Technische keuze van het HVAC- en SWW-systeem in de collectieve en gelijkgestelde woning

Opleiding Duurzaam gebouw Leefmilieu Brussel Technische keuze van het HVAC- en SWW-systeem in de collectieve en gelijkgestelde woning Thomas Leclecrq MATRIciel sa

Doelstelling(en) van de presentatie Uitdagingen van het ontwerp van het HVACsysteem Welke elementen in aanmerking nemen voor de keuze van de systemen voor ventilatie, verwarming en de productie van sanitair warm water? 2

Energiebalans Traditioneel appartement Passief appartement (behalve hernieuwbaar) Vereist een globale benadering 3

Energiebalans Passief appartement Een denkproces over SWW is onmisbaar (behalve hernieuwbaar) Débit = Q [litres/minute] 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 19,6 l/min 8,7 l/min 6 l/min 0 1 2 3 4 5 6 Pommeaux de douche économique -limiteur de débit dynamique Pommeau de douche économique -limiteur de débit statique Pression [Bar] Pommeaux de douche sans dispositif d'économie Rentabiliteit: 6 maanden!!! 4

Ontwerp van de installaties 1. Ventilatie? Gecentraliseerd of gedecentraliseerd? Keuze van de recuperator Grondbuis? 2. Warmteproductie? Gedecentraliseerde of gecentraliseerde productie Hernieuwbare energie Warmte-emissie 3. Specifiek programma Hotel Rusthuis 5

Ontwerp van de installaties 1. Ventilatie? Gecentraliseerd of gedecentraliseerd? Keuze van de recuperator? Grondbuis? 2. Warmteproductie? Gedecentraliseerde of gecentraliseerde productie Hernieuwbare energie Warmte-emissie 3. Specifiek programma Hotel Rusthuis 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 4

Gecentraliseerd of gedecentraliseerd? Gecentraliseerde ventilatiegroep Gedecentraliseerde ventilatiegroep 8

Gecentraliseerd of gedecentraliseerd? 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 9

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 10

Energie-efficiëntie Theoretische begrippen: Vermogen geabsorbeerd door een ventilatiegroep P luchtbehandeling = q x p Kromme van de ventilator voor een bepaalde snelheid Drukval Q = Volumiek debiet in m³/s p = totaal drukverlies 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 11

Energie-efficiëntie Theoretische begrippen: Geaboserbeerd vermogen door een ventilatiegroep P geabsorbeerd = (q x p) / h q = volumiek debiet in m³/s p = totaal 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/h) Pulsie Drukval Geabsorbeerd vermogen Rendement van de motor Elektrisch verbruik per m³ verplaatste lucht Groep 450 m³/h 248 Pa 113 W 73,3% 0,28 Wh/m³ Groep 600 m³/h 190 Pa 89 W 66,6% 0,22 Wh/m³ -22% 12

Energie-efficiëntie Theoretische begrippen: Geaboserbeerd vermogen door een ventilatiegroep Wanneer het luchtdebiet in het netwerk wordt gedeeld door 2, wordt het verbruik gedeeld door 6 (2 2,5 ) 8 W 25 W 70 W 13

Gecentraliseerd of gedecentraliseerd Energie-impact van de centralisatie Regeling van het luchtdebiet per appartement met gecentraliseerde ventilatiegroep 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 14

Gecentraliseerd of gedecentraliseerd Energie-impact van de centralisatie Constante druk van het netwerk Constante druk van het netwerk 15

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 237 30% 33% 10 W + 10 W 53 10% 0% 0 W 0 378 kwh/jaar 10% 100% 36 W + 34 W 61 50% 66% 13 W + 12 W 109 30% 33% 4 W + 4 W 21 10% 0% 0 W 0 191 kwh/jaar 16

Energie-impact van de centralisatie Jaarlijks verbruik aan primaire energie (kwh/m²) 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 BNE 11 kwh/m² système D décentralisé - débit régulé BNE 10 kwh/m² système D centralisé - débit régulé BNE 15 kwh/m² système D centralisé - débit non régulé BNE 31 kwh/m² système C décentralisé - débit régulé Ventilateurs Chauffage Passiefappartementen! 17

