Vandaag voor 14:00 uur besteld, morgen in huis!*
TROX UIT VOORRAAD ®
JAARGANG 41 NR. 7/8 TVVL MAGAZINE JULI/AUGUSTUS 2012
PCM in betonvloeren Vervuiling bij de afvoertrechter Adaptief thermisch comfort in basisschool leslokalen
Schilt Luchttechniek en TROX® een betrouwbare combinatie waar u op kunt bouwen • • • •
Juli/Augustus 2012 | Jaargang 41 | Nr 7/8
Meer dan 25 jaar TROX® voorraadhouder Omvangrijk voorraadprogramma en logistiek maatwerk Innovatieve en technisch hoogwaardige producten Unieke retournamegarantie voor de standaard TROX®-componenten*
Jaarvergadering in Scheveningen
KL IMA AT T E C H NI E K OP MA AT L U C H T T E C H N I E K * Informeer naar de voorwaarden
TM0712_cover.indd 1 12254 Schilt Adv Trox 2012.indd 1
Energieweg 29 • Postbus 3 • 4230 BA Meerkerk Telefoon (0183) 35 25 44 • Fax (0183) 35 23 13 info@schilt-meerkerk.nl • www.schilt-meerkerk.nl
31-05-12 15:36
2-8-2012 16:00:32
Inhoudsopgave Redactieraad: Drs.ir. P.M.D. (Martijn) Kruijsse (voorzitter) Mw. dr. L.C.M. (Laure) Itard H. (Henk) Lodder G.J. (Geert) Lugt Mw. drs. C. (Carina) Mulder Ing. O.W.W. (Oscar) Nuijten R. (Roel) Theunissen Mw. drs.ir. I. (Ineke) Thierauf Ing. J. (Jaap) Veerman Ing. R (Rienk) Visser Ing. F.J. (Frank) Stouthart (eindredacteur) Redactie: Drs.ir. P.M.D. (Martijn) Kruijsse (voorzitter) R. (Roel) Theunissen Mw. drs. C. (Carina) Mulder Ing. F.J. (Frank) Stouthart (eindredacteur) Redactie-adres: TVVL: De Mulderij 12, 3831 NV Leusden Postbus 311, 3830 AJ Leusden Telefoon redactie (033) 434 57 50 Fax redactie (033) 432 15 81 Email c.mulder@tvvl.nl
TVVL MAGAZINE Juli/Augustus 2012 Adaptief thermisch comfort in basisschool leslokalen S. (Sander) ter Mors, prof.dr.ir. J.L.M. (Jan) Hensen, dr.ir. M.G.L.C. (Marcel) Loomans, Atze C. Boerstra 4
Vervuiling bij de afvoertrechter R.K. (Richard) Beattie
10
Energiebesparing met bevochtiging B. (Bert) Leffers
14
Van regeltechniek naar procestechniek H.M.A. (Henk) Janssen Groesbeek
Uitgave: Merlijn Media BV Zuidkade 173, 2741 JJ Waddinxveen Postbus 275, 2740 AG Waddinxveen Telefoon (0182) 631717 Email info@merlijnmedia.nl www.merlijnmedia.nl secretariaat: Email info@merlijnmedia.nl Abonnementen: Merlijn Media BV Postbus 275, 2740 AG Waddinxveen Telefoon (0182) 631717 Email info@merlijnmedia.nl Benelux € 109,Buitenland € 212,Studenten € 87,Losse nummers € 18,Extra bewijsexemplaren € 13,Het abonnement wordt geacht gecontinueerd te zijn, tenzij 2 maanden voor het einde van de abonnementsperiode schriftelijk wordt opgezegd. Advertentie-exploitatie: Merlijn Media BV Ruud Struijk Telefoon (0182) 631717 Email r.struijk@merlijnmedia.nl Prepress: Yolanda van der Neut Druk: Ten Brink, Meppel ISSN 0165-5523 © TVVL, 2012 Niets uit deze uitgave mag worden verveelvoudigd en/of openbaar gemaakt door middel van druk, fotokopie, microfilm of op welke andere wijze dan ook, zonder schriftelijke toestemming van de uitgever. Publicaties geschieden uitsluitend onder verantwoording van de auteurs. Alle daar in vervatte informatie is zorgvuldig gecontroleerd. De auteurs kunnen echter geen verantwoordelijkheid aanvaarden voor de gevolgen van eventuele onjuistheden.
16
10
Ontwerpen en realiseren voor optimaal gebruik Ing. H. (Herman) Velvis
20
Phase Change Materials in betonvloeren – deel I Ir. A.G. (Bram) Entrop, prof. dr. A.H.M.E. (Angèle) Reinders
Vervuiling bij de afvoertrechter
24
Einde der tijden of nieuw begin? Ing. W.M.F. (Ferry) de Vries
34
Structuur in de vereniging S. (Sandra) van Eeuwijk-Jansma, ing. F.J. (Frank) Stouthart
38
De vereniging vindt zichzelf opnieuw uit Drs. C. (Carina) Mulder
42
Feestelijke afsluiting cursusseizoen 20112012 J. (Jos) Bijman
44
Actueel Uitgelicht Interview regelgeving Projectbeschrijving Nieuws Internationaal summary voorbeschouwing Agenda
29 33 50 53 54 58 59 60 60 62
REVIEWED: Artikelen in TVVL Magazine zijn beoordeeld ‘door redactieraadleden’. De uniforme ‘peer review’ waarborgt de onafhankelijke en kwalitatieve positie van TVVL Magazine in het vakgebied. Een handleiding voor auteurs en beoordelingsformulier voor de redactieraadleden (‘peer reviewers’) zijn verkrijgbaar bij het redactie-adres.
Interview: Janssen Groesbeek
Project: Villa Flora, Floriade
50 54
TVVL Magazine is het officiele orgaan van TVVL Platform voor Mens en Techniek. De vereniging, opgericht op 26 mei 1959, heeft tot doel de bevordering van wetenschap en techniek op gebied van installaties in gebouwen en vergelijkbare objecten. Als lid kunnen toetreden personen, werkzaam (geweest) in dit vakgebied, van wie mag worden verwacht, dat zij op grond van kennis en kunde een bijdrage kunnen leveren aan de doelstelling van de vereniging. Het abonnement op TVVL Magazine is voor leden en begunstigers van TVVL gratis. De contributie voor leden bedraagt € 113,- per jaar. Informatie over de bijdrage van begunstigers wordt op aanvraag verstrekt.
