Opleiding Duurzaam Bouwen: ENERGIE Leefmilieu Brussel Thermisch comfort en waterbeheer Voorbeelden Isabelle BRUYERE MATRIciel S.A
1. Crèche Hectoliterstraat Gebouwoppervlakte 1.244 m² over 5 verdiepingen (kelder, GV+3) BH: Stad Brussel Opvang voor 48 kinderen Leefruimten, slaapzalen Psychomotorische zaal Administratieve lokalen Architect : R2D2 architectuur - Studiebureau : MATRIciel Bouwkosten excl BTW, excl premies 1.930 /m² Ondersteuning Voorbeeldgebouw 124.410 2
Thermisch wintercomfort Isolatie Hygiënische mechanische ventilatie Platenwarmtewisselaar voor recuperatie - rendement 80% warmte Verwarmingsbatterij om een luchtpulsietemperatuur te verzekeren van min 16 C Beoogde luchtdichtheid 0.6 h-1 PASSIEF 3
Thermisch wintercomfort - isolatie Zeer goed geïsoleerde wanden : Gevel met 46 à 55 cm afhankelijk van buitenafwerking, waarvan 20 cm EPS U = 0,15 W/m²K Daken 49 à 58 cm (terras / groendak) waarvan 20 cm PIR U = 0,11 W/m²K Vloerplaat 55 cm waarvan 23 cm gespoten PU U = 0,11 W/m²K Warmtevraag volgens PHPP-software : 12 kwh/m².jaar Warmtevraag volgens dynamische thermische simulatie : 10 kwh/m².jaar 4
Thermisch wintercomfort Aandeel beglaasde oppervlakten Grote openingen op het ZW met vaste zonnewering Kleinere gevelopeningen op het NO Uitzonderingen : Kantoren op gelijkvloers Traphal 5
Thermisch wintercomfort Aandeel beglaasde oppervlakten Gevel op NO Hectoliterstraat 6
Thermisch wintercomfort Aandeel beglaasde oppervlakten Gevel ZW op binnenhof en ZO Sint-Theresastraat 7
Thermisch zomercomfort Basismaatregelen om oververhitting tegen te gaan: Oriëntatie van de lokalen Leefruimten op ZW, oriëntatie gunstig voor vaste zonnewering Slaapruimten op het NO 8
Thermisch zomercomfort Basismaatregelen om oververhitting tegen te gaan: Vaste zonnewering: balkonnen oversteek (hoogste niveau) voor vensters van leefruimten op het ZW Zonnefactor van de beglazing: 0,5 9
Thermisch zomercomfort en energie Zonneluifels en oversteken 10
Thermisch zomercomfort Basismaatregelen om oververhitting tegen te gaan: Beschaduwing door omliggende gebouwen? 11
Thermisch zomercomfort Basismaatregelen om oververhitting tegen te gaan: Beperking van de interne warmtewinst: performante verlichting : max 7,5 W/m² netto Thermische massa bereikbaar Belasting via dak wordt gedempt door extensief groendak. By-pass warmtewisselaar (volledig of deels) als T ext>12 C EN T ext < T afgevoerde lucht 12
Thermisch zomercomfort 1. Met enkel de basismaatregelen Année moyenne - Température ambiante 30 C 20 C 10 C 0 C -10 C Jan Fév Mar Avr Mai Jui Jui Aoû Sep Oct Nov Déc T ext Séjour +3 Séjour +2 Séjour +1 Gd dortoir +3 Pt dortoir +3 Psychmot Bureau T globaal genomen hoger dan T ext in gemiddeld jaar 13
Thermisch zomercomfort 1. Met enkel de basismaatregelen Année moyenne - Température ambiante 35 C 30 C 25 C 20 C 15 C 10 C 5 C T ext Séjour +3 Séjour +2 Séjour +1 Gd dortoir +3 Pt dortoir +3 Psychmot Bureau T max : slaapruimte 27 C; Leefruimte 1 29 c psychomotorische zaal 30 C; bureau 32 C 14
Thermisch zomercomfort 1. Met enkel de basismaatregelen 40 C Canicule - Température ambiante 35 C 30 C 25 C 20 C 15 C 4345 4513 4681 4849 5017 T ext Séjour +3 Séjour +2 Séjour +1 Gd dortoir +3 Pt dortoir +3 Psychmot Bureau T max bij hittegolf : slaapruimte 32 C; leefruimte 1 33 c psychomotorische zaal 34 C; bureau 36 C 15