Energie-impact van de centralisatie Jaarlijks berbruik aan primaire energie (kwh/m²) 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 BNE 11 kwh/m² système D décentralisé - débit régulé BNE 10 kwh/m² système D centralisé - débit régulé BNE 15 kwh/m² système D centralisé - débit non régulé BNE 31 kwh/m² système C décentralisé - débit régulé Ventilateurs Chauffage Passiefappartementen! 18

Keuze van de recuperator? Recuperatie van vocht? Plaatwisselaar Warmtewiel 19

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 laag drukverlies 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. 20

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 21

Isolatie van de leidingen? Isolatie 25 mm T buiten 5,3 5.3 8.5 Basis 38 W 30 W T binnen 20 68 W = 4,63W /K 7.5 5.3 17.8 20 5.5 8.3 7.9 39 W 18 W 5.7 32 W 5.9 8.3 8.2 6.1 15 W = 85% -5 W = 85% -9 W 17.86 20. 17.91 20. 250 m³/h 66 W = 4,48 W/K 250 m³/h 24 W = 1,65 W/K Appartement op gelijkvloers 8.2 6.1 17.9 20 Winst voor appartement gelijkvloers 0,34 x 250 m³/h x (17.9-17.8) = 9W 22

Isolatie van de leidingen? Isolatie 25 mm Isolatie 100 mm T buiten 5,3 T buiten 5,3 5.3 8.5 5.3 7.9 38 W 30 W T binnen 20 68 W = 4,63 W /K 16 W 13 W T binnen 20 29 W = 1,96W /K 5.5 8.3 7.9 39 W 5.7 32 W = 85% -5 W 17.86 20. 250 m³/h 66 W = 4,48 W/K 5.4 7.8 7.5 17 W 5.5 14 W = 85% -2 W 17.82 20. 250 m³/h 29 W = 1,96 W/K 5.9 8.3 8.2 18 W 6.1 15 W = 85% -9 W 17.91 20. 250 m³/h 24 W = 1,65 W/K 5.5 7.8 7.6 8 W 5.6 7 W = 85% -4 W 17.84 20. 250 m³/h 11 W = 0,76W/K 23

Isolatie van de leidingen? Isolatie 25 mm Isolatie 100 mm T buiten 5,3 T buiten 5,3 5.3 8.5 5.3 7.9 38 W 30 W T binnen 20 68 W = 4,63 W /K 2,67 W/mK 16 W 13 W T binnen 20 29 W = 1,96W /K 5.5 8.3 = 85% 5.4 7.8 7.9 7.5 17.86 250 m³/h 20. 5.7 5.5 hetzij 26 cm isolatie in plaats van 20 cm (3,6 m³ extra isolatie) -5 W = 85% Voor 60 m² doorzichtige gevel geeft dit een extra verlies van 0,045 W/m².K 39 W 32 W 66 W = 17 W 14 W 29 W = Bij wijze van vergelijking: de 4,48 isolatie W/K van de leiding verhogen geeft 0,3 m³ isolatie1,96 W/K -2 W 17.82 250 m³/h 20. 5.9 8.3 8.2 18 W 6.1 15 W = 85% -9 W 17.91 20. 250 m³/h 24 W = 1,65 W/K 5.5 7.8 7.6 8 W 5.6 7 W = 85% -4 W 17.84 20. 250 m³/h 11 W = 0,76W/K 24

Grondbuis? Warmterecuperator enkel op de extractielucht Enkel grondbuis Warmterecuperator op extractielucht + grondbuis Winter 17 C 6,4 C 17,9 C Zomer 24 C 18 C 18 C 25

Grondbuis? Door de zeer zware investering, het condensatieprobleem, de extra drukverliezen en het onderhoud, is de grondbuis geen prioriteit. In de winter staat hij in concurrentie met de warmterecuperator. In de zomer laat hij toe om het comfort te verbeteren, maar zijn rol blijft klein in vergelijking met andere passieve koudstrategieën, zoals een juiste bepaling van de beglaasde oppervlakten, buitenzonnebeschermingen, intensieve natuurlijke ventilatie of inertie. Geothermische warmtewisselaar 26