3
TM0712_inhoud.indd 3
1-8-2012 11:25:57
Onderzoek naar op PMV gebaseerde temperatuurgrenswaarden
Adaptief thermisch comfort in basisschool leslokalen Kan de PMV-methode gebruikt worden om temperatuurgrenswaarden te bepalen voor niet-kantoorgebouwen en specifiek voor leerlingen in een basischool klaslokaal? En kan met deze methode dan het thermisch comfort preciezer worden voorspeld? Dit door te kijken of de parameters van thermisch comfort gedurende het jaar veranderen, bijvoorbeeld onder invloed van het buitenklimaat. Welke andere mogelijk kortere termijn invloeden zijn bovendien op te merken. Bij onderzoek hiernaar was er extra aandacht voor de gemiddelde kledingweerstand van kinderen in leslokalen. Het onderzoek is verricht in drie verschillende scholen in Eindhoven, waarbij in iedere school in één klaslokaal de meting heeft plaatsgevonden. Ir. S. (Sander) ter Mors, prof.dr.ir. J.L.M. ( Jan) Hensen, dr.ir. M.G.L.C. (Marcel) Loomans, Technische Universiteit Eindhoven; ir. Atze C. Boerstra, BBA Binnenmilieu en Technische Universiteit Eindhoven
Mensen in ontwikkelde landen verblijven ongeveer 80% van de tijd binnen. Het binnenklimaat heeft hierdoor een grote invloed op de gezondheid en kwaliteit van het leven. Thermisch comfort is een indicator voor een groot aantal eigenschappen van het binnenklimaat. Voor leslokalen geldt dat het binnenklimaat niet alleen invloed heeft op comfort en gezondheid, maar ook op de leerprestaties [1]. Er zijn verschillende manieren om het thermisch comfort te voorspellen. Dit kan met de PMV-methode, die uitgaat van de samenhang tussen warmtebalans, thermische sensatie en thermisch comfort, zoals door Fanger onder laboratoriumomstandigheden vastgesteld [2]. De voorspelling kan ook bepaald worden met methoden die zich baseren op metingen in veldsituaties, zoals bij de Adaptieve Temperatuur Grenswaarden gedefinieerd in ISSO 74 [3] of Ashrae standard 55 [4]. Hierbij
4
TM0712_termors_2091.indd 4
wordt de tijdgewogen buitentemperatuur als onafhankelijke variabele gebruikt. De berekening van de PMV gebeurt op basis van fysiologische kenmerken van het menselijk lichaam en de thermische balans met de omgeving. Op een persoonlijk niveau zijn dit de kledingweerstand en fysieke activiteit. De omgeving is in deze zin bepaald door de luchttemperatuur, stralingstemperatuur, luchtvochtigheid en luchtsnelheid. De berekening geeft de gemiddelde thermische sensatie voor een grote groep mensen; fysiologische variatie en psychologische effecten worden hierin niet meegenomen. Voor volledig geklimatiseerde gebouwen kan met deze methode de comfortabele conditie accuraat voorspeld worden, maar in ‘freerunning’ gebouwen wordt de thermische sensatie (tabel 1) in de winter onderschat en in de zomer overschat. Psychologische adaptatie
is een verklaring voor deze afwijking. Dit effect wordt beschreven door onder andere de Dear et.al. [5] en Humphreys en Nicol [6]. ISSO 74 is een Nederlandse richtlijn voor thermisch comfort, waarin tevens adaptieve temperatuurgrenswaarden gegeven worden. ISSO 89 [7] is specifiek bedoeld voor scholen en geeft onder andere ook richtlijnen voor
+3
Heet
+2
Warm
+1
Beetje warm
0
Neutraal
-1
Beetje koel
-2
Koel
-3
Koud
-Tabel 1- Ashrae 7-punts thermische sensatie schaal (Ashrae 2004)
TVVL Magazine | 07/08 | 2012 BINNENKLIMAAT
30-7-2012 11:16:08
Operative temperature [°C]
Te_ref, 4 day weighted running mean outdoor temperature [°C]
-Figuur 1- Operatieve binnentemperatuur en θe,ref
Clothing insulation, incl chair [clo]
het thermisch comfort. Deze richtlijnen zijn gebaseerd op ISSO 74, maar vereenvoudigd ten aanzien van de weging van de buitentemperatuur. Het gebruik van temperatuurgrenswaarden als functie van het buitenklimaat is een zeer snel te begrijpen methode om thermisch comforteisen weer te geven. Eerder onderzoek door van der Linden et al [8] heeft aangetoond dat de PMV-methode met correcte-input vergelijkbare comfortcondities voorspelt als de ATG uit ISSO 74 voor een gematigd klimaat zoals dat van Nederland. Het voordeel van de PMV-methode is dat de input volledig op de werkelijke situatie aangepast kan worden, waardoor de voorspelde comfortcondities in detail voor de specifieke situatie bepaald kunnen worden. Het doel van het in dit artikel behandelde onderzoek is om te kijken of de PMV-methode gebruikt kan worden om temperatuurgrenswaarden te bepalen, vergelijkbaar qua opzet met de ATG, maar dan voor niet-kantoorgebouwen en specifiek voor leerlingen in een basischool klaslokaal. Op basis hiervan kan gekeken worden of met de PMV-methode verbeterde precisie in de thermisch comfortvoorspellingen bereikt kan worden. Hierbij wordt gekeken of de parameters van thermisch comfort gedurende het jaar veranderen, bijvoorbeeld onder invloed van het buitenklimaat. Ook wordt onderzocht welke andere mogelijk kortere termijninvloeden op te merken zijn. Extra aandacht is uitgegaan naar de gemiddelde kledingweerstand van kinderen in leslokalen. Voor een uitgebreidere uitwerking van dit afstudeeronderzoek, methode en resultaten zie ter Mors et al [9].
Te_ref, 4 day weighted running mean outdoor temperature [°C]
-Figuur 2- Individuele kledingweerstand van de leerlingen bij θe,ref
METHODE Het onderzoek is verricht in drie verschillende scholen in Eindhoven, waarbij in iedere school in één klaslokaal de meting heeft plaatsgevonden. Om de PMV te bepalen voor de kinderen in deze lokalen zijn de fysieke parameters die de thermische sensatie beïnvloeden gemeten. Hiernaast is met behulp van vragenlijsten tweemaal per dag de gedragen kleding (clo) en het activiteitenniveau (met) bepaald. Dit is in drie sessies gedaan – in de winter, lente en zomer van 2010 – en omvat in totaal resultaten voor 24 dagen per school. Met de vragenlijsten is ook de werkelijke thermische sensatie bepaald. Voor de buitencondities zijn meetgegevens van het KNMI gebruikt. De drie scholen zijn gebouwd in 2002, 1994 en 1964, en de gekozen leslokalen van groep 6 en 7 lagen alle op de bovenste verdieping van de gebouwen. De lokalen hadden alle drie te openen ramen en centraal geregelde verwarming door middel van lokaal na te regelen
TVVL Magazine | 07/08 | 2012 BINNENKLIMAAT
TM0712_termors_2091.indd 5
radiatoren. De nieuwste school had natuurlijke luchttoevoer en mechanische luchtafvoer. Het gehanteerde debiet was echter onvoldoende, waardoor de te openen ramen voor het grootste deel van de ventilatie zorgden. Voor de tweede school gold dit ook, behalve in de zomer toen de mechanische afvoer maximaal was gezet en ramen door de docente gesloten werden gehouden. In het lokaal was een koelunit aanwezig, maar het effect hiervan tijdens de warme zomerdagen werd op basis van de gemeten condities als minimaal beoordeeld. In de derde school was enkel sprake van natuurlijk ventilatie met behulp van te openen ramen.
RESULTATEN Figuur 1 geeft de gemiddelde operatieve binnentemperatuur per gemeten dagdeel tegen de tijdgewogen buitentemperatuur θe,ref. De
operatieve temperatuur is het gemiddelde van de lucht- en gemiddelde stralingstemperatuur. θe,ref is een gewogen gemiddelde van de buitentemperatuur over een periode van 4 dagen. Te zien is dat gedurende de winter en lente de binnentemperatuur gemiddeld redelijk constant is, maar dat wanneer de buitentemperatuur verder stijgt de binnentemperatuur dit ook doet, ongeveer 0,5°C per 1°C stijging in θe,ref. De zomermeting heeft plaatsgevonden tijdens enkele van de warmste dagen van het jaar. De trendlijn in de figuur is een Locally weighted scatterplot smoothing (Loess) curve (Epanechnikov kernel, 50% fit). De individuele kledingweerstand als functie van de tijdgewogen buitentemperatuur is gegeven in figuur 2. De trendlijnen hierin zijn wederom Loess-curven, voor de jongens, meisjes en alle leerlingen samen. Zoals te
5
30-7-2012 11:16:11
θe,ref [°C] range
Lineare functie
-3°C < θe,ref < 8°C;
clo_gem = 0,9 – 0,1 * ( θe,ref – -3) / 11
8°C < θe,ref < 16°C;
clo_gem = 0,8 – 0,34 * ( θe,ref – 8) / 8
16°C < θe,ref < 25°C;
clo_gem = 0,46 – 0,16 * ( θe,ref – 16) / 9
-Tabel 2- Lineare functies voor gemiddelde kledingweerstand van kinderen in een klaslokaal
0,1 clo en dit is bij de de koudste periode van dit onderzoek, met θe,ref -3°C. Het gemiddelde daalt van 0,9 clo bij θe,ref -3°C naar 0,8 clo bij 8°C, 0,46 clo bij 16°C en 0,3 bij 25°C. Het klimaat in Nederland blijft vrijwel altijd binnen deze range van θe,ref. Figuur 3 toont de individuele, zelf aangegeven thermische sensatie (Actual Vote) tegen de PMV berekend op individueel niveau (activiteit=[met]*1,7/1,14, ter correctie van het kleinere lichaamsoppervlak van kinderen; kledingweerstand afgeleid uit de antwoorden op de vragenlijst) en de gemiddelde binnenklimaatgegevens voor dat dagdeel. In figuur 4 staat de Actual Mean Vote, de gemiddelde zelf aangegeven thermische sensatie, uitgezet tegen de PMV berekend met gemiddelde waarden voor zowel de persoonlijke als de binnenklimaatvariabelen. Op de gestippelde lijnen in figuur 3 en figuur 4 zijn werkelijke en berekende (gemiddelde) thermische sensatie gelijk; idealiter zouden alle waarden op deze lijn moeten liggen. Het blijkt echter dat de berekende PMV de gemiddelde thermische sensatie onderschat.
