Hoofdstukkenoverzicht EPU

Transcriptie

1 VEA 1 Module 4.2 Ruimteverwarming EPU: versie 2.0 Hoofdstukkenoverzicht EPU 5.4 Transmissieverliezen 5.5 Ventilatie verliezen 5.6 Interne winsten 5.7 Zonnewinsten 5.6 Interne winsten 5.7 Zonnewinsten 5.4 Transmissieverliezen 5.5 Ventilatie verliezen 5.3 Netto behoefte voor koeling 5.2 Netto behoefte voor ruimteverwarming Systeemrendement 6.3 Systeemrendement Bruto behoefte voor ruimteverwarming 6 Bruto behoefte voor koeling Opwekkingsrendement (incl. WKK) Thermische zonneenergie Opwekkingsrendement (incl. WKK) Eindenergieverbruik voor ruimte verwarming 9 Verlichting Eindenergieverbruik voor koeling 8 Hulpenergie Bevochtiging - Elektriciteit PV (EPW 12) & WKK (Bijl. A ) 10 Jaarlijks primair energieverbruik Omzettingsfactor 4 Referentiewaarde 4 E-peil

2 VEA 2 Overzicht Algemeen: energiebalans Verliezen: Transmissieverliezen Ventilatieverliezen: in/exfiltratie Ventilatieverliezen: bewuste ventilatie Winsten: Interne warmtewinsten Zonnewinsten Thermische massa Resultaten 3 Energiebalans voor verwarming Zonnewinsten Ventilatie Beschaduwing Benuttingsgraad warmtewinsten Interne winsten Transmissie De energiebalans wordt maand per maand geëvalueerd.

3 VEA 3 Sankey diagramma Zon Niet-nuttige warmtewinsten Warmteterugwinning Q s Metabolisme Verlichting Ventilatoren Apparatuur,... Q i Q g ηq g Q L Q V,dedic Q V,in/exf Primaire energie E p,heat Eindenergie Q heat,final Q heat,gross Q heat,net Q T 5 Opwekkingsverliezen Verliezen klimatiseringssysteem Gebouwgrens Notaties 6 Symbool Q s Q i Q g η Q L Q v,dedic Q v,in/exf Q T Q heat,net Q heat,gross Q heat,final E p,heat Beschrijving Zonnewinsten Interne warmtewinsten Totale warmtewinsten Benuttingsfactor warmtewinsten Totale warmteverliezen Warmteverlies door bewuste ventilatie Warmteverlies door in- en exfiltratie Transmissieverliezen Netto energiebehoefte voor verwarming Bruto energiebehoefte voor verwarming Eindenergieverbruik voor verwarming Primair energieverbruik voor verwarming

4 VEA 4 Overzicht Algemeen: energiebalans Verliezen: Transmissieverliezen Ventilatieverliezen: in/exfiltratie Ventilatieverliezen: bewuste ventilatie Winsten: Interne warmtewinsten Zonnewinsten Thermische massa Resultaten 7 Sankey diagramma Zon Niet-nuttige warmtewinsten Warmteterugwinning Q s Metabolisme Verlichting Ventilatoren Apparatuur,... Q i Q g ηq g Q L Q V,dedic Q V,in/exf Primaire energie E p,heat Eindenergie Q heat,final Q heat,gross Q heat,net Q T 8 Opwekkingsverliezen Verliezen klimatiseringssysteem Gebouwgrens

5 VEA 5 Transmissieverliezen: onderverdeling 1 H Τ 2 2. naar buiten via de grond H g 3 1. rechtstreeks naar buiten H D 3. naar buiten via een AOR* H U Totale warmteverliescoëfficiënt: H T = H D + H g + H U 9 *AOR: aangrenzende onverwarmde ruimte Transmissieverliezen voor E-peil berekening: geen andere informatie nodig dan wat voor K-peil gebruikt wordt, nl. warmtedoorgangscoëfficiënt U oppervlakte A van elk van de schildelen de berekening gebeurt volgens de nieuwe Europese normen (bv. symbool U ipv k) kleine verschillen qua conventies t.o.v. NBN B van 1987 (momenteel in herziening) nadere toelichting: aparte opleidingsmodule van ½ dag wordt in detail beschreven in een transmissie referentiedocument 10

