Ruimteverwarming EPW: netto energiebehoefte

Transcriptie

1 odule 3.2 versie oktober 2010 VEA 1 odule 3.2 Ruimteverwarming EPW: netto energiebehoefte Y Y versie Overzicht Algemeen: energiebalans Verliezen: Transmissieverliezen Ventilatieverliezen: in/exfiltratie Ventilatieverliezen: bewuste ventilatie Winsten: Interne warmtewinsten Zonnewinsten Thermische massa Resultaten 2 2

2 odule 3.2 versie oktober 2010 VEA 2 Hoofdstukkenoverzicht EPW 8 ontrole oververhitting 10.5 Verbruik voor koeling 7.7 Transmissieverliezen 7.8 Ventilatie verliezen 7.9 Interne winsten 7.10 Zonnewinsten Netto behoefte voor ruimteverwarming 7.3 Netto behoefte voor warm tapwater Afgifte, verdeling, opslag 9.2 Verdeling Bruto behoefte voor ruimteverwarming Thermische zonneenergie 9 Bruto behoefte voor warm tapwater Y Y Opwekkingsrendement (incl. W) Thermische zonneenergie Opwekkingsrendement (incl. W) 10.2 Eindenergieverbruik voor ruimte verwarming 10.3 Eindenergieverbruik voor warm tapwater 11 Hulpenergie - 12 PV & W elektriciteit 13 Jaarlijks primair energieverbruik Omzettingsfactor 6 Referentiewaarde 6 E-peil 3 Energiebalans voor verwarming Zonnewinsten Ventilatie Beschaduwing Benuttingsgraad warmtewinsten Interne winsten Transmissie 4

3 odule 3.2 versie oktober 2010 VEA 3 Energiestromen: energiebalans verwarming Q T Q V,dedic Q V,in/exf Q s >T setpoint Q T Q V,dedic T setpoint ηq s ηq i Q i Q V,in/exf Q net Verwarmingsbehoefte Y Y 5 5 Overzicht Algemeen: energiebalans Verliezen: Transmissieverliezen Ventilatieverliezen: in/exfiltratie Ventilatieverliezen: bewuste ventilatie Winsten: Interne warmtewinsten Zonnewinsten Thermische massa Resultaten 6 6

4 odule 3.2 versie oktober 2010 VEA 4 Energiestromen: transmissieverliezen Q T Q V,dedic Q V,in/exf Q s >T setpoint Q T Q V,dedic T setpoint ηq s ηq i Q i Q V,in/exf Q net Verwarmingsbehoefte Y Y 7 7 Transmissieverliezen: onderverdeling 1 H Τ rechtstreeks naar buiten H D 3. naar buiten via een AOR* H U 8 2. naar buiten via de grond H g Totale warmteverliescoëfficiënt: H T = H D + H g + H U *AOR: aangrenzende onverwarmde ruimte 8

5 odule 3.2 versie oktober 2010 VEA 5 9 Transmissieverliezen voor E-peil berekening: geen andere informatie nodig dan wat voor -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: Y Y aparte opleidingsmodule van ½ dag wordt in detail beschreven in een transmissie referentiedocument 9 10 oudebruggen 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 10

6 odule 3.2 versie oktober 2010 VEA 6 11 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 -punten (ook impact op E-peil): zie bijlage IV bij besluit Y Y

7 odule 3.2 versie oktober 2010 VEA 7 Uit de bibliotheek (zie transmissie module) Y Y Uit de bibliotheek (zie transmissie module) 14 14

8 odule 3.2 versie oktober 2010 VEA 8 In te vullen door de gebruiker Y Y Gevoeligheidsanalyse op 200 woongebouwen: -peil Emax Egem Emin E-peil peil 16 globaal besluit: benaderend, bij woongebouwen: 1 -punt komt GEIDDELD ongeveer overeen met 1 E-punt 16

9 odule 3.2 versie oktober 2010 VEA 9 Overzicht Algemeen: energiebalans Verliezen: Transmissieverliezen Ventilatieverliezen: in/exfiltratie Ventilatieverliezen: bewuste ventilatie Winsten: Interne warmtewinsten Zonnewinsten Thermische massa Resultaten Y Y Ventilatieverliezen Bij de ventilatieverliezen wordt een onderscheid gemaakt tussen Bewuste ventilatie Absolute noodzaak om goede binnenluchtkwaliteit te garanderen: daartoe speciale ventilatievoorzieningen (eisen in bijlage V en VI) In/exfiltratie Ongewilde ventilatie via spleten, kieren, poreuze wanden, Om dit te minimaliseren is een goede luchtdichtheid belangrijk In het rekenmodel wordt er vereenvoudigend verondersteld dat er geen interactie tussen beide is et de ventilatie gaat warmteverlies gepaard (In de winter moet de binnenkomende koude buitenlucht namelijk worden opgewarmd tot op binnentemperatuur.) 18 18