Thermisch comfort Energiebehoeften : Uitgangssituatie Met klimatisatie Behoeften Verbruik Warmte Koude Bevochtiging Ventilatoren [kwh/jr.m² netto] [kwh/jr.m² netto] [kwh/jr.m² netto] [kwh/jr.m² netto] 8,4 0,0 1,6 4,0 8,9 4,3 1,3 4,0 16
Thermisch zomercomfort 2. Instellen freecooling overdag Met een (door het personeel) ingestelde free cooling overdag, aan 1,5 ververs/h Opening overdag bij t int >24 C. Sluiten bij t int<22 C. Année moyenne - Température ambiante 30 C Année moyenne - Température ambiante 20 C 10 C 30 C 20 C 0 C -10 C 10 C Jan Fév Mar Avr Mai Jui Jui Aoû Sep Oct Nov Déc 0 C T ext Séjour +3 Séjour +2 Séjour +1 Gd dortoir -10 C +3 Pt dortoir +3 Jan Fév Psychmot Mar Avr Mai Bureau Jui Jui Aoû Sep Oct Nov Déc T ext Séjour +3 Séjour +2 Séjour +1 Gd dortoir +3 Pt dortoir +3 Psychmot Bureau 17
Thermisch zomercomfort 2. Instellen freecooling overdag 30 C Eté moyen - Température ambiante 25 C 20 C T max : 4344 5088 5832 Juillet Août T ext 01 02 03 04 05 06 07 08 09 14 15 slaapruimte 27 C 25 C ; Séjour 1 29 c 26 C psychomotorische zaal 30 C 27 C ; bureau 32 C 29 C 18
Thermisch zomercomfort 2. Instellen freecooling overdag 35 C Canicule - Température ambiante 30 C 25 C 20 C 15 C 4345 4513 4681 4849 5017 T ext Séjour +3 Séjour +2 Séjour +1 Gd dortoir +3 Pt dortoir +3 Psychmot Bureau T max bij hittegolf: slaapruimte 32 C 31 C ; leefruimte 1 33 C 32 C psychomotorische zaal 34 C 32 C ; bureau 36 C 34 C 19
Thermisch zomercomfort 3. Bijkomend instellen van nachtventilatie Met een mechanische nachtventilatie niet overgedimensioneerd hygiënisch ventilatiesysteem: 0,75 ververs/u In periode met grote warmte Behoeften Verbruik Warmte Koude Bevochtiging Ventilatoren [kwh/jr.m² netto] [kwh/jr.m² netto] [kwh/jr.m² netto] Uitgangssituatie 8,4 0,0 1,6 4,0 Met klimatisatie 8,9 4,3 1,3 4,0 Met free cooling overdag Met free cooling overdag en nachtventilatie 9,8 0,0 1,4 4,0 9,8 0,0 1,4 4,2 [kwh/jr.m² netto] 20
Thermisch zomercomfort 3. Bijkomend instellen van nachtventilatie 35 C Canicule - Température ambiante 25 C 15 C 4345 4513 4681 4849 5017 T ext Séjour +3 Séjour +2 Séjour +1 Gd dortoir +3 Escalier Psychmot Bureau T max bij hittegolf: slaapruimte 30 C ; leefruimte 1 : 31 C ; psychomotorische zaal 31 C Traphal 32 C ; bureau 33 C 21
Thermisch zomercomfort 3. Bijkomend instellen van nachtventilatie 35 C Canicule - Température ambiante 30 C 25 C 20 C 4345 4513 4681 4849 5017 T ext Escalier Bureau 2 lokalen blijven problematisch: De traphal 32 C Het kantoor 33 C 22
Thermisch zomercomfort 3. Bijkomend instellen van nachtventilatie Toegepaste maatregelen : De traphal : openen van de lage en hoge vensters (free cooling overdag) Het kantoor : selectieve beglazing (G 0,3 ipv 0,5) 35 C Canicule - Température ambiante 30 C 25 C 20 C 4345 4513 4681 4849 5017 T ext Escalier Bureau 23