Ontwerp van de installaties 1. Ventilatie? Gecentraliseerd of gedecentraliseerd? Keuze van de warmterecuperator? Grondbuis? 2. Warmteproductie? Gedecentraliseerde of gecentraliseerde productie Hernieuwbare energie Warmte-emissie 3. Specifiek programma Hotel Rusthuis 27

Gecentraliseerde of gedecentraliseerde productie? gecentraliseerde productie gedecentraliseerde productie These: de keuze wordt vooral bepaald door de productie van sanitair warm water 28

Gecentraliseerde of gedecentraliseerde productie? Berekening op basis van een gebouw met 31 woningen gecentraliseerde productie gedecentraliseerde productie 1. Verliezen van de SWW-kring >< verliezen van de individuele opslagvaten 2. Onmiddellijke SWW-productie of met accumulatie? 3. Keuze van de hulpuitrusting? 29

Gecentraliseerde of gedecentrailseerde productie? Verliezen van de SWW-kring >< verliezen van de individuele opslagvaten verliezen aan ketelhuis + ECS-lus 90 m 4.200 + 7.200 = 11.400 kwh 3.600 benutte verliezen 7.800 reële verliezen Besluit: de verliezen zijn globaal genomen gelijk. Opgelet: De EPB is zeer ongunstig voor gecentraliseerde installaties door het gebruik van simplistische factoren Verliezen? 31 ECS-vaten van 100 liter 31 x 440 = 15.500 kwh 7.750 kwh benut 7.750 kwh reële verliezen 30

Gecentraliseerde of gedecentrailseerde productie? Welk isolatieniveau van de kring sanitair warm water? kringlengte - 100 m T lus -T omgeving = 40 C Verliezen (accessoires inbegrepen) Jaarlijkse verliezen Gelijke oppervlakte van zonnepanelen (Zonneproductie 500 kwh/m²) Niet geïsoleerd Weinig geïsoleerd Goed geïsoleerd 31

Gecentraliseerde of gedecentrailseerde productie? Welk isolatieniveau van de kring sanitair warm water? Kringlengte - 100 m T lus -T omgeving = 40 C Verliezen (accessoires inbegrepen) Jaarlijkse verliezen Gelijke oppervlakte van zonnesensors (Zonneproductie 500 kwh/m²) Niet geïsoleerd 5.700 W 50.000 kwh 100 m² Weinig geïsoleerd 1 W 13 kwh 27 m² Goed geïsoleerd 850 W 7 kwh 15 m² 32

Gecentraliseerde of gedecentraliseerde productie? gecentraliseerde productie gedecentraliseerde productie 1. Verliezen van de SWW-kring>< verliezen van de individuele opslagvaten 2. Onmiddellijke SWW-productie of met accumulatie? 3. Keuze van de hulpuitrusting? 33

Onmiddellijke SWW of met semi-accumulatie? Gecentraliseerde productie Semi-accumulatie Onmiddellijk 34

Onmiddellijke SWW of met semi-accumulatie? Gecentraliseerde productie Verliezen? 650 kwh 1.350 kwh 35

Onmiddellijke SWW of met semi-accumulatie? Gecentraliseerde productie Retour lage temperatuur als de warmtewisselaar goed gedimensioneerd is 31 woningen 25 m² Zonnepanelen Hetzij 0,8 m² per woning 36

Onmiddellijke SWW of met semi-accumulatie? Gecentraliseerde productie Niet geïsoleerd in de berekening 37

Onmiddellijke SWW of met semi-accumulatie? Gedecentraliseerde productie 102% 97% Een warmwaterproductie in semi-accumulatie beperkt de overdimensionering van de ketel en verbetert het comfort. Het waterputdebiet is veel comfortabeler. 38

Gecentraliseerde of gedecentraliseerde productie? 1. Verliezen van de SWW-kring >< verliezen van de individuele opslagvaten 2. Onmiddellijke SWW-productie of met accumulatie? 3. Keuze van de hulpuitrusting? 39