10 odule 3.2 versie oktober 2010 VEA 10 Overzicht Algemeen: energiebalans Verliezen: Transmissieverliezen Ventilatieverliezen: in/exfiltratie Ventilatieverliezen: bewuste ventilatie Winsten: Interne warmtewinsten Zonnewinsten Thermische massa Resultaten Y Y Energiestromen: in/exfiltratieverliezen Q T Q V,dedic Q V,in/exf Q s >T setpoint Q T Q V,dedic T setpoint ηq s ηq i Q i Q V,in/exf Q net Verwarmingsbehoefte 20 20

11 odule 3.2 versie oktober 2010 VEA 11 Ventilatie: in/exfiltratie Twee manieren van inrekenen: Waarde bij ontstentenis: 12 m³/(h-m²) Luchtdichtheidsmeting Luchtdichtheidsmeting oet minstens gebeuren voor het volledige EPWvolume (of desgevallend een groter deel van het beschermd volume, bv. meerdere appartementen samen) Het gebouw moet voldoende afgewerkt zijn onform NBN EN Lekdebiet bij 50 Pa van de uitwendige schil wordt afgeleid uit de luchtdichtheidstest Y Y 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 22

12 odule 3.2 versie oktober 2010 VEA 12 Y Y Gevoeligheidsanalyse: luchtdichtheid Emax Egem Emin E-peil v50 [m³/(h.m²)] 24 benaderend, bij woongebouwen: GEIDDELD een daling met ruwweg 1 E-punt voor elke verbetering van de luchtdichtheid met 1m³/(h.m²) 24

13 odule 3.2 versie oktober 2010 VEA 13 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 Y Y Overzicht Algemeen: energiebalans Verliezen: Transmissieverliezen Ventilatieverliezen: in/exfiltratie Ventilatieverliezen: bewuste ventilatie Winsten: Interne warmtewinsten Zonnewinsten Thermische massa Resultaten 26 26

14 odule 3.2 versie oktober 2010 VEA 14 Energiestromen: bewuste ventilatie verliezen Q T Q V,dedic Q V,in/exf Q s >T setpoint Q T Q V,dedic T setpoint ηq s ηq i Q i Q V,in/exf Q net Verwarmingsbehoefte Y Y Bewust ventilatiedebiet Zie ook figuur op volgende slide Bewust ventilatiedebiet: functie van 2 factoren: het volume van het gebouw, volgens een relatie vastgelegd in de procedure evenredig met een vermenigvuldigingsfactor m: deze waardeert de kwaliteit van het ventilatie-systeem: m kan variëren van 1.0 (meest gunstige waarde) tot 1.5 de waarde bij ontstentenis voor m is

15 odule 3.2 versie oktober 2010 VEA 15 Debiet in functie van grootte van het gebouw Y Y Warmteterugwinning ogelijk in geval van ventilatiesysteem D Detailbespreking: zie bijlage bij de presentatie 30 30

16 odule 3.2 versie oktober 2010 VEA 16 epw netto energiebehoefte 32.pdf 1 6/10/ :12:33 Overzicht Algemeen: energiebalans Verliezen: Transmissieverliezen Ventilatieverliezen: in/exfiltratie Ventilatieverliezen: bewuste ventilatie Winsten: Interne warmtewinsten Zonnewinsten Thermische massa Resultaten Energiestromen: interne warmtewinsten Q T Q V,dedic Q V,in/exf Q s >T setpoint Q T Q V,dedic T setpoint ηq s ηq i Q i Q V,in/exf Q net Verwarmingsbehoefte 32 32

17 odule 3.2 versie oktober 2010 VEA 17 Interne warmtewinsten Alle warmte die binnen het beschermd volume geproduceerd wordt door interne bronnen (met uitzondering van het ruimteverwarmingssysteem), bv.: Personen (metabolisme) Verlichting Apparatuur (koelkast, TV, computer, verlichting,...)... Interne warmtewinsten zijn op forfaitaire manier vastgelegd, afhankelijk van het volume Geen aparte invoer in het rekenprogramma nodig Y Y Overzicht Algemeen: energiebalans Verliezen: Transmissieverliezen Ventilatieverliezen: in/exfiltratie Ventilatieverliezen: bewuste ventilatie Winsten: Interne warmtewinsten Zonnewinsten Algemeen: details van de energiebalans 34 34

18 odule 3.2 versie oktober 2010 VEA 18 Energiestromen: zonnewinsten Q T Q V,dedic Q V,in/exf Q s >T setpoint Q T Q V,dedic T setpoint ηq s ηq i Q i Q V,in/exf Q net Verwarmingsbehoefte Y Y Zonnewinsten Enkel de bezonning doorheen transparante scheidingsconstructies wordt beschouwd De totale maandelijkse bezonning is de som van aandelijkse directe bezonning aandelijkse diffuse bezonning aandelijkse 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 van EPW) worden uitgevoerd door het rekenprogramma 36 36

19 odule 3.2 versie oktober 2010 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 Y Y 37 Zie ook helpfunctie 37 Helling ( ): conventie Helling θ ( ) 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 Zie ook helpfunctie 38