Thermisch zomercomfort 3. Bijkomend instellen van nachtventilatie Max temperaturen met de toegepaste maatregelen : Voor Na Gemidd zomer Hittegolf Gemidd zomer Hittegolf Bureau 28,7 C 33,3 C 26,7 C 31,6 C Trap 27,2 C 32,1 C 26,3 C 31,8 C In het kantoor is de selectieve beglazing steeds effectief: -2 C en - 1,7 C in gemiddelde zomer en bij hittegolf In de traphal is de free cooling overdag het meest efficiënt in een gemiddelde zomer (- 0,9 C) en het minst bij een hittegolf (- 0,3 C) 24
Thermisch zomercomfort 4. Koeling van de verse lucht Pulsie à 16 C tijdens de zomer. 1 Uitgangssituatie Situation de base 2 Freecooling de overdag jour 3 Freecooling overdag + nachtventilatie 3 Free cooling de jour + ventilation de nuit 4 Freecooling de overdag jour + ventilation + nachtventilatie de nuit 4+ koeling et refroidissement verse lucht de in l'air warme neuf en periode période chaude 5 koeling Refroidissement verse lucht de l'air in warme neuf en periode période chaude 38 36 34 32 30 28 26 24 22 1 2 3 4 5 Séjour +1 Psychomotricité Séjour +1 - Canicule Psychomot - canicule Dortoir Bureau Dortoir - Canicule Bureau - canicule 25
Thermisch zomercomfort Voorgestelde maatregelen volgend op de studie Manuele freecooling overdag Opengaande vensters in de traphal Bijkomend mechanische nachtventilatie bij hittegolf Aangepaste beglazing in het kantoor op het gelijkvloers : selectieve beglazing met een zonnefactor van 0,3 ipv 0,5 26
Andere milieumaatregelen 75 m² PV-panelen 22 m² thermische zonnepanelen Hergebruik regenwater regenwaterput van 5 m³ Groendak van 354 m² Materialen: ecologische verf, linoleum 27
Thermisch comfort : te onthouden Thermisch wintercomfort is het resultaat van isolatie maar evenzeer van de luchtdichtheid van de schil. De beglaasde oppervlakten hebben een belangrijke impact op het thermisch en visueel comfort en op het verbruik. Een aangenaam zomercomfort garanderen kan door een mix van maatregelen Oriëntatie van de lokalen Zonnewering Beperking interne warmtewinsten Free cooling met thermische inertie nachtventilatie Eventueel bijkomend afgekoelde verse lucht 28
2. Voorbeelden van waterbeheer Het project «Ducuroir»: appartementsgebouwen te Vorst waterbeheer, sociale aspecten en natuur; Het project «Petits Riens»: industriële site hergebruik en opvang van regenwater; Het «Hoppa»-project: Opvang- en bezigheidstehuis voor volwassenen met een meervoudige handicap te Sint-Agathe-Berchem: waterbeheer en ontwikkeling van de omgeving 29
Appartementsgebouwen te Vorst Project Ducuroir BH: JCX IMBH AR: ARCHI 2000 TS: MATRIciel Landschapsarchitect: Landscape Design Partnership 30
Inleiding Gemeente Vorst Oude industriële site (magazijnen Ducuroir) afbraak en heropbouw tot woongebouwen 31
Inleiding 32
Regenwaterbeheer Gescheiden afvoeren 2 netten: regenwater en gebruikt water apart tot net een laatste controleput voor de aansluiting op de publieke riolering (deconnectatieput) Bepalen van het opslagvolume GSV: 33 l/m² 1210 m² x 33 l/m² = 40 m³ Optimum qua functionering? Gedetailleerde berekening mbt hergebruik: Behoefte aan regenwater: WC: 132 personen x 21 l/dag.persoon = 2772 l/dag; Gebouwonderhoud en omgeving: 124 l/dag; Totaal: 2896 l/dag 1058 m³/jr Hergebruikpotentieel van regenwater: 1131 m³/jr 33