Keuze van de hulpuitrusting? Gedecentraliseerde productie? Minimale = 96,9% Aangeraden = 102,5% Optimale = 104,8% Manuele aquasta at 40

Gecentraliseerde of gedecentraliseerde productie? Keuze van de hulpuitrusting? Gedecentrailseerde productie? Minimale = 96,9% Aangeraden = 102,5% Optimale = 104,8% 41

Gecentraliseerde of gedecentraliseerde productie? Keuze van de hulpuitrusting? Gedecentrailseerde productie? Minimale = 96,9% Aangeraden = 102,5% Optimale = 104,8%

Gecentraliseerde of gedecentraliseerde productie? Lage-energie Voordeel van centralisatie Passief Financiële winst Energiewinst Plaatswinst in de appartementen Gemakkelijker een beroep doen op hernieuwbare enerige Gemakkelijk onderhoud 43

Hernieuwbare energie? Thermische zonne-energie of WKK? Thermische zonne-energie WKK WKK moet zo lang mogelijk draaien. aangepast voor SWW-productie waarvan het profiel homogeen is. kan 95% van de behoeften dekken 44

Hernieuwbare energie? Thermische zonne-energie of WKK? 70 kwh prim 60 kwh prim 50 kwh prim 40 kwh prim 30 kwh prim 20 kwh prim -18% -8% Chaudière Réseau électrique 10 kwh prim 0 kwh prim Base Couverte solaire 40% Cogénération pour ECS Cogénération Vanuit milieustandpunt 45

Hernieuwbare energie? Thermische zonne-energie of WKK Vanuit financieel standpunt Keuze hangt sterk af van de schaal van het project en de beschikbare premies of groenestroomcertificaten Projecten op kleine en middelgrote schaal thermische zonne-energie Wanneer de warmtebehoefte stijgt, stijgt de rentabiliteit van de WKK De investering ( /kw) daalt sterk met het vermogen Onderhoudskosten ( /kw) dalen sterk met het vermogen Het elektrische rendement van een WKK met groot vermogen is hoger dan het elektrische rendement van een WKK met klein vermogen 46

Hernieuwbare energie? Gedecentraliseerd zonne-boiler 47

Hernieuwbare energie? Biomassa 48

Hernieuwbare energie? Biomassa Zeer goede CO 2 -balans Vervuilende lokale uitstoten problematisch in de stad Investering, plaatsruimte, onderhoud Industrieel risico in verband met de ketel toevlucht tot derden-investeerder hangt vooral af van de kwaliteit van de brandstof geen erkenning van lokale leveranciers, ondanks het recente bestaan van normen Vergelijking van de uitstoot van vervuilende stoffen meegenomen naar de eenheid inkomende energie in kleine installaties van de huissector (CITEPA, 2003) 49

Hernieuwbare energie? Biomassa Zeer goede CO2-balans Vervuilende lokale uitstoten problematisch in de stad Investering, plaatsruimte, onderhoud Industrieel risico in verband met de ketel toevlucht tot derden-investeerder hangt vooral af van de kwaliteit van de brandstof geen erkenning van lokale leveranciers, ondanks het recente bestaan van normen Vergelijking van de uitstoot van vervuilende stoffen meegenomen naar de eenheid inkomende energie in kleine installaties van de huissector (CITEPA, 2003) 50

Herrnieuwbare energie? Biomassa Zeer goede CO 2-balans Vervuilende lokale uitstoten problematisch in de stad Investering, plaatsruimte, onderhoud Industrieel risico in verband met de ketel toevlucht tot derden-investeerder hangt vooral af van de kwaliteit van de brandstof geen erkenning van de lokale leveranciers, ondanks het recente bestaan van normen 51

Hernieuwbare energie Warmtepomp Principe Koudebron 7

Hernieuwbare energie Warmtepomp Principe Hernieuwbaar wanneer PER > 2,8 8

Hernieuwbare energie Elektrische WP WP op gas 1 kwelek = 2,5 kwprimaire 2,3 kwgas 0,1 kw elek = 0,25 kwprim 2,6 kw 3,6 kw REP = 3,6 /(2,5) = 146% 0,9 kw 3,6 kw REP= 3,6 /(2,3+0,25) = 141% Jaarlijks rendement 115 tot 130% 9

