lesnotities Technische installaties in gebouwen

Technische installaties in gebouwen

INLEIDING
Fysica, bouwfysica in te kunnen zetten, de focus zal liggen op verwarming en koeling
kunnen berekenen ontwerpen en dimensioneren
Er zijn 6 lessen:
- Ruimteverwarming (3 lessen)
- Koeling en luchtbehandeling (1 les)
- Ventilatie (1les)
- Sanitair warm water (1les)
Manier van redeneren, opbouw is zeer analoog: 1 keer concept vastgelegd in andere les
uitleg hoe het anders daarbij is

HVAC-luik daarvan, hoe dimensioneren we die dingen? Hoe kom je tot in dit gebouw heb
je dit nodig met deze installatie??

Examen: niet zomaar voorbeeldvragen andere vragen, lees grondig de vraag en
beantwoord alle delen van die vraag.

Werking technische installaties wordt beïnvloed door de eigenschappen van het
gebouw. Het ontwerp van het gebouw heeft impact op de werking en omgekeerd (bv:
serre)
Verwarming bescheiden qua impact, ventilatie grote impact
Energie en klimaatcrisis: regelgeving op energieverbruik gebouwen



Inhoudsopgave

INLEIDING .................................................................................................................................... 1

LES 1: COMFORT EN TYPOLOGIE.................................................................................................... 3
FUNCTIES VAN INSTALLATIES ...................................................................................................... 3
Thermisch comfort ..................................................................................................................... 3
GLOBAAL .......................................................................................................................................... 3
LOKAAL............................................................................................................................................. 7
Typologie .................................................................................................................................. 9

LES 2: ONTWERP EMISSIE EN DISTRIBUTIE ....................................................................................11
1. THERMISCH ONTWERP .....................................................................................................11
Bepalen ontwerpwarmteverliezen ................................................................................................... 11
Selectie verwarmingselementen ifv gekozen waterregime ............................................................... 13
bepaling waterdebieten per element ............................................................................................... 17
2. HYDRAULISCH ONTWERP .................................................................................................18
Lay-out distributienet ..................................................................................................................... 18
Bepaling leidingsdiameters ............................................................................................................. 19
Berekening stromingsweerstand ..................................................................................................... 19
Selectie pomp ................................................................................................................................ 20


1

, Inregelen distributienet ................................................................................................................... 20

LES 3: VERWARMING: OPWEKKING ..............................................................................................20
Werkingsprincipes CV ...............................................................................................................21
Complexere layout en onderdelen .................................................................................................. 21
Regeling .......................................................................................................................................... 23
Energetische analyse ...................................................................................................................... 25
Warmteproductie ......................................................................................................................27
Energiedragers ................................................................................................................................ 28
Ketels ............................................................................................................................................. 28
Warmtepompen.............................................................................................................................. 31

LES 5: KOELING ...........................................................................................................................36
Noodzaak voor koeling? .............................................................................................................36
Compressiekoeling ...................................................................................................................37
Prestaties koelmachine .............................................................................................................38
Overzicht koelinstallaties ...........................................................................................................39
Luchtbehandeling .....................................................................................................................45
Energiezuinige koelstrategiën .....................................................................................................48

VERWACHTING EXAMEN ..............................................................................................................51

LES 6: ONTWERP VAN RESIDENTIËLE VENTILATIESYSTEMEN..........................................................54
IAQ ..........................................................................................................................................55
pollulenten ..................................................................................................................................... 55
Ventilatiecriteria ............................................................................................................................. 62
Ventilatie strategiën ........................................................................................................................ 63
Ventilatie systemen ...................................................................................................................64
Types .............................................................................................................................................. 64
Specifiek residentieele systemen.................................................................................................... 65
Energie impact..........................................................................................................................72
Energievraag ventilatie .................................................................................................................... 72
Energiebesparing ventilatie ............................................................................................................. 72
Luchtverwarming ......................................................................................................................73

LES 4 : SANITAIR WARM WATER ....................................................................................................74
SWW vraag ...............................................................................................................................74
Productie .................................................................................................................................79
Distributie ................................................................................................................................82
Dimensionering ........................................................................................................................84
Energiebesparende maatregelen ................................................................................................85




2

, LES 1: COMFORT EN TYPOLOGIE


FUNCTIES VAN INSTALLATIES

- Essentie: gebouw moet ons beschermen tegen de invloed van de omgeving
(koud,warm,nat): gebouw is een soort huid: het woord huis komt hiervan
- Functie van het gebouw word bepaald door hoe goed het in staat is om een
aanvaardbaar klimaat in het gebouw te realiseren
Wat is aanvaardbaar?
Dimentie het moet comfortabel aanvoelen, het moet goed genoeg zijn om ons
bezig te kunnen houden met andere dingen, het moet ook voldoende gezond zijn
zodat we geen aandoeningen en ziektes krijgen -> voldoende zuivere lucht nodig
die moet aangezuigd worden tot de ruimte en pollulenten moeten afvoeren
En dat alles op duurzame wijze, geen last op de mensen na ons komen of klimaat
omzeep helpen. 40% van het totale energieverbruik hier vind plaats in gebouwen
(oven, wasmachine, laptop…) in CO2 uitstoot is dat 25%van de totale energie
uitstoot

