Ontwerp met materiaal en energiestromen
Les 1: herhaling + ventilatie
-energiestromen omdat: gebouwen (arch) -> grote impact energieconsumptie (42%)
-2 soorten verbruik: operational en embodied energy
- energiestromen:
-warmtebalans: -> 3 warmteoverdrachtsmechanismes: - conductie
- convectie
- straling
-> balans: binnen comfortabel
- vochtbalans (water + damp) -> cappilariteit, diffusie, condens, rel. vochtigheid, mollier
- licht- en geluidbalans (m&e3)
- balansen v CO2 en andere polluenten (ventilatie) (m&e3)
- ventilatie:
- ramen openen -> intuitief: gevoel v comfort, perceptie binnenluchtqualiteit, …
-> van nature om: geur, muf, warmte verwijderen
- huizen beter geisoleerd vroeger, infiltratie- /ventilatieverliezen belangrijker
- tegenwoordig ventilatiesystemen C en D (duur) overheersend
- soorten ventilatie:- natuurlijke:- door verschil luchtdruk
- weinig controle, comfort problemen
- mechanisch: - electrische ventilatoren
- regelbaarheid, filtering inlaat, warmteterugwinning,
hulpenergie
- ventialtie= gewenste stroom -> vervuilde lucht weg, propere in
-> binnenlucht verwarmd, vuil, vocht -> teveel afgevoerd en vervangen
-> enkel bronnen niet kunnen vermeden -> brondcontrole
- ventilatie in-/exfiltratie = ongewenste stroming lucht door openingen in gebouwenvelop
- heating:- poll. Concent. -> proberen zo laag mogelijk
- rechte= verbruik
Daarom energie- efficient vent. -> goede
binnenluchtqualiteit (IAQ) en thermisch comfort
-Wat gezonde lucht? NBN15251:
- buiten: OAQ -> ODA klassen
- binnen: IAQ -> IDA klassen
- filterprestaties voor verluchtingssysteem
-ODA: OutDoor Quality - IDA: InDoor Air
-> binnenluchtqualiteit RELATIEF t.o.v. buitenlucht
,-Verluchten omdat:
- CO2-productie mens: GCO2 = 0,16.M [l/h.pers] => M: MET metabolisme – voelbaar/ latent
-> 1 MET is 58.2 W/m2 = zittende persoon in rust (gemiddelde persoon = 1,8m²)
- Voelbare warmte = warmte -> temperatuur v voorwerp/stof wijzigt bij toevoer/afvoer
-> kan zien in °C
- Latente warmte = warmte nodig om de fasetoestand van een voorwerp/stof te wijzigen
=> Vb. Warmte nodig -> water te verdampen -> temp blijft 100°, maar toestand
wijzigt = verdampingswarmte (zweet)
- Ventilatiebalans:
CO2 – Balans -> IN = OUT
V’.ce + GCO2 = V’.ci ↔ GCO2 = V’.ci - V’.ce = V’. (ci – ce)
Toevoer gelijk afvoer
Vervuiling interne productie
- CO2 concentratie binnen op basis van ventilatievoud n en de interne CO2 productie:
- CO2-gehalte binnen is functie vd achtergrondconcentratie buiten, aantal personen,
productie CO2 per persoon (gem. activiteit), ventilatievoud, volume van lokaal:
-> kiest eerst zelf welke IDA- klasse gewenst
=> Ci = Ce + (p.GCO2/n.V).10^6 ppm
=> concentr i = concentr e + (#pers . co2 productie per mens / ventilatievoud
. ventilatie) . 10^6 ppm
-> Ventilatievoud n = ingeblazen verse lucht per uur/inhoud ruimte =
m³/h/m³ = Air Change Rate, eenheid = 1/h of ach (air changes/h)
- gemeten CO2-gehalte mag 3% vd tijd hoger liggen dan grenswaarde IDA-klasse ->
een verblijf van minder dan 8 u en 0.5% van de tijd bij meer dan 8 u.