20 odule 3.2 versie oktober 2010 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 Y Y Beschaduwing door zonnewering: zie presentatie over oververhitting Zonnewinsten: beschaduwingshoeken ( ) Horizonhoek Verticale overstekhoek Linker overstekhoek Rechter overstekhoek 40 (conform Europese conventies) 40

21 odule 3.2 versie oktober 2010 VEA 21 Y Y Indien gedetailleerde berekening, dan hoeken invullen 42 42

22 odule 3.2 versie oktober 2010 VEA 22 Overzicht Algemeen: energiebalans Verliezen: Transmissieverliezen Ventilatieverliezen: in/exfiltratie Ventilatieverliezen: bewuste ventilatie Winsten: Interne warmtewinsten Zonnewinsten Thermische massa Resultaten Y Y Thermische massa Heeft invloed op de tijdsconstante en dus de benuttingsfactor Op schematische manier volgens 4 constructietypes Zwaar Halfzwaar atig zwaar Licht Het type constructie wordt bepaald aan de hand van de fractie horizontale, hellende en verticale constructiedelen die massief is Een constructiedeel is massief: als de massa ervan minstens 100 kg/m² bedraagt, bepaald vertrekkende van binnenuit tot aan een luchtspouw of een laag met thermische geleidbaarheid kleiner dan 0.20 W/m 44

23 odule 3.2 versie oktober 2010 VEA 23 Thermische massa aandeel van de horizontale constructiedelen dat massief is (zonder afscherming door binnenisolatie) (oppervlakte percentage) aandeel van de hellende en verticale constructiedelen dat massief is (oppervlakte percentage) >90% 50 tot 90% Y Y >90% zwaar halfzwaar 50 tot 90% halfzwaar matig zwaar <50% halfzwaar licht <50% halfzwaar licht licht 45 Zie ook helpfunctie

24 odule 3.2 versie oktober 2010 VEA 24 Overzicht Algemeen: energiebalans Verliezen: Transmissieverliezen Ventilatieverliezen: in/exfiltratie Ventilatieverliezen: bewuste ventilatie Winsten: Interne warmtewinsten Zonnewinsten Thermische massa Resultaten Y Y

25 odule 3.2 versie oktober 2010 VEA 25 Energiestromen PV energiestromen (J/m³) max. kar. prim. verbruik kar. prim. verbruik (reële of fictieve) koeling ventilatoren hulpfuncties RV warm tapwater 60 nuttige zonnewarmtewinsten nuttige int. warmtewinsten 40 Y Y ruimteverwarming transmissieverliezen 20 bewuste ventilatie in/exfiltratie 0 verliezen winsten netto behoefte bruto behoefte eindverbruik primair verbruik kar. prim. verbruik max. kar. prim. verbruik 49 Vergelijking: van middelmatig tot zeer goed P90A nuttige zonnewarmtewinsten energiestromen (J/m³) P60A nuttige int. warmtewinsten ruimteverwarming transmissieverliezen 60 P30 bewuste ventilatie in/exfiltratie 0 verliezen winsten verliezen winsten verliezen winsten 50 50

26 odule 3.2 versie oktober 2010 VEA 26 Bijlage warmteterugwinning epw netto energiebehoefte 52.pdf 1 6/10/ :23: Inleiding Bij ventilatiesysteem D ogelijkheid 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 52

27 odule 3.2 versie oktober 2010 VEA 27 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 beperkende factor balancering is belangrijk voor optimaal resultaat! 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

28 odule 3.2 versie oktober 2010 VEA 28 epw netto energiebehoefte 56.pdf 1 6/10/ :23:14 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 automatische continue meting gebeurt: is het in te geven debiet in de software = het geëist debiet op die plaats, tenzij bij oplevering een eenmalige debietsmeting in elk van de ruimten is gebeurd (dan moet die meetwaarde worden ingevuld) moeten ook de lekverliezen in de kanalen ingevuld worden Reductiefactor plaatsen (2) 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 56 56

29 odule 3.2 versie oktober 2010 VEA 29 Reductiefactor By-pass epw netto energiebehoefte 58.pdf 1 6/10/ :23:07 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

30 odule 3.2 versie oktober 2010 VEA 30 epw netto energiebehoefte 60.pdf 1 6/10/ :23: Gevoeligheidsanalyse: warmteterugwinning Ventilatiesysteem E-peil zonder wtw met wtw zonder labotest ηtest=50% ηtest=80% ηtest=50% ηtest=80% et zomerbypass Zonder zomerbypass Sys Sys D 60 wtw = warmteterugwinning 60

31 odule 3.2 versie oktober 2010 VEA 31 Gevoeligheidsanalyse: testrendement warmteterugwinning Emax mbp Egem mbp Emin mbp E-peil hypothesen: manueel gebalanceerd 100% by-pass in zomer 0 0% 20% 40% 60% 80% 100% test rendement (volgens EN308) 61 benaderend, bij woongebouwen: GEIDDELD een daling met ruwweg 2 E-punten voor een verbetering van het testrendement met 10% 61 epw netto energiebehoefte 61.pdf 1 6/10/ :48:36