6 VEA 6 11 Koudebruggen koudebruggen vermijden is belangrijk: koude binnenoppervlakken veroorzaken: discomfort kans op schimmelgroei, condensatierisico,... ze vertegenwoordigen extra warmteverlies naarmate betere isolatie: impact koudebruggen groter (niet enkel relatief, ook absoluut) regelgeving wil koudebrugvrij/arm bouwen stimuleren daarom wordt Duitse en Engelse voorbeeld gevolgd: cataloog met goede details: dan geen berekeningen meer, maar kleine forfaitaire toeslag op globale transmissie verliescoëfficiënt enkel overige details uit te rekenen Behandeling van koudebruggen momenteel zijn echter nog geen catalogi voor handen van robuuste detailuitvoeringen, aangepast aan de Belgische bouw daarom is een overgangsperiode van 2 jaar voorzien waarin koudebruggen nog niet verplicht ingerekend moeten worden in kader van regelgeving verantwoordelijkheid i.g.v. bouwschade blijft natuurlijk onverminderd van toepassing! na 2 jaar zal het niet toepassen van goede details en/of inrekenen van koudebruggen forfaitair bestraft worden met 10 K-punten (ook impact op E-peil): zie bijlage IV bij besluit 12

7 VEA 7 13 Uit de bibliotheek (zie transmissie module) 14

8 VEA 8 Uit de bibliotheek (zie transmissie module) 15 In te vullen door de gebruiker 16

9 VEA 9 Sensitiviteitsanalyse: K-peil Emax Egem Emin E-peil K-peil 17 globaal besluit: benaderend, bij KANTOREN EN SCHOLEN: 1 K-punt komt GEMIDDELD ongeveer overeen met 2/3 E-punt Overzicht Algemeen: energiebalans Verliezen: Transmissieverliezen Ventilatieverliezen: in/exfiltratie Ventilatieverliezen: bewuste ventilatie Winsten: Interne warmtewinsten Zonnewinsten Thermische massa Resultaten 18

10 VEA 10 Ventilatieverliezen Bij de ventilatieverliezen wordt een onderscheid gemaakt tussen Bewuste ventilatie Absolute noodzaak om goede binnenluchtkwaliteit te garanderen: daartoe speciale ventilatievoorzieningen (eisen in bijlage VI) In/exfiltratie Ongewilde ventilatie via spleten, kieren, poreuze wanden, Om het te minimaliseren is een goede luchtdichtheid belangrijk In het rekenmodel wordt er vereenvoudigend verondersteld dat er geen interactie tussen beide is Met de ventilatie gaat warmteverlies gepaard (in de winter moet de binnenkomende koude buitenlucht namelijk worden opgewarmd tot op binnentemperatuur) 19 Overzicht Algemeen: energiebalans Verliezen: Transmissieverliezen Ventilatieverliezen: in/exfiltratie Ventilatieverliezen: bewuste ventilatie Winsten: Interne warmtewinsten Zonnewinsten Thermische massa Resultaten 20

11 VEA 11 Sankey diagramma Zon Niet-nuttige warmtewinsten Warmteterugwinning Q s Metabolisme Verlichting Ventilatoren Apparatuur,... Q i Q g ηq g Q L Q V,dedic Q V,in/exf Primaire energie E p,heat Eindenergie Q heat,final Q heat,gross Q heat,net Q T 21 Opwekkingsverliezen Verliezen klimatiseringssysteem Gebouwgrens Ventilatie: in/exfiltratie Twee manieren voor inrekenen van het lekdebiet bij 50 Pa: Waarde bij ontstentenis: 12 m³/(h-m²) Luchtdichtheidsmeting Luchtdichtheidsmeting Moet minstens gebeuren voor het volledige EPUvolume (of desgevallend een groter deel van het beschermd volume, bv. incl. appartementen, winkels, andere EPU-volumes,...) Het gebouw moet voldoende afgewerkt zijn Conform NBN EN Lekdebiet bij 50 Pa van de uitwendige schil wordt afgeleid uit de luchtdichtheidsmeting 22

12 VEA Luchtdichtheidsmeting (volgens NBN EN 13829) Resultaat van de meting: lekdebiet bij 50Pa: m³/ h V 50 Omrekening per eenheid verliesoppervlakte: V 50 v 50 m³/ h.m² A test Dit is de invoer in de -software. Ter herinnering: traditionele indicator: ventilatievoud bij 50 Pa V 50 n50 1 / h V int 24