Hernieuwbare energie Warmtepomp: Monovalente werking Verwarmingscurve kw 9 WP-vermogen naargelang buitent 8 Warmtemonotoon 7 6 5 Verwarmingscurve 4 3 2 1 0 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 heures/an Elektrische weerstand Toepasselijk voor eengezinswoningen 10

Hernieuwbare energie Warmtepomp Bivalente werking Toepasselijk: Renovatie Appartementen Tertiair kw Alternatieve werking Parallelle werking 90 80 90 80 70 70 60 60 50 50 40 40 30 30 20 20 10 10 0 0 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 heures/an heures/an Warmtepomp kw Ketel 11

Hernieuwbare energie Warmtepomp Gemengde werking Stopzetting van de WP wanneer PER lager is dan 2,5 wanneer Gesofisticeerde regeling die een geïntegreerd systeem vereist het rendement aan primaire energie lager is dan een condensatiegasketel 12

Hernieuwbare energie Warmtepomp - emissiesysteem - Vloerverwarming - Ventilator-convector - Overgedimensioneerde convector Stelsel 50/40/20 ten opzichte van 75/65/20 ( ) 1,3 ( T ) 1,3 25 C = = 0,4 50 C 50 C overdimensioneringsfactor 2,5 13

Keuze van de warmte-emittent? Verdeling van de nodige winsten om de verliezen te bestrijden Behoefte 60 kwh/m² Behoefte 15 kwh/m² Sterke inertie Lage inertie 15

Keuze van de warmte-emittent? Bijzonder geval van dynamische vloerverwarming Sterke inertie Lage inertie 16

Keuze van de warmte-emittent? De warmteverliezen evalueren bij vloerverwarming Bron Energie + 10 cm PUR + 9 % verbruik 17

Keuze van de warmte-emittent? De warmteverliezen bij vloerverwarming evalueren Bron Energie + 20 cm PUR + 5% verbruik 18

Keuze van de warmte-afgifte? Verwarming via lucht? Het vermogen om warmte via lucht door te geven, is relatief beperkt: P [W] = 0,34 [Wh/m³K] x q v [m³/h] x (T pulsie T nieuwe lucht ) [K] = 0,34 [Wh/m³K] x 100 [m³/h] x (35 15 ) [K] = 680 [W] Berekening gedifferentieerd van het vermogen tussen de PHPP en de norm NBN EN12831 63

Keuze van de warmte-afgifte? Verwarming via lucht? Evaluatie van de warmteverliezen Volgens PHPP uniforme temperatuur van 20 C basisbuitentemperatuur: -3,2 C de temperatuur van de verwarmde nastliggende ruimten: 20 C in aanmerking genomen zonnewinsten in aanmerking genomen interne winsten (1,3 W/m²) geen onderbreking dus geen oververmogen bij heropstart Continu gebruik van de woning Factor van oververmogen nodig om de effecten van de onderbreking van de verwarming te compenseren, bepaald door de norm NBN EN 12831 Volgens NBN EN 12831 adviestemperatuur van 24 C in de badkamer en 20 C in de andere kamers basisbuitentemperatuur: -8 C temperatuur van de verwarmde of onverwarmde naastliggende ruimten «conservatief», bijvoorbeeld: Naastliggend lokaal dat toebehoort tot een ander deel van het gebouw: 16 C Naastliggend lokaal dat toebehoort tot een afzonderlijk gebouw:12 C Debiet verse lucht volgens de norm D50-001 geen zonnewinsten en interne winsten in aanmerking genomen oververmogen bij heropstart om de effecten van de onderbreking van de verwarming te compenseren Verwachte val van de binnentemperatuur bij de vertraging Heropstart 2K 3K 4K tijd (h) Lage inertie Gemiddelde inertie Sterke inertie 1 h 11 W/m² 22 45 2 h 6 11 22 3 h 4 9 16 4 h 2 7 13 64

