Opleiding Duurzaam Gebouw: Renovatie met een. details. Leefmilieu Brussel. HYGIENISCHE VENTILATIE François LECLERCQ en Thomas LECLERCQ.

Transcriptie

1 Opleiding Duurzaam Gebouw: Renovatie met een hoge energieefficiëntie: technische details Leefmilieu Brussel HYGIENISCHE VENTILATIE François LECLERCQ en Thomas LECLERCQ MATRIciel sa

2 Energiebalans Traditioneel appartement Passiefappartement (behalve hernieuwbaar) Verwarming SWW Vereist een globale benadering Ventilatie Hulpuitrusting 2

3 Plan van de uiteenzetting 1. Ventilatie? Verliezen in het luchtbehandelingsnetwerk verminderen bij renovatie Bijzonderheden van systeem C en D Gecentraliseerd of gedecentraliseerd? Keuze van de recuperator? Isolatie van de leidingen? Voorbeeld van passiefrenovatie Verwarming SWW Ventilatie Hulpuitrusting 2. Warmteproductie? Wat is de energie-efficiëntie van mijn installatie? Een verwarmingsinstallatie begrijpen De productie van sanitair warm water SWW 3

4 Verliezen in het luchtbehandelingsnetwerk verminderen bij renovatie Evaluation des pertes Evaluatie van de verliezen Pertes aérauliques [W/K] Verliezen in het luchtbehandelingsnetwerk [W/K] Verliezen door de gebouwschil [W/K] Pertes enveloppe [W/K] W/K de verliezen in het luchtbehandelingsnetwerk maken 50% uit van de totale verliezen cas 1 cas 2 cas 3 cas 4 cas 5 cas 6 Isolatie van de gebouwschil Dichtheid Isolatie warmterecuperator + goede luchtdichtheid => 60% reductie van de verliezen door ventilatie en infiltraties samen

5 Verliezen in het luchtbehandelingsnetwerk verminderen bij renovatie Verliezen in het luchtbehandelingsnetwerk INFILTRATIE (onopzettelijk) Actie: luchtdichtheid VENTILATIE Verliezen [W] = 0,34 x Debiet x (T binnen T toevoer ) Actie: debieten aanpassen aan behoefte Actie: voorverwarming toegevoerde lucht door afgevoerde lucht Verse lucht: BUITEN Verse lucht: Afvoerlucht: BINNEN Toevoerlucht: 5

6 Systeem C systeem D Systeem C Systeem D + - Kost weinig aan uitbating en investering. Het elektriciteitsverbruik van de ventilators is beperkt. Mogelijkheid om het debiet te controleren door in te grijpen ter hoogte van de extractieopeningen (afhankelijk van de vochtigheid en/of aanwezigheid). De lucht die het lokaal binnenkomt met de temperatuur van de buitenlucht is een bron van ongemak in de winter. Om deze koude luchtstroom op te heffen zijn de bewoners vaak geneigd om de gevelroosters manueel te sluiten, met als gevolg een verslechtering van de binnenomgeving. De gevelopeningen vormen akoestische zwakke punten die bijzonder schadelijk zijn in een lawaaierige omgeving. Er is geen warmterecuperatie mogelijk op de afgezogen lucht. Warmterecuperatie In de winter veroorzaakt de pulsie dus geen ongemak door een koudestroom want de nieuwe lucht werd voorverwarmd. Beperkte transmissie van de geluiden van buitenaf. BNE Dit systeem is duurder qua investering. 31 Het elektriciteitsverbruik van de ventilators kwh/m² is hoog, maar blijft verwaarloosbaar ten opzichte van de daling van de thermische verliezen door ventilatie. Het ventilatie/warmterecuperatieblok en de bekledingen nemen veel plaatsruimte in het gebouw in. Verlaagde plafonds zijn vaak nodig in appartementen. Een regelmatig onderhoud is onmisbaar. Groepsgeluid in het appartement moet beheerst worden 6