13 VEA 13 Sensitiviteitsanalyse: luchtdichtheid Emax Egem Emin E-peil v50 [m³/(h.m²)] 25 benaderend, bij KANTOREN EN SCHOLEN: GEMIDDELD een daling met ruwweg 1 E-punt voor elke verbetering van de luchtdichtheid met 1m³/(h.m²) Luchtdichtheid: oppassen het is het eindresultaat dat telt: de meting na uitvoering de gemeten luchtheid hangt af van zowel het ontwerp (aandacht voor diverse details) als de uitvoering (zorg, nauwkeurigheid,...) veiligheidshalve ook al wordt van in het begin van het ontwerp een luchtdichtheidsmeting gepland toch het ontwerp zo maken dat ook met de waarde bij ontstentenis E100 nog gehaald wordt stel nl. dat meting onverwacht slecht resultaat oplevert, en verbetering niet meer mogelijk, duur,... is,... voor grote gebouwen is in België de benodigde zware apparatuur ( Megafan ) wellicht nog niet beschikbaar (in UK is hiermee wel al verschillende jaren ervaring) 26

15 VEA 15 Bewust ventilatiedebiet Er wordt gerekend met het ontwerp toevoerdebiet aan verse buitenlucht Hiervoor is geen extra invoer nodig t.o.v. de beschrijving van de ventilatievoorzieningen Zie veld Hygiënische ventilatie in het projectvenster Zie verder de opleidingsmodule Ventilatievoorzieningen 29 Warmteterugwinning Mogelijk in geval van een volledig mechanisch ventilatiesysteem: mechanische toevoer en mechanische afvoer Detailbespreking: zie bijlage bij de presentatie 30

17 VEA Interne warmtewinsten Alle warmte die binnen het beschermd volume geproduceerd wordt door interne bronnen (met uitzondering van het ruimteverwarmingssysteem), bv.: Personen (metabolisme) Verlichting Ventilatoren Apparatuur (computers, printers, kopieertoestellen,...)... Deels forfaitair vastgelegd (apparatuur), deels afgeleid uit andere EP-informatie Geen aparte invoer in het rekenprogramma nodig Overzicht Algemeen: energiebalans Verliezen: Transmissieverliezen Ventilatieverliezen: in/exfiltratie Ventilatieverliezen: bewuste ventilatie Winsten: Interne warmtewinsten Zonnewinsten Thermische massa Resultaten 34

18 VEA 18 Sankey diagramma Zon Niet-nuttige warmtewinsten Warmteterugwinning Q s Metabolisme Verlichting Ventilatoren Apparatuur,... Q i Q g ηq g Q L Q V,dedic Q V,in/exf Primaire energie E p,heat Eindenergie Q heat,final Q heat,gross Q heat,net Q T 35 Opwekkingsverliezen Verliezen klimatiseringssysteem Gebouwgrens Zonnewinsten Enkel de bezonning doorheen transparante scheidingsconstructies wordt beschouwd De totale maandelijkse bezonning is de som van Maandelijkse directe bezonning Maandelijkse diffuse bezonning Maandelijkse gereflecteerde bezonning De bezonning is afhankelijk van de beschaduwing en zonnewering Alleen een paar basis invoergegevens (hoeken) zijn nodig; er kan echter ook forfaitair gerekend worden. De berekeningen zelf (uitgebreide formules van bijlage C van EPW) worden uitgevoerd door het rekenprogramma 36

19 VEA 19 Oriëntatie ( ): conventie hoek tussen het zuiden en de horizontale projectie van de normale op het vlak van het venster positief in westelijke richting negatief in oostelijke richting 37 Helling θ ( ): conventie Ook van toepassing op opake constructies (overgangsweerstanden) Hoek tussen de verticale en de normale op het vlak van de constructie Anders uitgedrukt: hoek tussen het horizontaal vlak en de constructie: zie figuur 38

20 VEA 20 Vaste beschaduwing Per venster de keuze uit: Waarde bij ontstentenis Dit mag altijd toegepast worden en houdt geen rekening met de reële details van de beschaduwing Geen detailinvoer nodig Detailberekening Houdt rekening met de details van de beschaduwing Detailinvoer nodig, nl. volgende hoeken: Horizonhoek α h Verticale overstekhoek α v Linker overstekhoek α sl Rechter overstekhoek α sr Zie figuren op volgende slide Beschaduwing door zonnewering: zie presentatie over oververhitting 39 Zonnewinsten: beschaduwingshoeken ( ) Horizonhoek Verticale overstekhoek Linker overstekhoek Rechter overstekhoek 40 (conform Europese conventies - EN 13790)