- vb klaslokaal: bereken hoeveel luchtverversing nodig? -> ventilatievoud n vinden
9m . 6 m . 2,8 m: 26 leerlingen + 1 leraar = 27
IDA = 1200 ppm en ODA = ODA2 (= 400 ppm) -> Ci -Ce = 1200 – 400 = 800 ppm
n = ((p.Gp)/(Ci -Ce).V).10^6 ppm
= ((27. 0,018 m³/h)/(800 ppm . 151,2 m³)).10^6 ppm => licht bewegen=18l/h= 0,018 m³/h
= 4 h^-1
luchtverversingsdebiet (m³/h) per persoon: 4.V/p = (4 . 151,2)/27 m³/h.pers = 22.5
m³/h.pers
- ventilatievoud in h-1: NBN D50-001
->gem. air changes/h
-> vochtproductie huishoudelijke activiteit:
* gemiddeld: 7.5 l/dag – wasdag + binnen drogen: 15 l/dag
- bij ventilatievoud van 1 h^-1 (ach): dampdrukversch binnen buiten Δp = 300 Pa
-> woning (rijhuis)
,- Ventilatiedebiet woongebouwen:
1 l/s.m² = 1.3600/1000 = 3.6 m³/h.m² normdebiet
woonkamer van 30 m² en h = 2.6 m: ventilatievoud = 30*3,6/(30*2,6) = 1.38 h^-1
woonkamer van 30 m² en h = 3.6 m: ventilatievoud = 1 h^-1
- ventilatiedebiet utiliteitsbouw:
IDA3: 22.5 m³/h.pers : voor klas van 54 m² en 27 pers:
(22500.27/54.3600) l/s.m² = 3.1 l/s.m²
- luchtdichtheid: ondichtheden zorgen voor infiltraties:
- open haard, dampkap
- doorgangen van leidingen
- slecht uitgevoerde aansluitingen tussen constructiedelen
- voegen en kieren rond ramen en deuren in gesloten toestand (aandeel is 20%)
- niet bepleisterd metselwerk
-> Bij gebrek aan voldoende ventilatie geeft een te luchtdicht gebouw aanleiding tot:
- ongezonde lucht
- te veel vocht in de lucht: condensatie en schimmel
- geur en stank
- bouwschade (bvb pleisterwerk komt los)
- gemiddeld geschat infiltratievoud over seizoen ns = n50/20 met n50 het
infiltratievoud bij een kunstmatig aangelegd drukverschil van 50 Pa
*> methode: blowerdoortest of pressurisatieproef: ventilator met regelbare
snelheid wordt op deur gemonteerd en zet gebouw in over- of onderdruk,
vervolgens wordt het lekdebiet gemeten
- volgens EN 13779 MOET n50 (50=drukverschil pascal) kleiner zijn dan:
-> maar grote distributie, sommige ruimten zeer luchtdicht en voor andere
groot energieverlies!!!
- doel van luchtdichte gebouwenschil:
- voorwaarde voor bedrijfszeker verluchtingssysteem
- vermindering warmteverliezen
- geluidsdemping en rookdichtheid
- vermijden ongecontroleerde infiltraties -> werking ventilatie-syst verstoren
- bij lunchdichtheid:
- meestal geen probleem: - bepleistering
- gegoten vloeren en daken
- schrijnwerk op zich
- meestal wel probleem: - niet-bepleisterde muren
- zadeldak of houtskeletbouw
- aansluitingen tussen bouwdelen -
doorvoeropeningen voor technieken, schouwen, …
- spleten en kieren, kattenluik, dampkap, …
, Les 2: ventilatie
- ventilatiedebieten nodig:
- Ventilatiedebieten worden meestal uitgedrukt in een volumestroom, V’. Typische gebruikte
eenheden zijn m3/h (wij) en liter per seconde (L/s) (Amerika). Soms wordt het
ventilatiedebiet ook uitgedrukt per persoon of per oppervlakte-eenheid, zoals m³/h.p of
m³/h.m² of geschreven als een luchtverversingsdebiet n (in ach of 1/h) in functie van het
volume van een ruimte.
- Opm. Bij het ontwerpen van een ventilatiesysteem dienen de ventilatiedebieten gekend te
zijn om de afmetingen van ventilatoren, (toevoer/doorvoer/afvoer)openingen en
luchtkanalen te bepalen. -> afstemmen debieten – hoeveel vent nodig
- wat veroorzaakt luchtstroming:
-> drukverschil: Lucht stroomt zone hoge druk -> zone lage druk
- Infiltratie & ventilatie - gekoppeld. Interne drukniveaus worden beïnvloed door infiltratie! ->
Goede luchtdichtheid van de gebouwschil is van cruciaal belang
- Infiltratie/ventilatieverliezen:
- De invloed van infiltratie en ventilatie op de warmtebalans van een gebouw is afhankelijk
van het aantal luchtwisselingen per uur en het temperatuurverschil tussen toevoerlucht en
afvoerlucht.
