten 8

10 Kernpunten: verwarming Voorbeeld B: vergelijking van de behoefte met wat een regeling van het verwarmingsvermogen in functie van de buitentemperatuur zou opleveren (verwarmingscurve) 65 Teau text Een regeling van de verwarming enkel in functie van de buitentemperatuur stemt niet overeen met de reële behoeften 9

11 Kernpunten: verwarming Voorbeeld B: vergelijking van de behoefte met wat een regeling van het verwarmingsvermogen in functie van de buitentemperatuur zou opleveren (verwarmingscurve) Pfourni - Pbesoin Text Resultaat: permanent oververmogen of ondervermogen = overconsumptie en ongemak! 10

12 Kernpunten: verwarming De eigenaar 1 C temperatuur te veel ten opzichte van de richtlijn = 7.. 8% overconsumptie Geen rekening gehouden met de gratis winsten Onmogelijk om het gekozen systeem te regelen: Globale verwarming via lucht Verwarming met sterke inertie Geen lokaal regelorgaan Slecht gebruik van de lokale regelorganen Slechte afstelling van de centrale regeling Het uitbatingsbedrijf De gebruiker 11

13 Kernpunten: verwarming Geen onderbreking in periode dat het gebouw niet gebruikt wordt = % overconsumptie Voorbeeld C: dynamische simulatie van een passieve crèche van 1100 m², verwarming met convectors: Behoefte aan warmte met onderbreking: 13,3 kwh/m² Behoefte aan warmte zonder onderbreking: 14,9 kwh/m², hetzij +12% 12

14 Kernpunten: ventilatie Voor een kantoorgebouw (met warmterecuperatie van de afgezogen lucht): 1000 m³/h nieuwe lucht te veel = 5000 thermische kwh /jaar ( = 500 liter stookolie/jaar of 500 m³ gas/jaar) elektrische kwh per jaar = Ong. 500 /jaar Een uur werking per dag te veel = 500 thermische kwh /jaar ( = 50 liter stookolie/jaar of 50 m³ gas/jaar) elektrische kwh per jaar = Ong. 50 /jaar 13

15 Kernpunten: ventilatie Voorbeeld: Voorbeeld A: een passief kantoorgebouw van 1600 m²: Warmtebehoefte van 13,7 kwh/m²/jaar Dikte isolatie muren: tussen 20 en 32 cm polystyreen met grafiet (0,032 = W/mK) en 30 cm ingeblazen cellulose (0,04 = W/mK). Ventilatiedebiet 36 m³/h/pers (lagere limiet categorie INT. 2 (EN13779)) Bij overdebiet 54 m³/h/pers (hogere limiet categorie INT. 2 (EN13779)): Overconsumptie van brandstof van 2,6 kwh/m²/jaar Elektrische overconsumptie van 1,1 kwh/m²/jaar (of 2,75 primaire kwh /m²/jaar) 14

16 Kernpunten: ventilatie Spel met 5 fouten! Airconditioningkast in de kantoren van m³/h met gedeeltelijke recyclage van de lucht voedt een conferentiezaal van 400 plaatsen. Regeling: Aanschakelen van de groep (afschakeling van de warmwatercirculatie, opening van de registers, afschakeling van de ventilator) van 6h00 tot 18h00. Luiken nieuwe lucht manueel geregeld op 30% Bevochtigde pulsielucht aan 40%RV 15

17 Kernpunten: ventilatie Spel met 5 fouten! Airconditioningkast in de kantoren van m³/h met gedeeltelijke recyclage van de lucht voedt een conferentiezaal van 400 plaatsen. Heropstart met nieuwe lucht! Geen onderbreking van de verse lucht als er niemand aanwezig is! Geen beheer van het gehalte verse lucht in functie van de bezetting! Geen beheer van het debiet verse lucht in functie van de behoefte aan koeling (free cooling)! Geen rekening gehouden met de productie van vocht binnenshuis! 16