Keuze van de warmte-afgifte? Verwarming via lucht? Het vermogen om warmte via lucht door te geven, is relatief beperkt: Voorbeeld: berekend vermogen voor 1 passiefappartement PHPP NBN EN 12831 Verliezen door transmissie 1566 W 2152 W Verliezen door luchtvernieuwing 428 W 602 W Interne en zonnewinsten -212 W - Oververmogen bij heropstart - 656 W Berekend vermogen 1 W 3 W Beschikbaar vermogen op de hygiënische 1 W 1 W lucht Het beschikbare vermogen op de hygiënische lucht maakt de heropstart meestal niet mogelijk. Er is geen onderbreking mogelijk op de verwarming De onderbreking op de ventilatie is niet meer mogelijk Er is geen regeling per kamer mogelijk Woonkamer: 21 C Slaapkamer: 18 C Badkamer: 24 C Psychologisch en praktisch aspect van een radiator in de badkamer De verwarming op lucht wordt meestal aangevuld met radiators in de badkamer en eventueel in de woonkamer 65

Keuze van de warmte-afgifte? Verwarming via lucht? Mogelijke oplossingen Uitdagingen: Regeling van de snelheid van de lucht in functie van de behoefte Verwarming via lucht zal steeds meer verbruiken dan verwarming met behulp van convectors Het elektrisch oververbruik van de ventilators zal afhangen van de frequentie waarmee ze moeten draaien aan een hogere snelheid om de lokalen te verwarmen. Deze frequentie is heel moeilijk in te schatten want ze hangt sterk af van het (manuele) beheer van de luchtdebieten Een cascaderegeling op de snelheid van het water in de batterij en daarna van de snelheid van de lucht in de 66 leiding is onmisbaar

Keuze van de warmte-afgifte? Elektrische verwarming? Directe elektrische verwarming (primaire kwh) Elektrische verwarming met accumulatie absoluut te vermijden De statische verliezen zijn zeer groot oververhitting De continue uitstoot van warmte van een verwarming met accumulatie stemt niet overeen met de vraag van een zuinig gebouw, dat gericht werkt en sterk variabel is in functie van de gratis winsten Gezien het hoge isolatieniveau hangt de verwarmingsbehoefte weinig af van de buitentemperatuur, maar wel van de gratis winsten hoe de vraag voorzien? 67

Ontwerp van de installaties 1. Ventilatie? Gecentraliseerd of gedecentraliseerd? Keuze van de warmterecuperator? Grondbuis? 2. Warmteproductie? Gedecentraliseerde of gecentraliseerde productie Hernieuwbare energie Warmte-emissie 3. Specifiek programma Hotel Rusthuis 68

Hotel? Uitdagingen nr. 1: onderbreking de hotels zijn leeg overdag de gemiddelde bezettingsgraad bedraagt 60% Oplossingenpistes de bezetting van het hotel opsplitsen in zones en de verwarmings- en ventilatie-installaties uitzetten in de onbezette zones. in werkelijkheid niet altijd eenvoudig want te kampen met gewoonten De ventilatie voor de helft verminderen overdag bijvoorbeeld 25 m³/h per kamer overdag in plaats van 50 m³/h als basis De thermostaat van elke kamer bedienen op basis van de magnetische kaart Uitdagingen nr. 2: Sanitair warm water Het SWW-verbruik is proportioneel zeer groot Oplossingenpistes De behoefte beperken Gebruik maken van hernieuwbare energie (WKK of zonne-energie) 69

Rusthuis? Uitdagingen nr. 1: Kringloop sanitair warm water Vergelijking van de zonneproductie in functie van de isolatie van de kringloop Zonneproductie met kringloop 0,3 W/mK Hypothesen: 100 kamers 200 m enkele kringloop 2500 l/d aan 60 c 0 kwh 20.000 kwh 40.000 kwh 60.000 kwh 80.000 kwh 100.000 kwh Besoins ECS 50.660 kwh 39.170 kwh 0 Pertes ballon ECS 2.080 kwh Pertes boucles ECS 30.970 kwh 60.950 kwh Energie délivrée par le circuit solaire Energie délivrée par l'appoint 20