Regenwaterbeheer Gedetailleerde berekening hergebruikvolume Volume regenwaterput: 50 m³ CHOIX DU VOLUME DE LA CITERNE DE RÉCUPÉRATION D EAU DE PLUIE Consommation Volume d'eau [m³/an] Economie d'eau [m³/an] Appoint en Fraction eau de ville économisée [m³/an] [%] Rejet Rejet d'eau Autonomie d'eau/eau [m³/an] [jours] récoltée [%] Assèchemen t 10 m³ 1.058 m³/an 651 m³/an 407 m³/an 62% 688 m³/an 51% 3 jours 29% 20 m³ 1.058 m³/an 789 m³/an 268 m³/an 75% 549 m³/an 41% 7 jours 19% 30 m³ 1.058 m³/an 868 m³/an 189 m³/an 82% 470 m³/an 35% 10 jours 13% 40 m³ 1.058 m³/an 923 m³/an 135 m³/an 87% 415 m³/an 31% 14 jours 10% 50 m³ 1.058 m³/an 959 m³/an 98 m³/an 91% 379 m³/an 28% 17 jours 7% 60 m³ 1.058 m³/an 982 m³/an 75 m³/an 93% 355 m³/an 27% 21 jours 6% 70 m³ 1.058 m³/an 998 m³/an 60 m³/an 94% 339 m³/an 25% 24 jours 4% 80 m³ 1.058 m³/an 1.010 m³/an 47 m³/an 96% 325 m³/an 24% 28 jours 4% 34 90 m³ 1.058 m³/an 1.021 m³/an 37 m³/an 96% 314 m³/an 23% 31 jours 4%
Regenwaterbeheer Kwaliteit van het gerecupereerde water: Regenwater aangeleverd via groendak. Filters en dergelijke voorzien voor het beperken van geur en bruinachtige kleur : crepine, zelfreinigende filter op toevoer, decantatiebassin, beluchter op het opslagvat, 5 µ filter en koolstoffilter. 35
Regenwaterbeheer Buffering met retentie: Zone met belangrijk risico op overstroming GemSV: hogere eisen buffervolume van 50 l/m² in horizontale projectie (daken, balkonnen, omliggend terrein, ). Het legen wordt gerealiseerd in minstens 4h. Bepalen van het buffer/retentievolume: Oppervlakte van de daken in horizontale projectie: 2870 m². Retentievolume : ± 145 m³ (50 liter/m²) 36
Regenwaterbeheer Afvoer van regenwater: Infiltratie van regenwater? Afgesloten plek zonder uitweg voor het regenwater bij verstopping of bij slecht functioneren van het filtersysteem Geen uitweg 37
Regenwaterbeheer Afvoer van regenwater: Infiltratie van regenwater? Plek die regelmatig overstroomt bij zware regenval overstromingskaart opgenomen in het regenwaterplan en de ervaring van de Bata-site, gebouwd door dezelfde vastgoedfirma Overstroomde zone Regelmatig overstroomde zones 38
Regenwaterbeheer Afvoer van regenwater: Alternatief: Hergebruik van regenwater voor WC-spoeling in de flats, bewatering van het omliggend terrein en gebouwonderhoud; Infiltratiezone langs de spoorwegbedding voor afstromend water uit de tuinen in volle grond aan de achterzijde van het perceel. Afvoer met een geregeld debiet (5 l/s.ha) naar het rioleringsnet bij hevige regenval. 39
Regenwaterbeheer 40
Industriële site : Les Petits Riens Project: Petits Riens BH: Les Petits Riens ASBL AR: CERAU Architects Partners TS en milieubegeleiding: MATRIciel 41
Regenwaterbeheer Geen gekend overstromingsrisico (Rampenfonds en database HYDROBRU); Maar site is in belangrijke mate ondoorlaatbaar het water ophouden zodat het niet te snel afvloeit; De GSV: recuperatievolume van water van 33 l/m² dakoppervlakte; Geen verplichting met retentievolume en afvloeidebiet. 42
Regenwaterbeheer Bepalen van het watervolume voor hergebruik GSV: 33 l/m² X 9303 m² 307 m³ Optimum qua functionering? Gedetailleerde berekening van het volume voor hergebruik: Behoefte aan regenwater: 1108 m³/jr WC Wasmachines Wassen van de vrachtwagens Gebouwonderhoud Potentieel voor hergebruik regenwater: 4802 m³/jr. Potentieel aan gerecupereerd regenwater veel groter dan de behoeften 43