-> hoeveel warmte kwijtspelen:
V’ = (n x volume x c x ρ) x (Tin - Tout) met • ρ = 1.2kg/m³
• c = ~ 1005J/kgK (@20°C)
-> warmtecapac. lucht
• cxρ= grootte lucht
1.2*1005/3600 = 0,34
- Ideaal systeem:
1. waar mogelijk natuurlijk ventileren (goedkoper maar niet goed regelbaar)
2. Vraag afstemmen op behoefte, niet te veel ventileren, vraaggestuurd op basis van
CO2, R H , VO C , P M , T meting
3. Goede regeling en ruimtelijke spreiding voorzien (kortsluiting luchtstromen!)
-> toe- en afvoer niet te dicht bijeen
4. Goede luchtdichtheid van gebouwschil en kanalen
- Ventilatiestrategieën:
- ventilatiesystemen:
- Principe (doorstroom)ventilatie:
- toevoer verse lucht -> droge ruimten (eventueel in winter vóór- verwarmen
& in zomer vóór-koelen)
- doorstroming naar natte ruimten
- afvoer uit natte ruimten
-> Belet kruisvervuiling naar droge zones
- Verplichte eisen aan hygiënische ventilatie:
NIEUWBOUW RENOVATIE
- Basisventilatie in droge ruimtes - Basisvent in bestaande ruimtes ALS
- Toevoerlucht in droge ruimte ramen vervangen worden
-> circulatielucht via - Toevoerlucht in droge ruimte
gangen/doorstroom -> circulatielucht -> gangen/
-> afvoerlucht in natte ruimte doorstroom
- Debieten opgelegd per ruimte -> afvoerlucht in natte ruimte (als
- Prestatie-eisen aan componenten in nieuwe ruimte)
de installatie - Debieten opgelegd per ruimte
- Prestatie-eisen -> componenten in
installatie
Les 1: herhaling + ventilatie
-energiestromen omdat: gebouwen (arch) -> grote impact energieconsumptie (42%)
-2 soorten verbruik: operational en embodied energy
- energiestromen:
-warmtebalans: -> 3 warmteoverdrachtsmechanismes: - conductie
- convectie
- straling
-> balans: binnen comfortabel
- vochtbalans (water + damp) -> cappilariteit, diffusie, condens, rel. vochtigheid, mollier
- licht- en geluidbalans (m&e3)
- balansen v CO2 en andere polluenten (ventilatie) (m&e3)
- ventilatie:
- ramen openen -> intuitief: gevoel v comfort, perceptie binnenluchtqualiteit, …
-> van nature om: geur, muf, warmte verwijderen
- huizen beter geisoleerd vroeger, infiltratie- /ventilatieverliezen belangrijker
- tegenwoordig ventilatiesystemen C en D (duur) overheersend
- soorten ventilatie:- natuurlijke:- door verschil luchtdruk
- weinig controle, comfort problemen
- mechanisch: - electrische ventilatoren
- regelbaarheid, filtering inlaat, warmteterugwinning,
hulpenergie
- ventialtie= gewenste stroom -> vervuilde lucht weg, propere in
-> binnenlucht verwarmd, vuil, vocht -> teveel afgevoerd en vervangen
-> enkel bronnen niet kunnen vermeden -> brondcontrole
- ventilatie in-/exfiltratie = ongewenste stroming lucht door openingen in gebouwenvelop
- heating:- poll. Concent. -> proberen zo laag mogelijk
- rechte= verbruik
Daarom energie- efficient vent. -> goede
binnenluchtqualiteit (IAQ) en thermisch comfort
-Wat gezonde lucht? NBN15251:
- buiten: OAQ -> ODA klassen
- binnen: IAQ -> IDA klassen
- filterprestaties voor verluchtingssysteem
-ODA: OutDoor Quality - IDA: InDoor Air
-> binnenluchtqualiteit RELATIEF t.o.v. buitenlucht
,-Verluchten omdat:
- CO2-productie mens: GCO2 = 0,16.M [l/h.pers] => M: MET metabolisme – voelbaar/ latent
-> 1 MET is 58.2 W/m2 = zittende persoon in rust (gemiddelde persoon = 1,8m²)