DISCUSSIE -Figuur 3- Individuele thermische sensaties
-Figuur 4- Gemiddelde thermische sensaties
verwachten neemt de gemiddelde kledingweerstand af bij hoger wordende buitentemperatuur. In de figuur is tevens te zien dat in de zomer de spreiding kleiner is. De daling van de kledingweerstand is niet constant. De gemiddelde kledingweerstand van de
6
TM0712_termors_2091.indd 6
negen- tot elfjarige kinderen in dit onderzoek kan beschreven worden met drie lineaire functies van θe,ref (tabel 2). De gemiddelde kledingweerstand verandert het sterkst gedurende het tussenseizoen. Het verschil tussen de jongens en meisjes is beperkt; het grootste verschil is
Uit de resultaten van deze kleine testgroep (n=79) kan geconcludeerd worden dat de PMV-methode de thermische sensatie voor kinderen onderschat, terwijl de meeste vorige onderzoeken naar afwijkingen in PMVvoorspellingen een overschatting van de thermische sensatie vonden. Deze waren echter niet op deze specifieke situatie, kinderen in een klaslokaal, gericht. De afwijking is het grootst gedurende de zomer, met een onderschatting van 0,5 tot 1,5 op de thermische sensatie schaal bij een θe,ref van 15 tot 25°C. De correctie op het metabolisme – zoals in dit onderzoek in de PMV opgenomen met een factor 1,7/1,14 – resulteert in een gemiddelde van 109 W/m², wat hoger is dan voor volwassenen met zittende activiteit (70 W/m²). De PMV is echter nog steeds lager dan de werkelijke thermische sensatie. Dit toont aan dat de PMV-methode zonder grote wijzigingen niet resulteert in betrouwbare voorspellingen voor de thermische sensatie van kinderen in een klaslokaal. Er zijn verschillende onderzoeken geweest naar metabolisme bij kinderen, zie o.a. [10] [11], dit zou echter nog verder en in combinatie met de thermische sensatie onderzocht moeten worden. Ten aanzien van het onderzoek kunnen wel nog enkele aandachtspunten genoemd worden. Zo is het niet duidelijk of het vertalen van de thermische sensatie naar een 7-punts schaal (tabel 1) door kinderen op gelijke wijze gebeurt als door volwassenen. Het is mogelijk dat kinderen minder genuanceerd oordelen, en
TVVL Magazine | 07/08 | 2012 BINNENKLIMAAT
30-7-2012 11:16:12
zodoende vaker voor de extremen of neutraal (-3, 0 of +3) kiezen. Daarnaast waren de gemeten luchtsnelheden zeer laag; deze lagen gemiddeld rond 0,05 m/s in de winter – wat rond het minimum detectieniveau ligt – en steeg lineair tot 0,08 m/s in de zomer, zelfs met geopende ramen. Het is niet duidelijk of dit komt door de locatie van de meetsensor in de lokalen, doordat ook buiten de luchtsnelheden laag waren en of deze lage luchtsnelheden normaal zijn voor alle scholen in Nederland. Hogere luchtsnelheden, een parameter in de bepaling van de PMV, kunnen de gemiddelde thermische sensatie verlagen. Tot slot was de relatieve luchtvochtigheid relatief laag, met waarden tussen de 20% en 50% gedurende het hele jaar. Echter, deze waarden liggen grotendeels binnen algemene comfortlimieten. De gemiddelde kledingweerstand in de winter die bepaald werd, ligt rond de 0,9 clo, wat vergelijkbaar is met waarden uit andere onderzoeken. Tijdens de warme zomerdagen droegen de leerlingen veelal korte broek, slippers en een t-shirt, resulterend in een kledingweerstand van 0,25-0,30 clo. In kantoren is dit meestal niet geaccepteerd en zal de kledingweerstand iets hoger liggen.
-Figuur 5- ISSO 74 comfortlimieten (PPD 10%/20%/35%)
Adaptieve temperatuurgrenswaarden Aangezien de PMV-methode van thermisch comfort bepalen niet toepasbaar is zonder verder onderzoek naar de warmtebalans en comfort voor kinderen, zal gekeken moeten worden naar andere evaluatiemethoden. De metingen van dit onderzoek zijn in figuur 5 en 6 uitgezet tegen de ISSO 74 en ISSO 89 temperatuurgrenswaarden. Hierbij is uit de gemiddelde thermische sensatie (AMV) de PPD berekend volgens de standaard PMV-PPD formule uit [2]. De meeste meetresultaten laten zien dat de binnentemperatuur binnen de limieten van ISSO 74 en 89 liggen. Wat opvalt is dat de bovengrenzen voor categorieën II en III uit ISSO 89 zeer tolerant zijn bij hoge buitentemperaturen. Ondanks dat vrijwel alle metingen binnen de buitenste grenswaarden liggen, was de AMV alleen bij lage externe temperaturen rond neutraal, zoals in figuur 5 en 6 te zien is. Dit kan deels verklaard worden door de lage luchtsnelheden gedurende de metingen. De luchtsnelheid lag onder de 0,10 m/s, terwijl bij de adaptieve temperatuurlimieten uitgegaan wordt van 0,30-0,40 m/s in de zomer. Temperaturen die door ISSO 74 en 89 voorspeld worden als comfortabel zijn in werkelijkheid als warm beoordeeld. Een warme sensatie hoeft niet altijd oncomfortabel te zijn, maar in de zomer zal dit wel snel het geval zijn. De Bèta-bovengrens in ISSO 74 (licht getinte
TVVL Magazine | 07/08 | 2012 BINNENKLIMAAT
TM0712_termors_2091.indd 7
-Figuur 6- ISSO 89 comfortlimieten high/average/low expectations (+-legal minimum)
stippellijnen in figuur 5) zijn voor hoge buitentemperaturen minder tolerant. Het gebruik van deze limieten geeft een betere inschatting van werkelijke thermische acceptatie. De leerlingen hebben geen individuele controle over te openen ramen; deze worden door de docent of een beperkt aantal leerlingen gecontroleerd. De vraag is dan ook of de adaptieve grenswaarden in een leslokaal wel toegepast kunnen worden. De werkelijke thermische sensatie wijkt sterk af van wat aan de hand van de temperaturen en adaptieve grenswaarden verwacht zou worden. Net als bij de PMV-voorspellingen wordt de thermische sensatie onderschat en ligt de gewenste temperatuur lager dan voorspeld. De leerlingen vinden het dus warmer dan op basis van de ATG en de PMV verwacht zou worden. Dit betekent dat met zowel de PMV als met adaptieve temperatuurgrenswaarden het thermisch binnenmilieu in basischolen niet correct beoordeeld wordt. Voldoen aan
eisen gebaseerd op deze methoden leidt niet noodzakelijk tot een geaccepteerde situatie. Het lijkt erop dat de temperaturen enkele graden lager moeten liggen dan in kantoren, maar exacte limieten kunnen op basis van dit onderzoek niet voorgesteld worden.
