Binnenklimaat in de zorgsector

Transcriptie

1 FACULTEIT INGENIEURSWETENSCHAPPEN EN ARCHITECTUUR Binnenklimaat in de zorgsector M. De Paepe Vakgroep Mechanica van Stroming, Warmte en Verbranding Universiteit Gent UGent

2 Overzicht Comfort Vipa Studie (Prof. A. Janssens) Sanitair warm water Voorbeelden van oplossingen in WZC Technologie in ziekenhuizen Voorbeelden in ziekenhuizen Vakgroep Mechanica van Stroming, Warmte en Verbranding Universiteit Gent UGent

3 Comfort eisen voor verwarming ASHRAE : Ziekhuizen : Patiëntenkamers : C +/- 1 C (RH 30%) Operatiekwartier : min 17 C en regelbaar (RH %) Rust- en verzorgingstehuizen : Bewonerskamers : 24 C en regelbaar (RH 50%) Personeel : 21 C (Rh 30-60%) Vakgroep Mechanica van Stroming, Warmte en Verbranding Universiteit Gent UGent

4 Thermisch comfort bij ouderen Lager metabolisme Gewenste comforttemperatuur neemt toe Sneller hinder bij afwijkingen personeel bewoner bewoner te bed

5 Gemeten binnentemperatuur Gemiddeld 23 C Geen duidelijke nachtverlaging in kamers Energie-intensiever dan kantoren of woningen Gemiddeld 18 à 19 C

6 Sanitair warm water ASHRAE : 17 l/bed Water nodig voor Bad Douches Keuken Schoonmaak Wasserij Hydrotherapie : extra vraag Vakgroep Mechanica van Stroming, Warmte en Verbranding Universiteit Gent UGent

7 Sanitair warm water Legionellabeheersing: Circulatieleiding min. 60 C vertrek, 55 C retour Eindleidingen < 5 m Energiegebruik t.g.v. leidingverliezen > 25% brandstofverbruik typisch 15 m kringleiding per bed richtwaarde 9 m/bed Besparingen: Rationaliseren kringleiding Leidingisolatiedikte > buisdiameter

8 Aandachtspunten comfort en gezondheid Met belangrijke impact op energiegebruik Hogere comforttemperatuur Permanente ventilatie Legionellabeheersing sanitair warm water Essentiële randvoorwaarde: Tegengaan oververhitting Oplossingen: Energievraag reduceren : Voldoende isoleren Correct ventileren Zonwering

9 Enkele voorbeelden Vakgroep Mechanica van Stroming, Warmte en Verbranding Universiteit Gent UGent

10 Rusthuis St Remigius, 1 e faze, Pittem 54 kamers + keuken K41, compactheid 1.7 Verwarming: condensatieketel Warmwater via centraal gestookte gasboiler Ventilatiesysteem D met pulsie in gangen en leefruimtes + extractie badkamers Geen warmteterugwinning

11 WZC Ten Kerselaere, Heist-Op-Den-Berg 1 paviljoen met 32 kamers K36, compactheid 1.2 Buitenzonwering O-Z-W Verwarming: condensatieketel Warmwater via centrale stookplaats Ventilatiesysteem D met pulsie in gangen en leefruimtes + extractie badkamers Warmteterugwinning ( 63%) functioneel circulatie kamers leefruimte

12 WZC Sint Anna, Bulskamp 87 kamers K36, compactheid 2.6 Verwarming: condensatieketel Warmwater: direct gasgestookt Ventilatiesysteem D met pulsie in gangen en leefruimtes + extractie badkamers Warmteterugwinning (heatpipe) kamers cafetaria gang leefruimte functioneel keuken inkom/directie terras

13 WZC Sint Jozef, Lichtervelde 78 kamers K43 Buitenzonwering vaste lamellen Verwarming: condensatieketel Warmwater: indirect + zonneboiler Ventilatiesysteem D met warmteterugwinning in leefruimtes Ventilatiesysteem C in kamers met toevoerrooster + extractie badkamers

14 Posten van primair energiegebruik WZC E80: typische verdeling 20% 1% 9% 17% 3% 9% 26% 15% verwarming transmissie verwarming ventilatie verwarming infiltratie verlichting ventilatoren pompen SWW koeling