We zijn een verwarming gedomineerd klimaat op deze plek in de wereld dus meest
aandacht hiernaar


Thermisch comfort
GLOBAAL
= hoe zijn we in ons geheel comfortabel in een bepaalde omgeving
In onze westerse rijke omgeving dan definiëren we thermisch comfort vanuit een idee
dat het een toestand is die ervoor zorgt dat mensen tevreden zijn met de thermische
omgeving waarin ze zitten → zodat mensen niet klagen over de temperatuur in de ruimte
- Norm: alle dimensionering regels technische installaties = isonorm 7730
In dien norm worden comfortcriteria gecreerd → gebaseerd op aannames hoe we
ons voelen in een omgeving en wat dan de vereisten zijn om ons bepaald comfort
te geven.
kennisveld van politieke reden: vanuit gaan van het feit dat mensen tevreden
moeten zijn kan niet de enige manier zijn hoe comfort gedefinieerd word.
Bv: Industriele revolutie: zorgen dat mensen voldoende sterk bleven zodat
mensen konden blijven produceren in een fabriek

Inschatten mensen tevreden zijn of niet → kennis combineren: fysica,
geneeskunde, psychologie
Hoe meten we dit? We vragen dit (is primitief): Ashray thermal sensation scale
gebruikt → schaal met 7 punten van zeer warm tot zeer koud
- Uitwerken comforttheorie is gebaseerd op een doctoraat van olaf Fanger die een
systeem heeft bedacht vanuit die vragen te bekomen tot een duidelijk meetbare
set aan omgevingsparameters waarop we onze technische installaties kunnen
ontwerpen



3

, - Het punt waarin je u comfortabel voelt is niet per se het punt dat voor u gezond is:
onderzoek uit Maastricht → komt tot conclusie dat we gezonder zijn als we leven
in een omgeving die net te koud aanvoelt.
X-as: Temperatuur
Y-as: welk metabolisch ritme, welke warmteproductie we nodig hebben om in
evenwicht te blijven met de omgeving
er is een neutrale zone :
warmteproductie is zo laag mogelijk hier,
hier voelen we ons neutraal
→ hierbuiten voelen we ons ofwel te
warm of te koud
Aan koude kant: in 2 zones
1) NST: non shiverring: je hebt koud
dus je gaat beetje meer bewegen ,
hartritme wat verhogen, zweetproductie
verminderen →nog niet beginnen rillen
2) Nog kouder: bewegen/ rillen →
warmteproductie
In onderzoek: gekeken naar punt net te koud net voor trillen: altijd net te koud →
in die conditie wat heeft dit als impact op ons vetweefsel? => conclusie: dat in te
koude omgeving meer bruin vet (vet= efficiente manier om chemische energie op
te slaan: maar als je snel nodig hebt dan heb je dit nodig om om te zetten in
warmte )aanwezig, in warme omgeving meer wit vet (aanmaakt bij overschot aan
energie, opslaan voor lange termijn: obesitas vet) aanwezig
→ in te koude omgeving : wit vet word bruin vet zodanig dat het snel beschikbaar
is om warmte te produceren
DUS als je constant in een net iets te koude omgeving verblijft → wit zet omzetten
in bruin vet wat leid tot minder gezondheidsproblemen
DUS een thermisch neutrale omgeving is daarom niet per se een gezonde
omgeving

Hoe komen we tot die thermisch neutrale omgeving? Volgens Fanger waarop we onze
technische installaties gaan ontwerpen
- Fanger denkt aan warmtebalans : warmteproductie moet in evenwicht zijn met
de warmte die verloren gaat → als die in orde is dan minimale inspanning=
comfortabel
- Hoe gaan we dit begroten? Componenten vergelijking: warmteproductie
(afhankelijk van spieractiviteit -> chemische energie om arbeid te verichten en dit
word omgezet in restwarmte die verloren gaat en ons warm houd
We zijn warmbloedig dus om op peil te houden moeten we onze
lichamstemperatuur op 37 graden houden en omdat dat warmer is dan onze
omgeving zullen we warmte verliezen naar omgeving : warmtetransport
temperatuursverloop vanuit midden lichaam naar zijkant → overgangscoefficient
die er zal zijn om warmte af te geven aan omgeving
→ oppervlaktetemperatuur die ergens tussen middentemperatuur en
omgevingstemperatuur ligt




4