CONCLUSIES Er is meer onderzoek nodig naar het thermisch comfort van kinderen, aangezien de beoordelingsmethoden van volwassenen niet geschikt lijken. Dit geldt voor zowel PMV als adaptieve temperatuurgrenswaarden. Voor de PMV-methode moet de invloed van metabolisme in de warmtebalans en comfort van kinderen nader onderzocht worden, aangezien de fysiologische basis van de methode voor volwassenen is opgezet en de invloeden van metabolisme, huidtemperatuur, zweten etc. op de thermische sensatie en comfort voor kinderen anders zijn. Naar het metabolisme zelf bij kinderen is ook
7
30-7-2012 11:16:13
nog onderzoek gewenst. De gemiddelde kledingweerstand voor kinderen in een klaslokaal kan aan de hand van θe,ref met drie lineaire functies beschreven worden. Deze varieert van 0,9 in de winter tot 0,3 in de zomer. De grootste verandering vindt in de tussenseizoenen plaats. Het verschil tussen jongens en meisjes is beperkt. Als op basis van de PMV comfortlimieten gemaakt worden, moet ook het effect van de seizoenen (kledingweerstand, fysische parameters) op de thermische sensatie meegenomen worden.
3. ISSO. ISSO Publicatie 74; Thermische behaaglijkheid - eisen voor de binnentemperatuur in gebouwen. Rotterdam: Stichting ISSO; 2004 4. Ashrae. ANSI/Ashrae standard 55-2004 thermal environmental conditions for human occupancy. Atlanta. American Society of Heating, Refrigirating and AirConditioning Engineers 2004 5. de Dear, R., Brager, G. and Cooper, D. Developing an Adaptive Model of Thermal Comfort and Preference. 1997. Final Report Ashrae RP-884 6. Humphreys, M.A. and Nicol, J.F. The validity of ISO-PMV for predicting comfort votes in every-day thermal environments. Energy and Buildings. 2002, Vol. 34, pp. 667-84 7. ISSO. ISSO Publicatie 89; Binnenklimaat scholen. Rotterdam: Stichting ISSO; 2008 8. van der Linden, W., Loomans, M. and Hensen, J. Adaptive thermal comfort
LITERATUURLIJST 1. Boerstra A, van Dijken F. Indoor environment and energy efficiency of schools. Rehva Journal; September 2010:19 2. Fanger PO. Thermal comfort: analysis and applications in environmental engineering. Copenhagen: Danish Technical Press; 1970
explained by PMV. Proceedings of the 11th International Conference on indoor air quality and climate, indoor air, 17-22 August, P. Strøm-Tejsen et al., eds., Copenhagen. 2008, p.8 on CD. Paper ID: 573 9. ter Mors, S., Hensen, J., Loomans, M., Boerstra, A. Adaptive thermal comfort in primary school classrooms: Creating and validating PMV-based comfort charts. Building and Environment 2011; 46: 2454-61 10. Havenith G. Metabolic rate and clothing insulation data of children and adolescents during various school activities. Ergonomics 2007;50(10): 1689-701 11. Parsons K.C. Human thermal environments: the effects of hot, moderate and cold environments on human health, comfort and performance. 2nd ed. London: Taylor and Francis; 2001
Pompen Afsluiters Systemen ■
■
Bezoek ons op de
eurs Installatie Vakb Hardenberg Standnummer:
401
taGGle.nl - 781294
Klein van formaat groot in prestaties. Met de Ama-Drainer-Box Mini presenteert KSB een nieuwe vuilwateropvoerinstallatie die een klein formaat combineert met opvallende prestaties. Deze nieuwe generatie heeft een modern, driehoekvormig ontwerp en een geringe inbouwhoogte. De compacte installatie is dan ook fraai en hygiënisch onder wastafels weg te werken. Zelfs onaangename luchtjes behoren met de Ama-Drainer-Box Mini tot het verleden: een duurzaam en vochtbestendig actief-koolstoffilter met overloopbeveiliging zorgt ervoor dat het verzamelreservoir voortdurend effectief wordt belucht. En met de krachtige, onderhoudsvrije dompelpomp Ama-Drainer N 301 SE is een betrouwbaar, storingvrij bedrijf gegarandeerd. Een geïntegreerde terugslagklep voorkomt bovendien dat de persleiding na het uitschakelen van de installatie leegloopt. Ama-Drainer-Box Mini: klein van formaat – groot in prestaties. 120300
KSB Nederland B.V. - www.ksb.nl - infonl@ksb.com
8
TM0712_termors_2091.indd 8
TVVL Magazine | 07/08 | 2012 BINNENKLIMAAT
30-7-2012 11:16:14
VOOR KEES:
OP ZOEK NAAR HET IDEALE WERKKLIMAAT
VOOR JOU:
DE POWER JOB VOL NIEUWE UITDAGINGEN
VOOR FRANK:
LAAT EEN FRISSE WIND IN UW BEDRIJF WAAIEN
HRM@WORK is hét bureau voor de Elektro- en Installatietechniek. Waarom wij die echt passende kandidaat wél vinden? Door onze marktspecialisatie hebben wij een uitgebreid netwerk in de branche. En bieden we de beste online bereikbaarheid van de arbeidsmarkt in onze sector. Wij komen graag bij u langs om de mogelijkheden voor samenwerking te bespreken. Interesse? Bel 079-3631610 of ga naar WWW.HRMATWORK.NL
HRM-009-adv-210x297-TVVL-02.indd 1 TM0712_09.indd 9
08-05-12 08:44 28-6-2012 11:40:36
Invloed op afvoercapaciteit UV-systeem
Vervuiling bij de afvoertrechter Als onderdeel van het TVVL ST-beleidsplan wordt door de Expertgroep Sanitaire Technieken deelgenomen aan het jaarlijkse CIB-W062-symposium. CIB is de Franse afkorting voor International Council for Research and Innovation in Building and Construction. Het congres is opgezet om wereldwijd kennis uit te wisselen op het gebied van sanitaire installaties. In september 2011 organiseerde de universiteit van Aveiro in Portugal het symposium. Deelnemers uit verschillende landen presenteerden de resultaten van hun onderzoek. De Drainage Research Group van de Heriot Watt University in Edinburg in Schotland doet veel onderzoek naar de werking van hemelafvoerwatersystemen. Dit artikel gaat in op een onderzoek naar de invloed van ver-vuiling bij de afvoertrechter op de afvoercapaciteit van een UVsysteem. R.K. (Richard) Beattie, Drainage Research Group, The School of the Built Environment, Heriot Watt Universiteit, Schotland Vertaling en bewerking W.G. (Walter) van der Schee, Wolter & Dros en W.J.H. (Will) Scheffer, TVVL Expertgroep ST
De afkorting UV staat voor de Finse woorden Umpi Virtaus, dat gesloten stroming betekent. Het UV-systeem werkt als een drukleidingsysteem, waarbij gebruik wordt gemaakt van de beschikbare valhoogte tussen de speciale afvoertrechter en het einde van het systeem, waar het overgaat in het zogenaamde traditionele systeem (vrij verval). De toepassing van het UV-systeem voor het afvoeren van hemelwater is de afgelopen decennia toegenomen, aangezien het een efficiënt afvoersysteem is voor gebouwen met relatief grote dakoppervlakken. Het UV-systeem is in staat grote hoeveelheden hemelwater af te voeren op voorwaarde dat de instroom van de afvoertrechter overeenkomt met de ontwerp regenintensiteit. De Intergovernmental Panel on Climate Change voorspelt dat de omge-
10
TM0712_beattie_2096.indd 10
vingstemperatuur in Engeland globaal met 0,2 °C per decennium zal stijgen met meer extreme buien als gevolg. Het is daarom van groot belang dat alle afvoertrechters vol-doende water krijgen toegevoerd en dat de toevoer naar een trechter niet wordt belemmerd door bijvoorbeeld vervuiling of andere obstakels. Dit artikel beschrijft onderzoek in het veld, gevolgd door onderzoek met laboratoriumopstellingen, naar de invloed van vervuiling bij afvoertrechters op de af te voeren volumestroom. Het betreft hier een on-derdeel van een groter onderzoek aan de Heriot-Watt Universiteit, met de doelstellingen om de invloed van de klimaatverandering op de prestatie van UV-systemen te bepalen en een simulatieprogramma Roofnet voor UV-systemen te ontwikkelen.