Regenwaterbeheer Gedetailleerde berekening van het recuperatievolume: Groendaken niet aangesloten op opslagvat om een degradatie van de waterkwaliteit te vermijden. Potentieel aan herbruikbaar regenwater: 3975 m³/jr Opslagvat van 60-70 m³ 44
Regenwaterbeheer Retentie van regenwater: Directe bufferfunctie via de opvangoppervlakten (daken en omliggende stukken) Een wolkbreuk (eens in de 10 jaar) : 23 l/m² Voorzien retentievolume op de site: 470 m³ Afvoer Infiltratie? Terrein slechts matig bevorderlijk voor infiltratie: klei met plaatselijk wat zand Watervoerende laag vrij ondiep gelegen (-2 à -0,7 m diepte) Beperket infiltratie van regenwater Afvoer met een geregeld debiet (5 l/s.ha) naar het rioleringsnet 45
Regenwaterbeheer 4. 2 5. 3 1. 1 3. 1 2. 1 1. 1 1. 2. 3. 4. 5. 46
Regenwaterbeheer 1. 3. 4. 2. 4. 1. Dak met opslagfunctie 2. Recuperatievat voor regenwater 3. Volledige infiltratiezone 4. Doorlaatbare parking/voetpad Bron: MATRIciel 47
Regenwaterbeheer Kwaliteit van regenwater: Parkeerplaatsen, ondoordringbare wegen en doorlaatbare voetpaden: filtering door de onderlaag en via de infiltratiezone Waterzuiverend effect op het afvloeiende water bewezen in studies, vanaf 15cm diepte. Waterzuiveringsproces in drainagepaden CRR 48
Het HOPPA-project Project Hoppa BH: ASBL HOPPA AR: ADV Energie- en milieubegeleiding: MATRIciel Opvang- en bezigheidstehuis voor volwassenen met een meervoudige handicap te Sint-Agatha-Berchem Opvang voor 25 volwassenen 4 paviljoenen in stervorm gegroepeerd rond gemeenschappelijke leefruimten Personen met een zeer beperkte mobiliteit en een verhoogde gevoeligheid voor temperatuurschommelingen. Groene en rustige residentiële zone. 49
Regenwaterbeheer Context Gebouw met alles op de begane grond Project met lage densiteit: grote dakoppervlakten (groot volume opgevangen regenwater) Behoeften aan water< 50 % opgevangen water via dak Infiltratie is mogelijk 50
Regenwaterbeheer Voorzieningen: 1_Water van de dakoppervlakten verzameld voor hergebruik regenwater (WC, was, onderhoud en besproeien) 5 2_Water van de dakoppervlakten verzameld om te laten infiltreren in de grond via infiltratiezones 2 3 2 3_Buffer- en infiltratiezones voor regenwater komend van daken en omliggend terrein. 5 1 2 4_Waterafvoeren in open lucht 1 2 2 5_Zuiveringszones voor water van toegangsweg en parkeerplaatsen. 4 3 51
Regenwaterbeheer 50% toitures collectées infiltration en rétention (orage) dans des noues / tranchées 50% toitures collectées citerne de récupération en de rétention (orage) 52
Regenwaterbeheer : te onthouden Het correct dimensioneren van een regenwaterput voor hergebruik van regenwater kan via het berekenen van de waterbehoeften en de hoeveelheid recupereerbaar water. Een alternatief beheer van regenwater op het perceel is perfect integreerbaar in een meer globale aanpak gericht op: Het verbeteren van de levenskwaliteit van de bewoners: microklimaat, leefruimten in contact met de natuur, ontspanning, ontmoeten, contacten, Doet de biodiversiteit toenemen 53
Contact Isabelle BRUYERE Projectmanagement MATRIciel s.a. Place de l Université, 25 1348 Louvain-la-Neuve : 010/24.15.70 E-mail : bruyere@matriciel.be 54