18 Kernpunten: vernietiging van energie Warmte en koude uitstralen in eenzelfde lokaal, tegelijkertijd Situatie A : wanneer een verwarmings- of koelingemissiesysteem gemeenschappelijk is in zones met verschillende behoeften, zonder lokale regeling. Situatie B : wanneer in eenzelfde lokaal de warmte- en koudeemissiesystemen «geactiveerd kunnen worden» en niet met elkaar in verbinding staan 17

19 Kernpunten: vernietiging van energie Voorbeeld C: pas gerenoveerd laag-energiegebouw Vergaderzalen zijn vanbinnen enkel uitgerust met koelingsbatterijen (cassettes). De pulsietemperatuur wordt geregeld om ongemak te vermijden. Resultaat: men verwarmt de nieuwe lucht en koelt de omgevingslucht af in de zalen waar zich veel mensen bevinden. Oplossingen: de luchtpulsietemperatuur doen dalen (zo dicht mogelijk bij wat de warmterecuperator kan geven op de afgezogen lucht en de minimale comfortabele pulsietemperatuur). Zorgen voor de eventuele verwarming door cassettes maar ook een warme batterij. 18

20 Kernpunten: vernietiging van energie Voorbeeld D : passiefgebouw dat wordt onderzocht Een actieve vloerplaat zorgt voor de verwarmings- en koelingsbasis van de lokalen via geothermische sondes. Het systeem is verdeeld in een intern circuit (zijde atrium) en een extern circuit (zijde gevel). Als besparingsmaatregel is het ventilatiesysteem gemeenschappelijk en zorgt het voor de aanvullende verwarming door een verwarmde pulsie in functie van de buitentemperatuur. Resultaat: men oververhit aan de kant van het atrium en is verplicht om de vloerplaat af te koelen. Tip: deze koeling is natuurlijk want ze wordt verzekerd door een luchtkoeler. De ontwerpers spreken dan van «free cooling». Maar dit is gelijk aan verwarmen en tegelijkertijd het venster openzetten of af te koelen! Oplossing : zorgen voor verwarming door een soepel en regelbaar systeem in functie van de lokale behoeften. Voorbeeld: lage temperatuurconvectors 19

21 Kernpunten: vernietiging van energie Voorbeeld D bis : lage-energiegebouw van 2009 Idem maar men koelt de zones die zijn oververhit door een niet gedifferentieerd verwarmingssysteem af door de «koude» energie van de nieuwe lucht te recupereren om een koudwaternetwerk te voeden (koude balken). De ontwerpers spreken dan van «free cooling» of van «recuperator», maar men recupereert niets, men geeft de energie van de nieuwe lucht door van de ene plaats van het gebouw naar de andere. De echte winst zou een warmterecuperator op de afgezogen lucht zijn! 20

22 Kernpunten: Verlichting 1 kw verlichtingsvermogen x 1 h werking = 1 kwh verbruik Beheer in functie van daglicht Tijdsbeheer, aanwezigheidsdetectie 21

23 Kernpunten: Verlichting 40 kwh/an 35 kwh/an 30 kwh/an 25 kwh/an 20 kwh/an 15 kwh/an 10 kwh/an 5 kwh/an 0 kwh/an Puissance installée Heure équivalente de fonctionnement Gestion Consommation annuelle (kwh électrique par an) 35 kwh/an 26 kwh/an 23 kwh/an 11 kwh/an 8 kwh/an 12,80 W/m² 9,50 W/m² 9,50 W/m² 5,50 W/m² 5,50 W/m² h/an h/an h/an h/an h/an Pas de zonage Pas de zonage Zonage + détection de présence + sonde de luminosité 22

24 De rol van de spelers Ik ben zaterdag 2 h komen werken en het was koud! Als ik de installatie 's nachts laat draaien is er niemand die klaagt! 23