KLIMAATVERANDERING Het klimaat verandert en de enige manier om deze verandering te begrijpen en gevolgen voor de lange termijn te voorspellen, is gebruik te maken van computermodellen. In 2008 publiceerde het Intergovernmental Panel on Climate Change het Fourth Assessment Report [1]. Het rapport UK Climate Projections (UKCP09), 2009 [2], opgesteld in opdracht van meerdere overheidsinstanties in Groot Brittannië, voorspelt eveneens op basis van computermodellen een klimaatverandering. De conclusies van deze studies zijn eensluidend: de temperatuur in de zomer stijgt gemiddeld met 3 à 4 oC in 2080 terwijl de gemiddelde regenval over geheel Groot Brittannië daalt met een percentage tussen 11% en 27%. Dit zijn evenwel gemiddelde
TVVL Magazine | 07/08 | 2012 SANITAIRTECHNIEK
31-7-2012 11:21:46
System 1: Camera’s 1 en 2
System 2: Camera’s 3 en 4
-Figuur 1- Dak van het Thomas Thompson House met de locatie van de camera’s
waarden. Er treedt een belangrijk verschil op tussen de seizoenen, waarbij de winters natter worden en de zomers droger [4]. Sinds 1980 is in Schotland de buitentemperatuur met ongeveer 0,8 °C gestegen [5]. Met de voorspellingen van lange droge perioden en zware extreme regenbuien bestaat er een kans op het falen van hemelwaterafvoersystemen. In de relatief lange droge perioden zal zich meer vuil, aangevoerd door de wind en vogels, op het dak bevinden en bij extreme neerslag verzamelen bij de afvoertrechter.
CAMERA’S OP DAKEN Het doel van dit onderdeel van de studie was de invloed te bepalen van het beperken van de doorlaat van de afvoertrechters ten gevolge van vervuiling en het gevolg voor de druk en stroming in het leidingsysteem bij verschillende volumestromen. De resultaten van dit onderzoek worden gebruikt om empirisch een verliescoëfficiënt te bepalen die kan worden gebruikt in een het rekenmodel Roofnet. Dit is een door de Heriot-Watt universiteit ontwikkeld simulatieprogramma voor UV-systemen. Het onderzoek begon met real time-opnamen van afvoertrechters op daken om de mate en het effect van vervuiling vast te stellen. Op de volgende twee locaties zijn camera’s geïnstalleerd; het Thomas Thompson House in Edinburgh en het Ibrox Stadium in Glas-gow. Op beide locatie werden de volgende gegevens geregistreerd: -filmbeelden van de afvoertrechters; -regenintensiteit; -windsnelheid en -sterkte; -temperatuur en relatieve vochtigheid; -waterdiepte in de goot; -druk in de afvoerpijp. Het Thomas Thompson House (zie figuur 1) gebouwd in 1994, bekend als het Schots Na-tionaal Archief is eigendom van de Schotse regering en wordt onderhouden door de Schotse regering. Het dak heeft een oppervlak van ongeveer 2.100 m2 met vijf onafhankelijke
TVVL Magazine | 07/08 | 2012 SANITAIRTECHNIEK
TM0712_beattie_2096.indd 11
-Figuur 2- Twee camera’s op een speciale constructie gepositioneerd bij een afvoertrechter
System 1:
System 2: 11 maart 2010: gereinigde afvoeren.
2 juli 2010
1 november 2010
20 februari 2011: Dag voor reinigen
-Figuur 3- Opnames van een vervuilde afvoertrechter
UV-systemen. Van twee UV-systemen zijn de trechters voorzien van meetapparatuur en camera’s; systeem 1 met twee afvoertrechters aangesloten op een afvoerleiding en systeem 2 met één afvoertrechter aangesloten op een afvoerleiding. Elke afvoertrechter is van
roestvaststaal met een inwendige diameter van 50 mm. De camera’s registreerden iedere twee minuten een beeld, gedurende 24 uur per dag. Alleen de dagopnames waren bruikbaar en werden geanalyseerd omdat het niet is toegestaan om op het dak kunstlicht te plaat-
11
31-7-2012 11:21:52
sen (zie figuur 2 op de vorige pagina). Vanaf maart 2010 zijn 15 maanden lang de beelden verzameld om een goed beeld te krijgen van de vervuiling tussen twee reinigingen in. De beelden werden als volgt geanalyseerd: - vaststellen van de hoeveelheid vuil tussen twee reinigingen van de goot; - invloed van het seizoen op het soort en de hoeveelheid afval; - invloed van het afval op de werking van het afvoersysteem; - opeenhoping van het afval tijdens droge perioden bij de afvoertrechter. Figuur 3, op de vorige pagina, toont een aantal opnamen van de trechters. Bij de trechters is duidelijk de opeenhoping van vuil te zien. Het vuil bestaat globaal uit stof, twijgen en veren. Na verloop van tijd ontstaat een blokkade van de instroom rond de bladvanger.
LABEXPERIMENTEN Vervolgens is in het laboratorium van de Heriot Watt universiteit een testopstelling gemaakt volgens de BS8490:2007 [6] om de afvoer van het hemelwater via de afvoertrechters te simuleren. Met de testopstelling kunnen onder laboratoriumomstandigheden extreme regenbuien worden nagebootst en kan de instroom van de afvoertrechter worden bestudeerd. Tevens kan men op een kunstmatige en gecontroleerde wijze vuil bij een trechter aanbrengen en de gevolgen voor de werking van een afvoertrechter en leiding bestuderen. Dit stelt de onderzoekers in staat om op empi-rische wijze een afvoerverliescoëfficiënt vast te stellen. Figuur 4 toont het principeschema van de testopstelling. Een gegalvaniseerde metalen goot met een lengte van 6 meter en een breedte van 0,6 meter. In het midden van de goot bevindt zich een afvoertrechter aangesloten op een 4 meter lange transparante kunststof buis met een diameter van 50 mm. Om de waterstroming tijdens een regenbui te simuleren stroomt water via een dakvlak in de goot. Vanuit een reservoir met een inhoud van 2,2 m3/h transporteert een pomp met een volumestroom van 9,0 l/s het water naar de testopstelling. Via twee uitlaten stoomt het water op het gesimuleerde dakoppervlak. Iedere uitlaat is voorzien van een volumestroommeter. In de afvoerleiding zijn twee drukopnemers gemonteerd; PT1 op tien maal de leidingdiameter stroomafwaarts vanaf de afvoertrechter en PT2 op tien maal de leidingdiameter vanaf PT1. Vier sensoren meten de waterdiepte in de goot; D1 en D2 op 150 mm van de afvoertrechter en D3 en D4 op 850 mm van de afvoertrechter. Alle opnemers
12
TM0712_beattie_2096.indd 12
-Figuur 4- Principeschema van de proefopstelling
160
165
80
88 18
65
Figuur -5- Schematische weergave van de afvoertrechters; links met ronde plaat en rechts met geperforeerde cilinder. Niet op schaal getekend.
zijn verbonden met een PC om de waarden te registreren. De afvoertrechters bestaan uit een bladvanger, een afscherming om luchtinstroming te verhinderen en een reservoir. De diameter en diepte van het reservoir, en daarmee de trechter, is afhankelijk van de vorm van de afscherming (een anti-vortex plaat) om luchtinstroming te verhinderen. Er zijn twee soorten afschermingen te onderscheiden. De afvoertrechter in figuur 5 links heeft als afscherming een ronde plaat; regenwater vloeit via de cirkelvormige opening tussen de ronde plaat en het reservoir. Figuur 5 rechts toont een afscherming in de vorm van een geperforeerde cilinder. Het tweede type trechter is dieper. Met beide type afvoertrechters zijn de volgende testen uitgevoerd: - negen verschillende hoeveelheden vuil geplaatst bij de bladvanger. Het vuil bestaat uit bladeren, twijgen en veren, variërend in massa van 130 g tot 220 g; - negen verschillende hoeveelheden vuil geplaatst op de afscherming. Samenstelling van het vuil als bij test 1; - veertien verschillende hoeveelheden kunststof ringen bij de bladvanger, elke hoeveelheid met een bepaalde doorlaat; - acht verschillende hoeveelheden kunststof
ringen op de afscherming, elke hoeveelheid met een bepaalde doorlaat. Voor de nauwkeurigheid is iedere test een aantal keren herhaald.