- Voelbare warmte = warmte -> temperatuur v voorwerp/stof wijzigt bij toevoer/afvoer
-> kan zien in °C
- Latente warmte = warmte nodig om de fasetoestand van een voorwerp/stof te wijzigen
=> Vb. Warmte nodig -> water te verdampen -> temp blijft 100°, maar toestand
wijzigt = verdampingswarmte (zweet)
- Ventilatiebalans:
CO2 – Balans -> IN = OUT
V’.ce + GCO2 = V’.ci ↔ GCO2 = V’.ci - V’.ce = V’. (ci – ce)
Toevoer gelijk afvoer
Vervuiling interne productie
- CO2 concentratie binnen op basis van ventilatievoud n en de interne CO2 productie:
- CO2-gehalte binnen is functie vd achtergrondconcentratie buiten, aantal personen,
productie CO2 per persoon (gem. activiteit), ventilatievoud, volume van lokaal:
-> kiest eerst zelf welke IDA- klasse gewenst
=> Ci = Ce + (p.GCO2/n.V).10^6 ppm
=> concentr i = concentr e + (#pers . co2 productie per mens / ventilatievoud
. ventilatie) . 10^6 ppm
-> Ventilatievoud n = ingeblazen verse lucht per uur/inhoud ruimte =
m³/h/m³ = Air Change Rate, eenheid = 1/h of ach (air changes/h)
- gemeten CO2-gehalte mag 3% vd tijd hoger liggen dan grenswaarde IDA-klasse ->
een verblijf van minder dan 8 u en 0.5% van de tijd bij meer dan 8 u.
- vb klaslokaal: bereken hoeveel luchtverversing nodig? -> ventilatievoud n vinden
9m . 6 m . 2,8 m: 26 leerlingen + 1 leraar = 27
IDA = 1200 ppm en ODA = ODA2 (= 400 ppm) -> Ci -Ce = 1200 – 400 = 800 ppm
n = ((p.Gp)/(Ci -Ce).V).10^6 ppm
= ((27. 0,018 m³/h)/(800 ppm . 151,2 m³)).10^6 ppm => licht bewegen=18l/h= 0,018 m³/h
= 4 h^-1
luchtverversingsdebiet (m³/h) per persoon: 4.V/p = (4 . 151,2)/27 m³/h.pers = 22.5
m³/h.pers
- ventilatievoud in h-1: NBN D50-001
->gem. air changes/h
-> vochtproductie huishoudelijke activiteit:
* gemiddeld: 7.5 l/dag – wasdag + binnen drogen: 15 l/dag
- bij ventilatievoud van 1 h^-1 (ach): dampdrukversch binnen buiten Δp = 300 Pa
-> woning (rijhuis)
,- Ventilatiedebiet woongebouwen:
1 l/s.m² = 1.3600/1000 = 3.6 m³/h.m² normdebiet
woonkamer van 30 m² en h = 2.6 m: ventilatievoud = 30*3,6/(30*2,6) = 1.38 h^-1
woonkamer van 30 m² en h = 3.6 m: ventilatievoud = 1 h^-1
- ventilatiedebiet utiliteitsbouw:
IDA3: 22.5 m³/h.pers : voor klas van 54 m² en 27 pers:
(22500.27/54.3600) l/s.m² = 3.1 l/s.m²
- luchtdichtheid: ondichtheden zorgen voor infiltraties:
- open haard, dampkap
- doorgangen van leidingen
- slecht uitgevoerde aansluitingen tussen constructiedelen
- voegen en kieren rond ramen en deuren in gesloten toestand (aandeel is 20%)
- niet bepleisterd metselwerk
-> Bij gebrek aan voldoende ventilatie geeft een te luchtdicht gebouw aanleiding tot:
- ongezonde lucht
- te veel vocht in de lucht: condensatie en schimmel
- geur en stank
- bouwschade (bvb pleisterwerk komt los)
- gemiddeld geschat infiltratievoud over seizoen ns = n50/20 met n50 het
infiltratievoud bij een kunstmatig aangelegd drukverschil van 50 Pa
*> methode: blowerdoortest of pressurisatieproef: ventilator met regelbare
snelheid wordt op deur gemonteerd en zet gebouw in over- of onderdruk,
vervolgens wordt het lekdebiet gemeten
- volgens EN 13779 MOET n50 (50=drukverschil pascal) kleiner zijn dan:
-> maar grote distributie, sommige ruimten zeer luchtdicht en voor andere
groot energieverlies!!!