15 Posten van primair energiegebruik woning E97: typische verdeling 5.5% 3.2% 13.5% 4.3% 13.6% 19.8% 40.1% verwarming in/exfiltratie verwarming bewuste ventilatie verwarming transmissie warm tapwater hulpenergie RV ventilatoren (reële of fictieve) koeling

16 antoor : Gemiddelde vd aandelen per gebouw Posten van primair energiegebruik kantoren 0% Kantoor : Gemiddelde vd aandelen per gebouw E90: 0% typische verdeling 0% 0% 0% 0% 29% 37% 0% 1.50% 12% 29% 12% verwarming transmissie verwarming bewuste transmissie vent. verwarming bewuste vent. verwarming in/exfiltratie koeling verwarming in/exfiltratie koeling ventilatoren pompen ventilatoren pompen bevochtiging bevochtiging verlichting verlichting PV wkk PV wkk correctie zomercomfort correctie zomercomfort 7% 6% 7% 6% 8% 8%

17 VIPA maatregelenpakketten E60-E40 Hoge kwaliteit, extra inspanning Best beschikbare technieken vandaag 3 W/m²/100 lux + daglichtsturing 2.5 W/m²/100 lux + daglichtsturing Kringleiding 9 m/bed Kringleiding 9 m/bed

18 verwarmingsbehoefte (kwh/m²/jaar) Primair energieverbruik (kwh/m²/jaar) Verbruiken per m² per jaar Richtwaarde lageenergie woningen Gemeten primair verbruik Bulskamp Bulskamp HoB Pittem 0 Bulskamp HoB Pittem E80 E60 E40 E80 E60 E40

19 Meerkost ( /m²) Economische analyse case-studies VIPA Meerkost pakket E100 pakket E80 (gem 75 /m²) pakket E60 (gem 109 /m²) pakket E40 (gem 208 /m²)

20 Totale Actuele Kost ( /m²) Economische analyse case-studies VIPA Totale Actuele Kost (na 20 jaar met restwaarde a=5% ie= 4.3%) pakket E100 (gem 1635 /m²) pakket E80 (gem 1633 /m²) pakket E60 (gem 1553 /m²) pakket E40 (gem 1602 /m²) Weinig verschil in levenscycluskost over 20 jaar Statische terugverdientijd maatregelen (t.o.v. E100) 8 à 12 jaar

21 E-peil Isolatie - 5 K-punten Luchtdichtheid - 5 m³/h/m² Condensatieketel i.p.v. HR WTW 50% i.p.v. geen WTW SFP2 i.p.v. SFP3 4 W/m² kunstverlichting minder Buitenzonwering E-peil Verbetering E-peil Relatieve impact maatregelen Belang ventilatie met warmteterugwinning K-peil WTW rendement

22 Resterende koelvraag RVT E60 Koeling = kleinste post totaal primair energiegebruik Gevolg van piekkoellasten Op te vangen door passieve koeltechnieken of actieve koeling Oververhittingsproblematiek bij hittegolven SWW 28% pompen 3% koeling 7% verwarming 33% ventilatoren 10% verlichting 19%

23 WKK en grondbuizen Woonzorgcentrum Yserheem, Diksmuide Grondbuizen Winter voorverwarming Topkoeling in zomer WKK voor sanitair warm water Dank aan Vakgroep Mechanica van Stroming, Warmte en Verbranding Universiteit Gent UGent

24 Warmtepomp met BEO veld Woonzorgcentrum De Zathe Warmtepomp met vertikale bodemwarmtewisselaar Winter onttrekken warmte uit bodem met WP Zomer koeling met bodemwarmtewisselaar Dank aan Vakgroep Mechanica van Stroming, Warmte en Verbranding Universiteit Gent UGent

25 VIPA studie woonzorgcentra Woonzorgcentra zijn energie-intensieve gebouwen Hoge eisen thermisch comfort en luchtkwaliteit Legionellaproblematiek Maatregelen voor betere energieprestatie Kwaliteit recente projecten E85 onder impuls van bestaande VIPA criteria ecologisch bouwen Verhoogde kwaliteit (E60-E40) is kosten-efficiënt Gericht op integrale kwaliteitsverbetering (gebouw, ventilatie, technieken) Illustratieve maatregelenpakketten, ingebed in integrale duurzaamheidsoptimalisatie Beperkte koeling nodig o.w.v. beheersing oververhitting tijdens hittegolven.