RESULTATEN In de figuren 6 t/m 11 is de druk gemeten bij meetpunt PT1 weergegeven. Test 1: Vuil op bladvanger Het afval rond de bladvanger was overeenkomstig de afbeeldingen van het Thomas Thompson House aangebracht. Bij de voor de test gebruikte volumestromen treden tussen de 130 g en 180 g vuil verwaarloosbare verschillen op in de druk bij meetpunt PT1 in de afvoerleiding, zie figuur 6. Vanaf 185 g treden voor alle volumestromen verschillen op in de druk. Vanaf 210 g worden de afwijkingen groter. Figuur 7 toont de meetresultaten voor een afvoertrechter met een geperforeerde cilinder. Er zijn geen significante drukverschillen waarneembaar bij de verschillende hoeveelheden vuil. Test 3: Kunstmatig vuil op bladvanger Figuur 8 toont de meetresultaten met kunststof ringen rond de bladvanger. Een beperking
TVVL Magazine | 07/08 | 2012 SANITAIRTECHNIEK
31-7-2012 11:21:56
van de doorlaat vanaf 85% beïnvloedt de druk in de afvoerpijp op PT1. Bij de geperforeerde cilinder treden drukvariaties op in de afvoerbuis beperking van de doorlaat vanaf 72%, zie figuur 9. Het ontwerp van de bladvanger bij de afvoertrechter met ronde plaat en geperforeerde cilinder zijn nagenoeg gelijk; het percentage vrije doorlaat is vergelijkbaar. De onderzoekers stellen dat het ontwerp van de anti-vortex plaat invloed heeft op de drukvariaties tijdens de testen. Test 4: Kunstmatig vuil op de ronde plaat Figuur 10 toont een samenvatting van de meetresultaten van de testen waarbij de vrije doorlaat van de ronde plaat wordt beperkt met kunststof ringen. De grafiek toont hoe de onderdruk toeneemt bij een volumestroom van meer dan 3,0 l/s als de doorlaat van de afvoertrechter wordt beperkt. Tijdens observaties in het laboratorium bleek dat lucht toetreedt bij een kleinere vrije doorlaat, terwijl bij lage volumestromen lucht altijd aanwezig is omdat de instromende volumestroom te klein is om de gehele afvoerbuis te vullen. In figuur 11 is voor de geperforeerde opzetring te zien dat een grotere beperking van de vrije doorlaat leidt tot grotere onderdrukken; echter bij een beperking van 93% treedt een onregelmatigheid op waarbij de druk bij PT1 oploopt tot de atmosferische druk.
-Figuur -6- Druk gemeten op meetpunt PT1. Trechter met ronde plaat. Verschillende hoeveelheden vuil rond de bladvanger.
mestroom tussen de 1 en 9 l/s daalt bij een blokkade van de intrede bij de afvoertrechter. Bij de grotere volumestromen ondergaat de onderdruk in de afvoerleiding bij de ronde plaat een wijziging vanaf een doorlaatbeperking van 85% (zie figuur 8) en bij de geperforeerde cilinder vanaf 72% (zie figuur 9). Beide soorten afvoertrechters tonen een vergelijkbare trend in de grafieken. De meetresultaten verkregen uit het onderzoek worden gebruikt om het simulatiemodel Roofnet verder te ontwikkelen. Roofnet stelt de onderzoekers in staat om de werking van UV-systemen en de gevolgen van verschillende soorten vervuiling rond trechters te simuleren. Onderzoeksresultaten in de toekomst kunnen leiden tot aanbevelingen tot het aanpassen van de rekenmethodiek in de ontwerpfase, extra aandacht voor noodoverlaten of aandacht voor regelmatig reinigen van de afvoertrechters.
-Figuur -7- Druk gemeten op meetpunt PT1. Trechter met geperforeerde cilinder. Verschillende hoeveelheden vuil rond de bladvanger.
-Figuur -8- Druk gemeten op meetpunt PT1. Trechter met inlaatplaat met verschillende percentages blokkade van de vrije doorlaat.
REFERENTIES CONCLUSIES Een afvoertrechter van een UV-systeem dient te voorkomen dat tijdens een regenbui met hoge intensiteit lucht in het leidingstelsel treedt. De onderzoekers stellen dat de karakteristieke werking van een afvoertrechter wel bekend was, maar niet hoe het systeem reageert op vuil rond de afvoertrechter. Dit onderzoek beschrijft een methode om vuil bij een hemelwaterafvoertrechter te registreren en visualiseren en om de invloed hiervan op het afvoersysteem te bepalen. De opnamen geven informatie over de samenstelling van het vuil dat zich verzamelt rond de afvoertrechter als regelmatig onderhoud achterwege blijft. Deze informatie is gebruikt om vuil in de laboratoriumexperimenten na te bootsen. De experimenten in het laboratorium bevestigen de theorie dat hoe groter de blokkade, des te groter de onderdruk in de afvoerbuis. De meetresultaten van beide typen afvoertrechters geven een goede correlatie tussen de massa vuil of blokkade en de toename van de onderdruk tijdens de laboratoriumexperimenten. De laboratoriumexperimenten tonen aan dat de druk in de afvoerleiding bij een volu-
TVVL Magazine | 07/08 | 2012 SANITAIRTECHNIEK
TM0712_beattie_2096.indd 13
1. Scheffer, W.J.H., Het ontwerpen van sanitaire installaties, Elsevier 1989 2. Grossi, G. and Bacchi, B. (2008), A tool to investigate potential climate change effects on the efficiency of urban drainage systems. Proceedings 11th International Conference on Urban Drainage: Edinburgh, Scotland 3. IPCC AR4, Intergovernmental Panel on Climate Change, (2007): Summary for policymakers, An assessment of the IPCC, released November 2007: Spain, Published by IPCC, 2008 4. Defra: Department for Environment Food and Rural Affairs. Web site http:// www.defra.gov.uk/environment/climate/ science/ accessed June 2011 5. Ukcip08, Jenkins, G.J, Perry, M.C. and Prior. M.K. (2007). The climate of the United Kingdom and recent trends. MET Office Hadley Centre, Exeter, UK 6. British Standard BS8490:2007 Guide to Siphonic Roof Drainage Systems. British Stan-dards Publishing Limited: UK
-Figuur -9- Druk gemeten op meetpunt PT1. Trechter met geperforeerde cilinder met verschillende percentages blokkade van de vrije doorlaat.
-Figuur -10- Druk gemeten op meetpunt PT1. Trechter met plaat met verschillende percentages blokkade van de vrije doorlaat.
-Figuur -11- Druk gemeten op meetpunt PT1. Trechter met geperforeerde opzetring met verschillende percentages blokkade van de vrije doorlaat.
13
31-7-2012 11:21:57
Energiebesparing met bevochtiging Directe en indirecte verdampingskoeling zijn uitstekende manieren om bij koeling energie te besparen. Dit geldt niet alleen voor industriële toepassingen maar ook voor toepassingen in bedrijfsgebouwen. Allereerst focussen op enthalpie en daarna op vocht, is het devies. Eén liter water heeft een koelcapaciteit van 690 Watt. Waarom maken we hiervan geen gebruik? Bert Leffers, Stulz Groep Vaak wordt er op bevochtiging bezuinigd omdat dit energie zou kosten. In Nederland worden de mogelijkheden om energie te besparen met bevochtiging nog steeds te weinig benut. Het is toch vreemd dat de beoordelingsmethode Breeam (nog wel) de voorkeur geeft aan stoombevochtigers boven adiabatische bevochtigers.
door adiabatisch bevochtigen weer op de juiste inblaasconditie gebracht worden. Op deze manier wordt een datacenter met een interne warmtelast van 4,9 MW gekoeld met slechts 36 kW elektrisch vermogen. Ter vergelijking: een koelmachine verbruikt dan 1,2 MW. Dit kan omdat 100 liter verneveld water circa 69 kW koelend vermogen heeft, terwijl het
wordt verneveld met 500 W. Energiebesparing is mogelijk als de buitencondities in gebied 5 of gebied 6 liggen (figuur 1). Uiteraard is het gewenste binnenklimaat bepalend voor de hoeveelheid energie die bespaard kan worden.