Rusthuis? Uitdagingen nr. 1: Kringloop sanitair warm water Vergelijking van de zonneproductie in functie van de isolatie van de kringloop Zonneproductie met kringloop 0,15 W/mK Hypothesen: 100 kamers 200 m enkele kringloop 2500 l/d aan 60 c 0 kwh 20.000 kwh 40.000 kwh 60.000 kwh 80.000 kwh Besoins ECS 52.040 kwh 20.900 kwh 0 Pertes ballon ECS 2.240 kwh Pertes boucles ECS 30.460 kwh 44.740 kwh Energie délivrée par le circuit solaire Energie délivrée par l'appoint 21

Rusthuis? Uitdagingen nr. 2: Sanitair warm water De lengte van de warmwaterkringloop is proportioneel zeer groot ten opzichte van de vraag Absolute prioriteit van een rusthuis: De lengte van de kringloop verkleinen De kringloop isoleren!!!!! Men plaatst 20 cm isolatiemateriaal in de gevel voor een gemiddelde T van 14 C Men plaatst 5 cm isolatie op de SWW-leiding voor een gemiddelde T van 37,5 C Men isoleert een kringloop 10x minder dan een gevel Opmerking: een deel van de warmte wordt gerecupereerd wanneer de kringloop zich in het verwarmde volume bevindt 22

Rusthuis? Uitdagingen nr. 1: Kringloop sanitair warm water W/mK 0,6 Déperdition à travers un conduit isolé - DN 40 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,1 épaissuer isolant (cm) Bron Energie + 23

Rusthuis? 0.150 + 0.12= 0.27 W/m.K = 10,6 W/K 0.23 W/m.K = 9,1 W/K -25% 0.200 W/m.K = 8 W/K 24

Wat u moet onthouden van de uiteenzetting Het HVAC-systeem moet globaal ontworpen worden, aangezien er vele interacties plaatsvinden tussen de verschillende installaties De energie-uitdagingen hebben zowel betrekking op de efficiënte uitvoering van het systeem als op de keuze ervan Opgelet voor verborgen verbruik! 74

Interessante tools, websites, enz.: Adviesgids bij het energie- en duurzame ontwerp voor de gezamenlijke woning, Leefmilieu Brussel - IBGE, 2006: www.bruxellesenvironnement.be Energiegids van de installaties, Leefmilieu Brussel: www.bruxellesenvironnement.be F.Simon, JM.Hauglustaine, La ventilation et l énergie Praktische gids voor architecten, Ministerie van het Waalse Gewest, 2001. CSTC, «NIT 203 - La ventilation des habitations. 1ère Partie: Principes généraux», 1994 Technische informatie over ventilatienetwerken Energie+: http://energie.wallonie.be/energieplus/script.htm 75

Wetteksten: Verordening van 11/07/2007 van de Regering van het Brussels Hoofdstedelijk Gewest over energieprestaties van gebouwen en binnenklimaat, beschikbaar op de site van Leefmilieu Brussel: www.bruxellesenvironnement.be Norm NBN EN 12831: 2003 «Verwarmingssystemen in gebouwen Berekeningswijze van de basiswarmteverliezen» «Ventilatievoorzieningen in woongebouwen - (NBN D50-001)», Belgisch Instituut voor Normalisatie, Brussel, 1991 76

Referenties Gids Duurzame Gebouwen http://gidsduurzamegebouwen.leefmilieubrussel.be/fr/accueil?idc=3 Fiche G_ENE02: Een energie-efficiënt ventilatiesysteem ontwerpen Fiche G_ENE08: De optimale productie- en opslagwijze voor verwarming en sanitair warm water kiezen Fiche G_ENE10: Verwarming, koeling en sanitair warm water: efficiënte installaties garanderen Fiche G_ENE07: Een passieve koelstrategie toepassen 77

Contact Thomas Leclercq MATRIciel sa Projectbeheerder Place de l Université, 21 1348 Louvain-la-Neuve : 010/24.15.70 E-mail: leclercq@matriciel.be 78