7 Systeem D bij renovatie? 15 W/K Evaluatie Evaluation van des verliezen pertes aérauliques in het luchtbehandelingsnetwerk selon le niveau d'étanchéité volgens et le dichtheid système en gekozen de ventilation ventilatiesysteem retenu Syst. C => peu de gains après n50=3/u Systeem C => weinig winst na n50 = 3/u W/K W/K Ventilatie Ventilation systeem système C C Ventilatie Ventilation systeem système D ,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 n50(h-1) 7

8 Systeem C systeem C+ Voordeel van systeem C+ Debietregeling volgens vochtigheid en/of aanwezigheid Besparing van 50% op ventilatieverliezen is mogelijk Lage polluentconcentratie => laag debiet Hoge polluentconcentratie => hoog debiet 8

9 Systeem C + Principes van het systeem C+ Regeling van het extractiedebiet volgens bezetting Badkamer, wasplaats: vochtigheidsdetectie Toiletten: vochtigheidsdetectie Keuken: vochtigheidsdetectie + bewegingsdetectie 9

10 Systeem C + Beperking van het systeem C+ Het luchtdebiet wordt geregeld op basis van de bezetting van de vochtige vertrekken. s Nachts is het luchtdebiet minimaal, zodat de luchtkwaliteit niet noodzakelijk gegarandeerd is in de slaapkamers 10

11 Systeem C + 11

12 Systeem C + Tijdens de dag wordt voornamelijk in de leefruimtes geventileerd Tijdens de nacht wordt voornamelijk in de slaapkamers geventileerd 12

13 Systeem C + 13

14 Systeem C + Luchttoevoerrooster met elektronische bediening Bediening Ventilatie door doorvoer van lucht Aanwezigheidsdetectie Luchtafvoer Bedieningseenheid altijd aan rechterkant, van binnen gezien 14

15 Systeem C + OEFENING Berekening van de verliezen door ventilatie in de EPB 0,34 x debiet x reductiefactor x (18-Text) x tijd = MJ m sec Systeem C 1,1 1 0,8 0,88 Systeem C+ 1,1 1 0,4 0,44 Systeem D 1,5 0,28 1 0,42 Reductiefactor warmterecuperator Bezettingsfactor Reductiefactor 15

16 Systeem C + Uitvoering in een appartementsgebouw GECENTRALISEERD GEDECENTRALISEERD 16

17 Systeem D Theoretische begrippen ENERGIE-EFFICIËNTIE Drukval Luchtsnelheid SFP en ventilatierendement Belang van de snelheidsvariatie 17

18 Energie-efficiëntie Theoretische begrippen: drukval De ventilator levert de energie om de lucht in de luchtleidingen op snelheid te houden en zo de wrijvingsverliezen te compenseren. De wrijvingsverliezen in het leidingnet wordt gekarakteriseerd door de term "drukval", die de weerstand van het leidingnet tegen luchtverplaatsing weergeeft. Drukval Bij verdubbeling van het debiet in de leidingen, verviervoudigt de drukval x 2 x 4 18

19 Energie-efficiëntie Theoretische begrippen: drukval Bron: Lindab 19

20 Energie-efficiëntie Theoretische begrippen: drukval Bron: Lindab 20

21 Energie-efficiëntie Welk schema is het interessantst: A of B? 50 m³/u 50 m³/u 50 m³/u 50 m³/u 50 m³/u 50 m³/u 50 m³/u 50 m³/u 50 m³/u 50 m³/u 50 m³/u 50 m³/u 21

22 Energie-efficiëntie Theoretische begrippen: vermogen geabsorbeerd door een ventilatiegroep Druk P luchtbehandeling = q x p Kromme van de ventilator voor een bepaalde snelheid Drukval Q = Volumiek debiet in m³/s p = totale drukval van het systeem in Pa Luchtbehandelingsvermogen van de ventilator Werkingspunt P geabsorbeerd = P luchtbehandeling / h h = Globaal rendement van het ventilatiesysteem in functie van het rendement van de motor, de ventilator, de transmissie en de snelheidsvariator Debiet m³/u 22