21 VEA

22 VEA 22 Indien gedetailleerde berekening, dan hoeken invullen 43 Mobiele zonnewering niet in het vlak 44 Enkel de verticale overstekhoek moet ingegeven worden De zijdelingse overstekhoeken moeten steeds nul zijn (dit is een foutje in v1.0: de betreffende invulvakjes moeten verdwijnen)

23 VEA 23 Overzicht Algemeen: energiebalans Verliezen: Transmissieverliezen Ventilatieverliezen: in/exfiltratie Ventilatieverliezen: bewuste ventilatie Winsten: Interne warmtewinsten Zonnewinsten Thermische massa Resultaten 45 Thermische massa dient bepaald te worden per energiesector 3 mogelijkheden: een waarde bij ontstentenis (van toepassing voor de hele energiesector) door opgave van (voor elk vloerdeel): minimum massa van vloer- en plafondconstructie (3 categorieën) door uitvoeringstype van vloer en plafond (3 categorieën) door detailberekening: kan nog niet in v1.0 van de -software ingebracht worden 46

24 VEA

25 VEA Overzicht Algemeen: energiebalans Verliezen: Transmissieverliezen Ventilatieverliezen: in/exfiltratie Ventilatieverliezen: bewuste ventilatie Winsten: Interne warmtewinsten Zonnewinsten Thermische massa Resultaten 50

26 VEA Energiestromen Energiestromen (MJ/m²) PV max. kar. prim. verbruik kar. prim. verbruik verlichting bevochtiging hulpfuncties RV ventilatoren (reële of fictieve) koeling nuttige zonnewarmtewinsten nuttige int. warmtewinsten ruimteverwarming transmissieverliezen bewuste ventilatie in/exfiltratie verliezen winsten

27 VEA 27 Bijlage: warmteterugwinning 54 Inleiding Bij een volledig mechanisch ventilatiesysteem Mogelijkheid tot plaatsing van een warmteterugwinapparaat: Warmtewisselaar Recupereert warmte uit de afvoerlucht en staat die af aan de toevoerlucht Hierdoor is de toevoer van buitenlucht reeds voorverwarmd en moet minder warmte geleverd worden door het verwarmingssysteem De energiewinst wordt uitgedrukt aan de hand van een reductiefactor NB: energieverbruik gerelateerd aan het vriesgedrag wordt niet beschouwd

28 VEA 28 Fysische basisbeperkingen van warmtewisselaars de binnenkomende koude lucht kan nooit warmer worden dan de uitgaande warme lucht (natuurlijke warmteoverdracht van warm naar koud) vice-versa: uitgaande lucht nooit kouder dan binnenkomende de binnenkomende lucht kan nooit meer warmte opnemen dan de uitgaande lucht kan afgeven bij verschillende debieten (niet gebalanceerd) is kleinste debiet de beperkende factor balancering is belangrijk voor optimaal resultaat! 55 Reductiefactor voor warmteterugwinning Berekend per ventilatiezone Op basis van de plaatsen waar mechanische toe- en/of afvoer gebeurt 3 types plaatsen: 1. zowel toe- als afvoer (met/zonder wtw) 2. enkel toevoer 3. enkel afvoer

29 VEA Reductiefactor - plaatsen Voor elke plaats moet het toe- en/of afvoerdebiet worden opgegeven: Wanneer continue meting gebeurt, is het in te geven debiet in de software = het insteldebiet op die plaats bij nominale ventilatorstand Wanneer geen continue meting gebeurt, is het in te geven debiet in de software = het ontwerpdebiet op die plaats Bijkomend voor plaatsen met toe- en afvoer: Als er warmteterugwinning is, bepaalt het testrendement van de warmtewisselaar hoe efficiënt dit gebeurt Testrendement is productgegeven (bepaald volgens EN 308) en wordt opgegeven door de leverancier Reductiefactor By-pass By-pass op warmtewisselaar zorgt ervoor dat de lucht in de zomer niet door de warmtewisselaar passeert Hierdoor wordt toevoerlucht niet of in mindere mate voorverwarmd en daalt de energiebehoefte voor koeling Aanwezigheid en aard van de by-pass bepaalt de reductiefactor 58

30 VEA

31 VEA 31 Sensitiviteitsanalyse: testrendement warmteterugwinning Emax Egem Emin E-peil Hypothesen: -Manuele balancering 20 -Volledige by-pass in de zomer 0 0% 20% 40% 60% 80% 100% test rendement (volgens EN308) 61 benaderend, bij KANTOREN EN SCHOLEN: GEMIDDELD een daling met ruwweg 1 E-punt voor een verbetering van het testrendement met 10%