KLEINERE KOELMACHINES Door middel van een kruisstroomwisselaar is
ADIABATISCH Eén van de mogelijkheden om energie te besparen is om adiabatische bevochtiging toe te passen in de winter in plaats van elektrische stoombevochtigers. Als een warmte/koudeopslagsysteem (WKO) de verwarmingsbatterij voedt, is dit een zeer energievriendelijk systeem. Tevens kan men denken aan regenwater als voedingswater. Andere manieren om energie te besparen zijn: directe adiabatische koeling (DAK of DEC) en indirecte adiabatische koeling (IAK of IEC). Door middel van vrije koeling (VK) en directe adiabatische koeling is het mogelijk om in industriële omgevingen de koeling te verzorgen. Op deze manier worden er al datacentra gekoeld zonder dat er nog mechanische koeling aan te pas komt. Zie ook: http://www. youtube.com/watch?v=n7GRkRPAuT0.
-Figuur 1-
EENVOUDIG Het werkt in feite heel eenvoudig. Zodra de enthalpie van de ingeblazen lucht en de conditie van de afgezogen lucht bekend is, kunnen deze twee luchtstromen na menging
14
TM0712_leffers_2093.indd 14
TVVL Magazine | 07/08 | 2012 KOELTECHNIEK
28-6-2012 12:06:23
het ook in de zomer mogelijk om de warme lucht van buiten voor te koelen zonder de absolute vochtinhoud van de lucht te veranderen. Door daarnaast de temperatuur van de retourlucht met indirecte adiabatische koeling (IAK) verder te verlagen, is het mogelijk om de buitenlucht enkele graden extra voor te koelen zonder dat er iets gebeurd met de absolute vochtinhoud van de lucht. Gevolg hiervan is dat de koelmachines kleiner kunnen worden uitgevoerd. Bij een luchtbehandelingskast van 10.000 m3/h en een Δt van 10°C binnen-buiten, kan een chiller al 15 kW kleiner worden. Ook hier kan men gemakkelijk gebruik maken van regenwater in plaats van leidingwater.
Door adiabatische koeling van de retourvlucht wordt een groter gebied geschikt voor vrije koeling en directe verdampingskoeling.
-Figuur 2-
GENOEG MANIEREN Iedere gram water, verneveld in 1 m3 lucht, heeft een temperatuursdaling van 2,5°C tot gevolg. Als we 50 liter water per uur vernevelen geeft dat een koelend vermogen van 35 kW. Stel dat de kruisstroomwisselaar een rendement heeft van 50%, dan blijft daar nog 17 kW van over. En dat alles opgewekt met een opgenomen vermogen van slechts 250 Watt. Er zijn dus manieren genoeg om energie te besparen met bevochtiging. Maar die worden tot nu toe te weinig benut, althans in Nederland.
-Figuur 3-
Verhuur van tijdelijke klimaatoplossingen.
Chillers
Luchtbehandeling
Airconditioning & Warmtepompen
Recool is uw totaalleverancier in verhuur van klimaatoplossingen. Door middel van het brede leveringsprogramma kunnen wij u de oplossing bieden voor vrijwel ieder klimaatprobleem.
Koeling
Hierboven illustreren wij graag de diverse producten uit ons assortiment. Meer informatie over deze apparatuur kunt u eenvoudig opvragen via de QR-code hiernaast of door een bezoek aan onze website www.recool.nl. Bij ons kunt u terecht voor méér dan alleen de levering van uw apparatuur. Ook advisering en ondersteuning in alle fases van uw project vormt voor ons een belangrijk onderdeel van de totaaloplossing. Wij laten u graag zelf de toegevoegde waarde van dit concept ervaren en nodigen u uit om contact met ons op te nemen voor het bespreken van de mogelijkheden. ADVISERING I ONDERSTEUNING I TOTAALOPLOSSING
TM0712_leffers_2093.indd 15
1 = Mechanische koeling, eventueel ontvochtigen 2 = Gedeeltelijke VK en ontvochtigen 3 = Volledige VK en ontvochtigen 4 = Mechanische koeling en adiabatische koeling 5 = Gedeeltelijke VK en adiabatische koeling 6 = Volledige VK en adiabatische koeling 7 = Verwarmen, vrije en adiabatische koeling
Vochtbeheersing
Ventilatie
Scan de QR-code met uw smartphone of tablet voor meer informatie!
RECOOL Verhuur in KoelingAirconditioning
Anders denken in klimaatoplossingen
Recool BV I 078 - 691 10 00 I www.recool.nl
28-6-2012 12:06:25
Van regeltechniek naar procestechniek Uit onderzoek blijkt dat een groot aantal van de huidige klimaatbeheersingsinstallaties niet functioneert zoals bedoeld. Een belangrijke oorzaak is de gebrekkige automatische werking van deze installaties. Dit terwijl de moderne automatisering, die uitgevoerd wordt met behulp van digitaal gestuurde automatiseringstations, juist zoveel mogelijkheden biedt. Om de oorzaak van het disfunctioneren te begrijpen, is het belangrijk de ontwikkelingen van de automatisering van klimaatbeheersingsinstallatie toe te lichten. H.M.A. (Henk) Janssen Groesbeek, docent procesengineering
REGELINSTALLATIES In het verleden werd de automatische werking van een klimaatbeheersingsinstallatie verzorgd door regelinstallaties. Deze waren opgebouwd uit regelapparatuur (meetopnemers, servomotoren en regelafsluiters), schakelpanelen, (met daarin opgenomen de regelaars en schakelapparatuur zoals relais, motorbeschermschakelaars) en de benodigde bekabeling. Met behulp van de documentatie van de regelaars werd de regelstrategie voor de klimaatbeheersingsinstallatie vastgelegd. De besturing- en beveiligingstrategie werd vastgelegd met behulp van de stuurstroomschema’s voor de schakelpanelen. Aan de hand van deze schema’s kon de ‘de regeltechnicus’, aan de ontwerper van de klimaatbeheersingsinstallatie duidelijk maken hoe deze installatie automatisch aangestuurd zou worden. De met behulp van regelaars uit te voeren regelstrategie was eenvoudig en ook de mogelijkheden voor de besturingstrategie van de installaties waren erg beperkt, maar voor de toenmalige installaties voldoende. De komst van de computer heeft deze werkwijze drastisch veranderd. De huidige klimaatbeheersingsinstallaties worden steeds meer geautomatiseerd met behulp van digitaal gestuurde automatiseringstations en zijn hier-
16
TM0712_janssengroesbeek_2106.indd 16
door ook op afstand te beheren. Met behulp van deze automatiseringstations kunnen nu veel meer functies uitgevoerd worden. Dat is een groot voordeel in een tijd waar er steeds hogere eisen gesteld worden aan de werking van een klimaatbeheersingsinstallatie. Deze eisen gelden in het bijzonder voor het beperken van energiekosten met behoud van comfort en daarom is de beheerbaarheid een bepalende factor. Een klimaatbeheersingsinstallatie die voldoende vermogen heeft om bij vollast goed te functioneren, moet dit ook automatisch in deellast kunnen. Om dit gedrag in deellast op de juiste manier door automatiseringstations te kunnen laten beïnvloeden, moet het juiste programma ingevoerd zijn. Dit programma moet gebaseerd zijn op het gewenste gedrag in deellast. De informatie over de gewenste gedragingen van de processen moet door een deskundige beoordeeld en vastgelegd worden. In de praktijk wordt deze deskundigheid vaak aan de automatiseerder toe gedicht, maar is dat juist?
SPECIALISME De taken voor de automatiseerder zijn steeds verder uitgebreid en deze omvatten nu ook de automatisering van andere gebouwgebonden
installaties, zoals beveiliging, verlichting en elektrische energievoorziening. Mede door de snelle ontwikkelingen op het gebied van de automatiseringsapparatuur en de eisen die gesteld worden aan standaardisatie, zoals BACnet, LON en KNX, en de invloed van de ICT bij het beheer, is deze vorm van gebouwgebonden automatisering door zijn uitgebreidheid een specialisme geworden. Er mag dus niet verwacht worden dat een deskundige op dit gebied ook nog deskundig is op het gebied van processen binnen de klimaatbeheersing.