23 Energie-efficiëntie Theoretische begrippen: vermogen geabsorbeerd door een ventilatiegroep P geabsorbeerd = (q x p) / h q = volumiek debiet in m³/s p = totale drukval van het systeem in Pa h = globaal rendement van het ventilatiesysteem Het verbruik doen dalen Het rendement doen stijgen motor met gelijkstroom in plaats van wisselstroom De drukval doen dalen de snelheid beperken in het netwerk en in de ventilatiegroep Voorbeeld voor een gepulseerd luchtdebiet (400 m³/u) Pulsie Drukval Geabsorbeerd vermogen Rendement van de motor Elektrisch verbruik per m³ verplaatste lucht Groep 450 m³/u 248 Pa 113 W 73,3% 0,28 Wh/m³ Groep 600 m³/u 190 Pa 89 W 66,6% 0,22 Wh/m³ -22% 23

24 Herhaling van de theorie OEFENING SFP: SPECIFIC FAN POWER LEZING TECHNISCHE FICHE 24

25 Energie-efficiëntie Theoretische begrippen: vermogen geabsorbeerd door een ventilatiegroep Door de ventilator te leveren luchtbehandelingsvermogen naargelang van de gekozen snelheid Wanneer het luchtdebiet in het netwerk wordt gedeeld door 2, wordt het verbruik gedeeld door 4-5 Debiet m³/u 15W 31 W 70 W 25

26 Energie-efficiëntie P luchtbehandeling = q x (p int + p ext ) Het luchtbehandelingsvermogen is het vermogen dat nodig is voor de luchtverplaatsing doorheen de ventilatiegroep en het ventilatienet Interne belastingverliezen Externe belastingverliezen 26

27 Oefening OEFENING Een technische fiche van een individuele groep lezen 27

28 Systeem D Gecentraliseerde ventilatiegroep Gedecentraliseerde ventilatiegroep 28

29 Systeem D Gecentraliseerde ventilatiegroep Voordelen Gedecentraliseerde ventilatiegroepen Voordelen Nadelen Gemakkelijker in werking te stellen Gemakkelijk onderhoud bij verhuur Meer plaats en minder lawaai in de appartementen Iedereen recupereert zijn eigen warmte Iedereen betaalt zijn eigen energieverbruik Iedereen beheert het onderhoud van zijn systeem De energie-efficiëntie van een ventilatiesysteem met gescheiden eenheden is beter Elk appartement is niet onafhankelijk wat betreft zijn verbruik De temperatuur van overgenomen lucht is het gemiddelde van de luchttemperaturen die zijn overgenomen voor de appartementen De regeling verloopt niet zo soepel De kosten zijn forfaitair verdeeld. Dit zet niet aan tot een verantwoorde attitude Nadelen Moeilijk onderhoud, vooral bij verhuur Plaatsruimte Lawaai van de ventilators Niet noodzakelijk goedkoper als men de organen voor de verdeling in secties meetelt 29

30 Gecentraliseerd of gedecentraliseerd Energie-impact van de centralisatie Regeling van het luchtdebiet per appartement met gecentraliseerde ventilatiegroep Constante druk Verse lucht Vervuilde lucht Als een klep sluit, verlaagt de ventilator zijn snelheid om de constante druk in het netwerk te behouden, en zo het debiet constant te houden in de andere appartementen 30

31 Gecentraliseerd of gedecentraliseerd Energie-impact van de centralisatie Door de ventilator te leveren luchtbehandelingsvermogen naargelang van de gekozen snelheid Constante druk van het netwerk Debiet m³/u Door de ventilator te leveren luchtbehandelingsvermogen naargelang van de gekozen snelheid Constante druk van het netwerk Debiet m³/u 31