- doel van luchtdichte gebouwenschil:
- voorwaarde voor bedrijfszeker verluchtingssysteem
- vermindering warmteverliezen
- geluidsdemping en rookdichtheid
- vermijden ongecontroleerde infiltraties -> werking ventilatie-syst verstoren
- bij lunchdichtheid:
- meestal geen probleem: - bepleistering
- gegoten vloeren en daken
- schrijnwerk op zich
- meestal wel probleem: - niet-bepleisterde muren
- zadeldak of houtskeletbouw
- aansluitingen tussen bouwdelen -
doorvoeropeningen voor technieken, schouwen, …
- spleten en kieren, kattenluik, dampkap, …
, Les 2: ventilatie
- ventilatiedebieten nodig:
- Ventilatiedebieten worden meestal uitgedrukt in een volumestroom, V’. Typische gebruikte
eenheden zijn m3/h (wij) en liter per seconde (L/s) (Amerika). Soms wordt het
ventilatiedebiet ook uitgedrukt per persoon of per oppervlakte-eenheid, zoals m³/h.p of
m³/h.m² of geschreven als een luchtverversingsdebiet n (in ach of 1/h) in functie van het
volume van een ruimte.
- Opm. Bij het ontwerpen van een ventilatiesysteem dienen de ventilatiedebieten gekend te
zijn om de afmetingen van ventilatoren, (toevoer/doorvoer/afvoer)openingen en
luchtkanalen te bepalen. -> afstemmen debieten – hoeveel vent nodig
- wat veroorzaakt luchtstroming:
-> drukverschil: Lucht stroomt zone hoge druk -> zone lage druk
- Infiltratie & ventilatie - gekoppeld. Interne drukniveaus worden beïnvloed door infiltratie! ->
Goede luchtdichtheid van de gebouwschil is van cruciaal belang
- Infiltratie/ventilatieverliezen:
- De invloed van infiltratie en ventilatie op de warmtebalans van een gebouw is afhankelijk
van het aantal luchtwisselingen per uur en het temperatuurverschil tussen toevoerlucht en
afvoerlucht.
-> hoeveel warmte kwijtspelen:
V’ = (n x volume x c x ρ) x (Tin - Tout) met • ρ = 1.2kg/m³
• c = ~ 1005J/kgK (@20°C)
-> warmtecapac. lucht
• cxρ= grootte lucht
1.2*1005/3600 = 0,34
- Ideaal systeem:
1. waar mogelijk natuurlijk ventileren (goedkoper maar niet goed regelbaar)
2. Vraag afstemmen op behoefte, niet te veel ventileren, vraaggestuurd op basis van
CO2, R H , VO C , P M , T meting
3. Goede regeling en ruimtelijke spreiding voorzien (kortsluiting luchtstromen!)
-> toe- en afvoer niet te dicht bijeen
4. Goede luchtdichtheid van gebouwschil en kanalen
- Ventilatiestrategieën:
- ventilatiesystemen:
- Principe (doorstroom)ventilatie:
- toevoer verse lucht -> droge ruimten (eventueel in winter vóór- verwarmen
& in zomer vóór-koelen)
- doorstroming naar natte ruimten
- afvoer uit natte ruimten
-> Belet kruisvervuiling naar droge zones
- Verplichte eisen aan hygiënische ventilatie:
NIEUWBOUW RENOVATIE
- Basisventilatie in droge ruimtes - Basisvent in bestaande ruimtes ALS
- Toevoerlucht in droge ruimte ramen vervangen worden
-> circulatielucht via - Toevoerlucht in droge ruimte
gangen/doorstroom -> circulatielucht -> gangen/
-> afvoerlucht in natte ruimte doorstroom
- Debieten opgelegd per ruimte -> afvoerlucht in natte ruimte (als
- Prestatie-eisen aan componenten in nieuwe ruimte)
de installatie - Debieten opgelegd per ruimte
- Prestatie-eisen -> componenten in
installatie