25 De rol van de spelers De promotor/eigenaar/gebruiker van een toekomstig gebouw: richtlijnen geven om de behoeften te stroomlijnen (duidelijk je behoeften bepalen op het vlak van comfort, flexibiliteit, zonder veralgemening van uitzonderlijke situaties). opdracht geven aan de auteurs van het project om hun installaties te stroomlijnen. De projectauteur van een nieuw gebouw: energiecriteria opnemen in zijn ontwerp. de gebruiker vragen naar de energie-impact om aan een bepaalde behoefte te voldoen en alternatieven voorstellen, die niet alleen goed presteren op het vlak van comfort, maar ook op het vlak van energie-efficiëntie. dimensioneringcriteria toepassen «die dicht aanleunen bij de werkelijkheid». de energie-impact van zijn keuzes becijferen. 24

26 De rol van de spelers De promotor/eigenaar/gebruiker van een toekomstig gebouw: welk comfort?? Alle soorten gebruik mogelijk? Ventilatie: comfortklasse volgens EN13779? Classe de confort Débit de ventilation Consommation électrique des ventilateurs Besoin de chaleur lié à la ventilation (récupérateur de chaleur h =70%) Consommation en énergie primaire m³.h -1. personne kwh élec.an -1.m² kwh chaud.an -1.m² kwh prim.an -1.m² Médiocre ,9 11,5 Moyenne 50 6,6 4,8 19,2 Excellente 70 9,3 6,7 26,9 verschil tussen 30 en 70 m³.h-1.persoon 15 primaire kwh.jaar-1.m² bruto 15 primairekwh.jaar-1.m² bruto Warmtebehoefte van een passiefgebouw Zonder rekening te houden met het verbruik in verband met de bevochtiging of ontvochtiging van de lucht 25

27 De rol van de spelers De promotor/eigenaar/gebruiker van een toekomstig gebouw: welk comfort?? Vochtigheidsrichtlijn? Geen bevochtiging, bevochtigingsrichtlijn: minstens 40% of 50% 35 Besoin net d'énergie pour chauffer et humidifier une crèche passive (kwh.m -2 brut.an) Pas de consigne Consigne HR 40% Consigne HR 50% Koude richtlijntemperatuur? Maximum 24 C of «levend gebouw» temperatuur variabel in functie van de weersomstandigheden (voorbeeld minder dan 20 uur boven 28 C) Putpunten te voeden met warm water? Sanitair? 26

28 De rol van de spelers De gebruiker/huurder van een bestaand gebouw: richtlijnen geven om de behoeften te stroomlijnen (duidelijk je behoeften bepalen op het vlak van uren en comfort, zonder veralgemening van uitzonderlijke situaties). Een sensibiliseringsaanpak kan ook toegepast worden tegenover de verschillende huurders van een site, zodat ze hun reële behoeften analyseren (bijvoorbeeld op het vlak van uren) en dat er een communicatie tot stand gebracht wordt tussen hen en de technische uitbater. opdracht geven aan de technische uitbater om verbeteringen aan te brengen aan de proef. 27

29 De rol van de spelers De interne of externe technische uitbater van een bestaand gebouw: de toepassing van de richtlijnen van de gebruiker waarborgen, zorgen voor een juiste werking van de installaties om geen energieverslindend gedrag van de gebruikers te veroorzaken, alle regelparameters beheersen om te voldoen aan de behoeften met het juiste verbruik, navraag doen bij de gebruiker over de gepastheid om te voldoen aan een bepaalde behoefte (bijvoorbeeld de werkingsuren van de uitrusting) en verbeteringen voorstellen, de gebruiker informeren over de gevolgen van zijn gedrag en hem de werkingswijze van het gebouw uitleggen, (hij zou via zijn contract ook belang kunnen hebben bij energiebesparingen die voortgebracht worden). 27