32 Energie-impact van de centralisatie Regelscenario Regeling Jaarlijkse gebruiksduur Werkingsregime Geabsorbeerd vermogen Elektrisch verbruik Gecentraliseerd - Constant debiet Gecentraliseerd - Geregeld debiet Gedecentrailseerd - geregeld debiet 100% van 8760h 100% van het nominale debiet 48 W + 52 W 876 kwh/jaar 10% 100% 48 W + 52 W 88 50% 66% 28 W + 26 W % 33% 10 W + 10 W 53 10% 0% 0 W kwh/jaar 10% 100% 36 W + 34 W 61 50% 66% 13 W + 12 W % 33% 4 W + 4 W 21 10% 0% 0 W kwh/jaar 32

33 Energie-impact van de centralisatie Jaarlijks verbruik aan primaire energie (kwh/m²) NEB 11 kwh/m² Systeem D, gedecentraliseerd - geregeld debiet BNE 10 kwh/m² BNE 15 kwh/m² BNE 31 kwh/m² Ventilateurs Ventilatoren Chauffage Verwarming Passiefappartementen! 33

34 Energie-impact van de centralisatie Jaarlijks verbruik aan primaire energie (kwh/m²) NEB 11 kwh/m² Systeem D, système gedecentraliseerd D décentralisé - débit régulé - geregeld debiet système D centralisé - - geregeld debiet débit régulé Ventilateurs Ventilatoren NEB 10 kwh/m² Systeem D, gecentraliseerd NEB 15 kwh/m² Systeem D, système gecentraliseerd D centralisé - - debiet débit niet non geregeld régulé Chauffage Verwarming Passiefappartementen! NEB 31 kwh/m² Systeem C, système gedecentraliseerd C décentralisé - débit régulé - geregeld debiet 34

35 Keuze van de recuperator? Recuperatie van vocht? Plaatwisselaar Warmtewiel Recuperator Recuperator 35

36 Keuze van de recuperator? Recuperatie van vocht? Plaatwisselaar Warmtewiel Voordelen Eenvoudig en betrouwbaar; Weinig onderhoud nodig; Zeer klein risico op vervuiling van de frisse lucht bij goed ontwerp. Nadelen Gevaar voor rijp door lage buitentemperatuur en door overschrijding van het dauwpunt. Men moet letten op de regeling als men rekening wil houden met de recuperator om de ketels en de radiators te dimensioneren; De warmtewisselaar vertoont een relatief groot drukverlies, vooral bij grote debieten. Voordelen Het accumulatormateriaal dat gedrenkt is in een hygroscopisch product, maakt uitwisselingen mogelijk van zowel gevoelige warmte als vocht; Relatief lage drukval Geen afvoer van condensaat; Vervuiling en ijsvorming beperkt door de regelmatige omkering van de richting van de luchtstromen Nadelen Vervuiling van de nieuwe lucht; Het aandrijfsysteem moet onderhouden worden. 36

37 Keuze van de recuperator? Rendement van 95% Het rendement van een plaatwarmtewisselaar hangt af van: de luchtsnelheid in de warmterecuperator. Het rendement van de recuperator neemt toe wanneer het debiet en de luchtsnelheid afnemen en de uitwisseling langer duurt; de relatieve vochtigheid van de lucht (binnen en buiten). Aangezien een groot deel van de doorgegeven energie afkomstig is van de condensatie van de waterdamp van de bedorven lucht, kunnen we zeggen dat hoe vochtiger de binnenlucht, hoe hoger het rendementest; het temperatuurverschil binnen en buiten; verliezen van de ventilator en van de motor, die, omgezet in warmte, de binnenkomende lucht opwarmen; de vervuiling van de ventilator. Het rendement neemt af wanneer de recuperator vuil is. Het stof vormt een isolerende laag. Rendement van een warmterecuperator volgens de relatieve vochtigheid van de binnenlucht (RVi) en het nominale debiet 37

