WTCB Gebouwen Duurzaam Koelen Luk Vandaele WTCB - Innovatie en Ontwikkeling Energieforum CeDuBo 6 oktober 2005 De Nayer Instituut, Jan De Nayerlaan 5, 2860 Sint-Katelijne-Waver, Tel : +32 (0)15/31.69.44, Fax : +32 (0)15/31.74.53, Email : ideg@denayer.wenk.be
RUIMTE GEBOUW INSTALLATIES ONTWERPERS INDUSTRIE UITVOERDERS WET. ONDERZOEK OVERHEID Thermisch comfort Luchtkwaliteit Akoestisch comfort Visueel comfort ENERGIE WATER GEBRUIKERS
Vlaamse EPB-regelgeving EPB: EnergiePrestatie en Binnenklimaat: vanaf 1.1.2006 Voor alle gebouwen Isolatie: K45, U-waarden Ventilatie E-peil (woningen, kantoren, scholen) Zomercomfort: risico op oververhitting Controle en sancties
Problemen met zomercomfort Willen we dit? Hoog elektriciteitsverbruik Hoge pieklasten Akoestiek? Esthetiek? Comfort?
Koeling in de EPB Eenzijdige waardering van passieve zonnewinsten in de winter geeft bijkomende problemen Daarom aandacht voor de zomersituatie, ook als er geen actieve koeling geïnstalleerd wordt bij de bouw Mechanisme: 'fictieve koeling' Filosofie: indien er oververhittingsproblemen zijn, is de kans groot dat er achteraf toch koeling geplaatst zal worden wordt van in het begin ingerekend
Fictieve koeling in kantoren & scholen indien actieve koeling geïnstalleerd wordt gewoon berekening van koelbehoefte en verbruik (met reële installatie-kenmerken) indien geen actieve koeling geïnstalleerd wordt steeds directe inrekening van fictieve koeling (met forfaitaire installatiekenmerken)
Duurzaam koelen in praktijk 3 hoofdprincipes (cfr Trias Energetica): 1. Koellast beperken: Interne warmtewinsten Apparatuur Verlichting Zonnewinsten 2. Passief koelen: intensief nachtelijk ventileren bufferen in thermische massa 3. Indien nodig: Energiezuinige actieve koeling zie volgende sprekers
Duurzaam koelen in praktijk 4 thema s: thermisch comfort in winter: isolatie en verwarming zomercomfort: zonbeheersing en passieve koeling luchtkwaliteit : ventilatie licht : daglicht en verlichting 2 voorbeelden: IVEG PROBE
Dubbele beglazing & zonstraling 100% g= doorgelaten warmtestroom (W) invallende zonnestralingsstroom (W) ρ e 14% 73% τ e g = 77% 9% 4% indirecte transmissie
Dubbele beglazing en licht zichtbaar: 380-780nm 100% τ v = doorgelaten lichtstroom invallende lichtstroom ρ v 15% 82% τ v = 82% (geen indirecte transmissie!)
Zonstraling UV: 3 % zichtbaar: 53 % IR: 44 %
τ v 1 Zontoetreding + Lichttransmissie Geen combinaties mogelijk Gewone dubbele beglazing 0.5 Selectieve beglazingen 0 0 0.5 1 g
Zonwering + beglazing 1 2 3 4 1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.77 g ZTA directe trans. 0.32 0.51 1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.83 τ v LTA 0.3 0.2 0.1 0.13 0.3 0.2 0.1 0.09 0.09 0.09 0 1 buitenzonw. tussenzonw. binnenzonw. 2 3 4 0 1 buitenzonw. tussenzonw. binnenzonw. 2 3 4
Intensieve ventilatie Versnelde afvoer van warmte of polluenten (tijdelijk) 1) opendraaiend raam of deur 2) rooster als beveiliging tegen inbraak, regen, insecten,.
Passieve koeling: Intensieve nachtventilatie Eenzijdige ventilatie Doorstroomventilatie Schouweffect
Warmte bufferen in thermische massa Effect thermische massa (schematisch) Temperatuur ( C) 30 25 20 15 10 5 Buiten Lichte structuur Zware structuur Tijdsverschuiving Temperatuurverlaging 0 0 6 12 18 24 30 36 42 48 Tijd (hr)
Intensieve ventilatie Ventilatievoud (h -1 ) 40 35 30 25 20 15 10 Doorstroomventilatie 5 0 Geen ventilatie 2 dagen
Monitoring 30 25 temperature ( C) 20 15 10 T_ext Off_16 5 0 Zomer 1998 Na renovatie Temperaturen in kantoren west tijdens hittegolf Off_15 Off_13 5/05/98 7/05/98 9/05/98 11/05/98 13/05/98 15/05/98 17/05/98
Voorbeeld woningrenovatie Structureel probleem Hoe in een energiezuinige verbouwing ook het zomercomfort verbeteren? Passieve zonnewoning 1985 Laagenergie 42 kwh/m² Oriëntatie ZZW Zonering/compartimentering Serre als dubbele schil Bufferruimte Voorverwarming ventilatielucht Scheiding goed geïsoleerd Enkele beglazing Zonwering Beperkte mogelijkheid voor nachtventilatie Daglicht
Verbouwing (2004-2005): principes Flexibel en aanpasbaar: Gezin krimpt in week maar groeit in WE Later: kangoeroewonen Respect voor origineel ontwerp en omgeving Laag-energie Betere controle van zomercomfort Duurzame technieken
Flexibel en aanpasbaar
Snede
Dak Groendak U = 0.12 W/m²K Beglaasd dak boven terras (buffer): U = 1.1 W/m²K Selectieve coating g = 0.26 τ v = 0.45 Opengaand
Gevelconstructie Stalen draagstructuur Houten schrijnwerk Alu bekleding 3-voudige beglazing Low-e coating, Argon U = 0.8 W/m²K Swisspacer warm edge afstandshouder
Zonwering Hoge glasgevel voor daglichtverdeling Max verbinding met omgeving Systeem: Kantelbare lamellen op bovendeel van gevel Luifeleffect Bekleed met Zonnecellen Optimaliseren voor: Min zichthinder Max schaduw op hele gevel Aanpasbaar voor optimale daglichttoetreding en bescherming tegen verblinding Max elektriciteitsproductie SOLTECH
6.41 m Kenniscentrum Simulaties 1-lamp kunsthemel en kunstzon in WTCB daglichtlab Light source sky Light source sun 2.6 m 1.4 m 11 6.83 m Rotating model table
Beschaduwingssimulaties 21 December 12u00 21 Maart 12u00 21 Juni 9u00
Eindontwerp 4 lamellen Gekanteld voor luifeleffect Vast aan dakstructuur (thermisch onderbroken) Rolscreens op OZO-gevel
Nachtkoeling
Besluit Zomercomfort kan met passieve technieken: Zonwering Nachtelijke ventilatie Zowel in kantoren als in woningen Zowel in nieuwbouw als in renovatie