30 Voorbeeld van een kantoorgebouw 28

31 Voorbeeld van een passiefcrèche Kamertemperatuur als men een open raam vergeet tijdens het weekend in de winter (in de kamers) Met een verwarmingsvermogen van 13 kw (ong. 6,5 W/m³) presence - text C temp chambre «Hoe meer een gebouw geïsoleerd is, dit wil zeggen hoe lager zijn verwarmingsvermogen, hoe gevoeliger het is voor ongecontroleerde warmteverliezen in de winter» Belang van een goed begrip van het gebouw door de gebruikers 29

32 Voorbeeld van een passiefcrèche Kamertemperatuur als men de installatie uitzet in de Kerstvakantie (in de leefruimten) «Hoe meer een gebouw geïsoleerd is, dit wil zeggen hoe lager zijn verwarmingsvermogen, hoe minder flexibel het is ten opzichte van onderbrekingen» Belang van een gepaste regeling bij het terug opstarten (optimalisering) 30

33 De rol van de spelers De promotor/eigenaar/gebruiker van een toekomstig gebouw: richtlijnen geven om de behoeften te stroomlijnen (duidelijk je behoeften bepalen op het vlak van comfort, flexibiliteit, zonder veralgemening van uitzonderlijke situaties). opdracht geven aan de auteurs van het project om hun installaties te stroomlijnen. De projectauteur van een nieuw gebouw: energiecriteria opnemen in zijn ontwerp. de gebruiker vragen naar de energie-impact om aan een bepaalde behoefte te voldoen en alternatieven voorstellen, die niet alleen goed presteren op het vlak van comfort, maar ook op het vlak van energieefficiëntie. dimensioneringcriteria toepassen «die dicht aanleunen bij de werkelijkheid». de energie-impact van zijn keuzes becijferen. 31

34 De rol van de spelers De gebruiker/huurder van een bestaand gebouw: richtlijnen geven om de behoeften te stroomlijnen (duidelijk je behoeften bepalen op het vlak van uren en comfort, zonder veralgemening van uitzonderlijke situaties). Een sensibiliseringsaanpak kan ook toegepast worden tegenover de verschillende huurders van een site, zodat ze hun reële behoeften analyseren (bijvoorbeeld op het vlak van uren) en dat er een communicatie tot stand gebracht wordt tussen hen en de technische uitbater. opdracht geven aan de technische uitbater om verbeteringen aan te brengen aan de proef. De interne of externe technische uitbater van een bestaand gebouw: de toepassing van de richtlijnen van de gebruiker waarborgen, Alle regelparameters beheersen om te voldoen aan de behoeften met het juiste verbruik, navraag doen bij de gebruiker over de gepastheid om te voldoen aan een bepaalde behoefte (bijvoorbeeld de werkingsuren van de uitrusting) en verbeteringen voorstellen, (hij zou via zijn contract ook belang kunnen hebben bij energiebesparingen die voortgebracht worden). 32

35 De rol van de spelers Tiens, het onderhoudsbedrijf had me verwittigd dat ze de luchtbevochtiging hadden afgesloten. Dat is niet te merken! De huurder bevestigde dat het echt uitzonderlijk is dat hij in het weekend komt en dat hij gerust zonder hygiënische ventilatie kan werken 33

36 Opstart In een laag energie-, zeer laag-energie- of passiefgebouw kan de mogelijke energieschade door een slechte werking van het gebouw van dezelfde orde van grootte zijn als de oorspronkelijk voorziene energiebehoefte: belang van de controle van de opstart en opvolging van het gebouw! 34

37 Opstart Voorbeeld E : Winkel Caméléon, voorbeeldgebouw BIM Handelspand van m² Behoefte aan verwarming van 21 kwh/m²/jaar, natuurlijke koeling Natuurlijke ventilatie, door opening van het schrijnwerk in de gevel en panelen in het dak in functie van het CO2-gehalte binnen en van de buitentemperatuur Winst aan daglicht door centraal atrium Beheer van de verlichting in functie van de activiteit (verkoop, aanvulling assortiment, ) en van het daglicht Ketelhuis met hout Zonnesensors 35

38 Openingen gemoduleerd in functie van de kamertemperatuur, de buitentemperatuur, de temperatuur van het beton ('s nachts) en het CO2-gehalte binnen.