38 Isolatie van de leidingen? Isolatie 25 mm T buiten 5, Basis 38 W 30 W T binnen W = 4,63W /K W 18 W W W = 85% - 5 W = 85% - 9 W m³/u 66 W = 4,48 W/K 250 m³/u 24 W = 1,65 W/K Appartement op gelijkvloers ,9 20 Winst voor appartement gelijkvloers 0,34 x 250 m³/u x (17,9-17,8) = 9 W 38

39 Isolatie van de leidingen? Isolatie 25 mm Isolatie 100 mm T buiten 5,3 T buiten 5, W 30 W T binnen W = 4,63 W /K 16 W 13 W T binnen W = 1,96W /K W W = 85% - 5 W m³/u 66 W = 4,48 W/K W W = 85% - 2 W m³/u 29 W = 1,96 W/K W W = 85% - 9 W m³/u 24 W = 1,65 W/K W W = 85% - 4 W m³/u 11 W = 0,76W/K 39

40 Isolatie van de leidingen? Isolatie 25 mm Isolatie 100 mm T buiten 5,3 T buiten 5, W 30 W T binnen W = 4,63 W /K 2,67 W/mK 16 W 13 W T binnen W = 1,96W /K = 85% m³/u hetzij 26 cm isolatie in plaats van 20 cm (3,6 m³ extra isolatie) 39 W 32 W - 5 W 66 W = 4,48 W/K 17 W 14 W = 85% Voor 60 m² doorzichtige gevel geeft dit een extra verlies van 0,045 W/m².K - 2 W Bij wijze van vergelijking: de isolatie van de leiding verhogen geeft 0,3 m³ isolatie 250 m³/u 29 W = 1,96 W/K W W = 85% - 9 W m³/u 24 W = 1,65 W/K W W = 85% - 4 W m³/u 11 W = 0,76W/K 40

41 Voorbeeld van passiefrenovatie Eengezinswoning in stadscentrum 41

42 Voorbeeld van passiefrenovatie Eengezinswoning in stadscentrum 42

43 Voorbeeld van passiefrenovatie Eengezinswoning in stadscentrum 43

44 Voorbeeld van passiefrenovatie Eengezinswoning in stadscentrum 44

45 Voorbeeld van passiefrenovatie Eengezinswoning in stadscentrum 45

46 Voorbeeld van lage-energierenovatie Eengezinswoning in stadscentrum 46

47 Interessante tools, websites, enz.: Gids duurzaam bouwen, Leefmilieu Brussel - BIM, 2013: Leefmilieu Brussel BIM Energie+: WTCB: 47

48 Wetteksten: Besluit van de Brusselse Hoofdstedelijke Regering van 3 juni 2010 betreffende de voor de verwarmingssystemen van gebouwen geldende EPB-eisen bij hun installatie en tijdens hun uitbatingsperiode Besluit van de Brusselse Hoofdstedelijke Regering van 19 januari 2012 tot wijziging van het besluit van de Brusselse Hoofdstedelijke Regering van 3 juni 2010 betreffende de voor de verwarmingssystemen van gebouwen geldende EPB-eisen bij hun installatie en tijdens hun uitbatingperiode NBN D (1991): Ventilatievoorzieningen in woongebouwen NBN EN (2007): Ventilatie voor niet-residentiële gebouwen. Prestatie-eisen voor ventilatie- en luchtbehandelingssystemen 48

49 Referenties Gids Duurzame gebouwen: G_ENE02 Een energie-efficiënt ventilatiesysteem ontwerpen G_ENE03 Transmissieverliezen beperken G_ENE04 Infiltratieverliezen beperken 49

50 Contact François LECLERCQ MATRIciel sa Projectbeheerder Place de l Université, Louvain-la-Neuve : fleclercq@matriciel.be 50