26 Ziekenhuizen (Data Nederland) Vakgroep Mechanica van Stroming, Warmte en Verbranding Universiteit Gent UGent

27 Trends Nederland : Het St. Anna Ziekenhuis in Geldrop is overgestapt van warmtekracht op duurzame koeling met warmte- en koudeopslag. AZ Groeninge Kortrijk : Grondbuizen : 1 e fase KWO Veld : 2 e fase Vakgroep Mechanica van Stroming, Warmte en Verbranding Universiteit Gent UGent

28 WKK in de Zorgsector Technologie : LUCHTINLAAT Verbrandingsmotoren TURBO- KOELING (3%) 30 C 32 C OLIEKOELING (4%) 35 C 40 C SCHOORSTEEN (7%) 50 C ROOKGAS- CONDENSOR (8%) WATER- KOELING (24%) 82 C 120 C 70 C ROOKGAS- KOELER (18%) 77 C BRANDSTOF ~ 400 V E= 35% MOTOR ROOKGASSEN C 1% STRALING Vakgroep Mechanica van Stroming, Warmte en Verbranding Universiteit Gent UGent

29 Sizing en haalbaarheid Vraagprofiel dient gekend te zijn Warmte Elektriciteit Vakgroep Mechanica van Stroming, Warmte en Verbranding Universiteit Gent UGent

30 Richtwaarden WKK installeren met jaarvraag van 1GWh kan men tussen kw thermisch vermogen Dit geeft kwe installeren Per bed: 120 m² per bed Warmtebehoefte : 150kWh/m²jaar -> 18 MWh/jaar/bed Of dus 1 kwe tot 1.6 kwe per bed Realiseer 4000 tot 5000 draaiuren Terugverdientijden : 3 tot 6 jaar Vakgroep Mechanica van Stroming, Warmte en Verbranding Universiteit Gent UGent

31 Koude-Warmte-Opslag (KWO) Vakgroep Mechanica van Stroming, Warmte en Verbranding Universiteit Gent UGent

32 Voorbeeld (Bron VITO) KWO in Brasschaats ziekenhuis: terugverdientijd van vijf jaar Klina ziekenhuis in Brasschaat KWO-installatie een koelvermogen van 1,2 MW voor de luchtbehandeling in operatie- en patiëntenkamers. De primaire energiebesparing bedraagt maar liefst 44 %, de CO2- reductie 37 %. Ondanks de hogere initiële investeringen is deze installatie op vijf jaar terugverdiend. Vakgroep Mechanica van Stroming, Warmte en Verbranding Universiteit Gent UGent

33 BEO Veld Vakgroep Mechanica van Stroming, Warmte en Verbranding Universiteit Gent UGent

34 Voorbeeld (Bron VITO) BTES RVT De Notelaer Beveren BEO-WP zorgt voor energiezuinige verwarming én koeling 55% van de totale verwarming Op dit gedeelte 35% besparing 75% van de totale koeling Op dit gedeelte 75% besparing Gasfactuur daalt drastisch, elektriciteitsfactuur stijgt licht (globaal /jaar besparing op exploitatiekost) Meerinvestering bedraagt 80% op energie-opwekking Terugbetaald op 8,5 jaar - zonder subsidiesteun Vakgroep Mechanica van Stroming, Warmte en Verbranding Universiteit Gent UGent

35 Besluit Comfort eisen leiden tot hoog energiegebruik Sanitair warm water niet verwaarloosbaar Goede integratie : Reductie van de vraag Nieuwe technieken WKK niet langer alleen Warmtepompen & BEO Veld Ventilatie : sturing, warmterecuperatie en grondbuis Vakgroep Mechanica van Stroming, Warmte en Verbranding Universiteit Gent UGent

36 Meer info Cogen Vlaanderen WKK in zorginstellingen VIPA-studie Energieprestatie-indicatoren voor woonzorgcentra November / ZorgInstellingen Vakgroep Mechanica van Stroming, Warmte en Verbranding Universiteit Gent UGent