39 Opstart Voorbeeld E : Winkel Caméléon, voorbeeldgebouw BIM Opstart van GBS: basisenergieprincicpes maar high tech beheer, buiten de paden gebouwd door de ontwerpers van GBS: herinterpretatiefouten GBS ontworpen door professionals voor professionals en niet voor lambda gebruikers (terminologie en opleiding niet aangepast) Informatie van het personeel over de werkingswijze van het gebouw: opstelling van de besturingshiërarchie (impact van een manuele afwijking) Nadien enkel: afstelling van de parameters 37

40

41

42 Opstart Voorbeeld E : Winkel Caméléon, voorbeeldgebouw BIM Afstemmen van de toegepaste energieprincipes ten opzichte van het reële leven van het gebouw: opening van het dak VS waarde van de tentoongestelde koopwaar binneninrichtingen die de natuurlijke ventilatie verstoren: risico dat er gebruik gemaakt wordt van mechanische koeling daglicht VS blootstellingsverlichting gebruik van de trappen VS roltrap 40

43 Opstart Voorbeeld E : Winkel Caméléon, voorbeeldgebouw BIM Gebreken in ontwerp of uitvoering: Traditionele installaties VS vernieuwende energieprincipes: overgedimensioneerde ventilatiegroepen die geen rekening houden met de natuurlijke ventilatie, noodkoudegroep in hold, Geen regeling op de werf: dimming in functie van de natuurlijke verlichting Daglicht VS blootstellingsverlichting 41

44 kwh/mois kw kwhs gaz/mois De tools voor opvolging en controle De energieboekhouding: de afwijkingen opsporen rekening houdend met het klimaat dj 15/ kwh heures pleines kwh heures creuses kw pointe 42

45 17:21:33 21:21:33 01:21:33 05:21:33 09:21:33 13:21:33 17:21:33 21:21:33 01:21:33 05:21:33 09:21:33 13:21:33 17:21:33 21:21:33 01:21:33 05:21:33 09:21:33 13:21:33 17:21:33 21:21:33 01:21:33 05:21:33 09:21:33 13:21:33 17:21:33 21:21:33 01:21:33 05:21:33 09:21:33 13:21:33 17:21:33 21:21:33 01:21:33 05:21:33 De tools voor opvolging en controle De opvolging van de temperaturen (registratie): controle van de goede sturing Rez 1er étage

46 De tools voor opvolging en controle De opvolging van de regelparameters op GBS Opleiding, motivatie van de uitbater!!!! 44

47 De tools voor opvolging en controle De opvolging van de regelparameters op GBS Motivatie van de uitbater: Sensibilisering van de gebruikers (stroomlijning van hun behoeften) Onderhoudscontract: vb.: Energie+, delen van de voordelen Onderhoudscontrole (met een URE geest!!) 45

48 Interessante tools en websites Energie+ ( BIM Praktische gidsen, ENE-fiches 02/03/07/14/15/16/17/23 Voorbeeldgebouwen 8

49 Wat u moet onthouden van de uiteenzetting Een ontoereikend beheer van de technische installaties kan de inspanning (investering) om een performante gebouwschil te ontwerpen, tenietdoen. Planning en ontwerp van de gebouwschil, technieken en het beheer ervan zijn onlosmakelijk met elkaar verbonden zodra een project van start gaat. Beheren betekent zorgen voor thermisch comfort (warm/koud/ vochtigheid), ademhalingscomfort (nieuwe lucht) en visueel comfort (licht) met de juiste intensiteit op de juiste plaats op het juiste moment en zonder energie te vernietigen! Belang van de rol van de actoren: dialoog tussen de actoren hanteren management tools opvolging van de prestaties 6

50 Contact Fabrice DERNY MATRIciel gestionnaire de projet Place de l Université, Louvain-la-Neuve : 010/ derny@matriciel.be 50