PROCESENGINEERING Voor het kunnen vastleggen van de beoogde functionaliteit van een klimaatbeheersingsinstallatie moet men inzicht hebben in het gedrag van processen die voorkomen bij het opwekken en opslaan van warmte en koude, bij luchtbehandeling, en bij het realiseren van comfort op ruimteniveau. Voor het distribueren van warmte en koude met behulp van water moet men kennis hebben van hydraulische schakelingen en de invloed hiervan op de regelbaarheid van de processen. Kortom het gaat hier om een deskundige die meer kennis heeft van de te regelen processen dan de vroegere regeltechnicus had. Deze deskundige, de procesengineer, heeft een opleiding gevolgd
TVVL Magazine | 07/08 | 2012 AUTOMATISERING
29-6-2012 11:56:43
als ontwerper van klimaatbeheersingsinstallatie. Daarnaast heeft hij de vaardigheid om voor het gewenste gedrag van de installatie de juiste regel-, besturing-, en beveiligingstrategie te bepalen en deze in een document vast te leggen. Op basis van dit document moet een automatiseerder de juiste installatie hiervoor kunnen ontwerpen en laten realiseren.
â&#x20AC;&#x201A; PROCES- OF REGELTECHNIEK Aan de hand van een Proces & Instrumentatieschema (P&I-schema) van een luchtbehandelingskast (figuur 1) wordt het onderscheid verklaard tussen procestechniek en regeltechniek. Met de luchtbehandelingskast moet lucht geregeld worden op een temperatuur van bijvoorbeeld 18Ë&#x161;C. Hiervoor zijn in de luchtbehandelingskast een warmtewiel, een verwarmer en een koeler opgenomen. De componenten en veldapparatuur van de luchtbehandelingskast zijn aangesloten op een automatiseringstation en met behulp van digitale in- en uitgangen moet de gewenste regeling, besturing en beveiliging gerealiseerd worden. Voor de regeltechniek is het belangrijk om te weten welke nauwkeurigheid vereist is en welke regelfunctie hiervoor toegepast kan worden. Met behulp van gegevens uit tabel 1 wordt tijdens de ontwerpfase vastgesteld welke invloed de factor tijd heeft op het te regelen proces en wordt een inschatting gemaakt van de moeilijkheidsgraad van het te regelen proces. Om de parameters van de regelkring te kunnen vaststellen moet de versterkingsfactor van de regelkring vastgesteld worden. In de praktijk gaat men hier vaak uit van standaard waarden. Maar om deze te kunnen bepalen moeten de eigenschappen van de verschillende componenten bekend zijn. In figuur 2 zijn de componenten verwarmer, koeler en toevoerventilator weergegeven. Ieder van deze componenten heeft een eigen invloed op de te regelen temperatuur. Bij de verwarmer en koeler zijn dat het vermogen, de toegepaste watertemperatuur en de gekozen hydraulische schakeling. Bij de koeler komt daar nog de mate van ontvochtiging bij. Ook heeft een toerentalwijziging van de ventilator invloed op het regelbereik. Voor het nauwkeurig kunnen bepalen van de invloeden is dus kennis nodig van het gedrag van de warmtewisselaar, de eigenschappen van regelafsluiters en hydraulische schakelingen. Dit is samen te vatten als proceskennis. Proceskennis is dus nodig om een stabiele regeling te kunnen ontwerpen en de terugregelbaarheid van het proces te bepalen. Proceskennis wordt nog belangrijker bij het
TVVL Magazine | 07/08 | 2012 AUTOMATISERING
TM0712_janssengroesbeek_2106.indd 17
-Figuur 1- P&I-schema van een luchtbehandelingskast voor het regelen van de toevoerluchttemperatuur
-Tabel 1- Inschatting van de invloed van de factor tijd op de moeilijkheidsgraad bij het regelen van verschillende processen
vastleggen van de gewenste functionaliteit van een energiecentrale. Hierbij gaat het om het afstemmen van de vraag naar warmte en koude en de opwekking ervan. De huidige energiecentrale wordt als gevolg van de vraag naar energiebesparende technieken uitgevoerd met warmtepompen, ketels, droge koelers, warmtewisselaars enz. Alleen met voldoende kennis van de verschillende componenten en hun gedragingen in deellast is een juiste afstemming tussen vraag en aanbod te realiseren. Echter, de energiecentrale moet zijn taak automatisch kunnen verrichten en dat is pas mogelijk als het automatiseringstation de componenten van de energiecentrale op de juiste manier en op het juiste moment
-Figuur 2- Detail van de luchtbehandelingskast van figuur 1
aanstuurt. Zoals al eerder is aangegeven wordt de functionaliteit van het automatiseringstation bepaald door de in het station vastgelegde programmatuur. Het probleem in de praktijk
17
29-6-2012 11:56:44
is dat tussen de ontwerper van de energiecentrale en de automatiseringsdeskundige de informatieoverdracht onvoldoende is. Daar waar de ontwerper van de energiecentrale zich meer en meer ontwikkeld als procesdeskundige, ontbreekt een belangrijke schakel, namelijk het document waarin de gewenste functionaliteit is vastgelegd. Met dit document kan de automatiseerder een vertaling maken voor de juiste programmatuur. Hierbij is het van groot belang dat de programmeur zijn programma’s op de juiste manier documenteert. Aan de hand van deze documentatie moet duidelijk worden hoe de gewenste werking met behulp van het programma is gerealiseerd.
TAAKVERDELING In de ISSO publicatie 69 is een taakverdeling vastgelegd tussen de ontwerper van de klimaatbeheersingsinstallatie en de ontwerper van de automatisering. In deze publicatie is aangegeven dat het vastleggen van de functionaliteit een deskundigheid is die binnen de discipline van het ontwerp van de klimaatbeheersingsinstallatie verwacht mag worden. Zoals in het begin van dit stuk is aangegeven, functioneren een groot aantal klimaatbeheersingsinstallaties niet naar behoren. Dat is te wijten aan een onjuiste aansturing van
-Figuur 3- P&I-schema van een energiecentrale gekoppeld aan een WKO
deze installaties door de automatisering en de oorzaak hiervan is onjuiste programmatuur in de automatiseringstations. Ook is aangegeven dat dit wordt veroorzaakt door het ontbreken van een duidelijk document waarin de gewenste functionaliteit van de installatie is vastgelegd. Dit komt door het ontbreken van deskundigheid, vaardigheid en niet te vergeten tijd om dit document te maken. Het is daarom belangrijk dat er een procesengineer komt die de vaardigheid heeft om in een beperkte hoeveelheid tijd dit document te maken. De procesengineer krijgt dan de verantwoording
voor het goed functioneren van de klimaatbeheersinsinstallatie. Hij moet als geen ander kennis en overzicht van de werking van het geheel hebben. Op basis hiervan legt hij de beoogde werking vast in een document zoals in ISSO 69 is aangegeven en stelt hij dit document ter beschikking aan de verantwoordelijke voor de automatisering van de installatie. Als op deze manier de taakverdeling tussen de twee disciplines wordt vastgelegd en er ook naar gehandeld wordt, zullen er minder klachten ontstaan over de werking van de klimaatbeheersingsinstallaties.
Waterkoelmachine lucht/water : Alleen koeling : 200-1000 kW Warmtepompunit : 200-500 kW
R410A multi scrollcompressoren
Zeer efficiënte micro-channel warmtewisselaar
Toerengeregelde ventilatoren
CLIMATIC™ 60 regeling
www.lennox-neosys.com Lennox Benelux - Watergoorweg 87 - 3861MA Nijkerk – Nederland - Tel: +31 (0)33 24 71 800 - Fax: +31 (0)33 24 71 888 - Email: info.nl@lennoxeurope.com
18
TM0712_janssengroesbeek_2106.indd 18
TVVL Magazine | 07/08 | 2012 AUTOMATISERING
29-6-2012 11:56:47
Integraal Inspecteur & advIseur vastgoed Inspelend op de wens uit het werkveld (waaronder Rijksgebouwendienst/RGD) om te komen tot een integrale aanpak van vastgoedmanagement zijn twee opleidingen ontwikkeld. Beide opleidingen zijn inmiddels meerdere keren succesvol van start gegaan. De opleidingen zijn ook incompany uitgevoerd bij o.a. RGD en Dienst Vastgoed Defensie. Uitgangspunt is de integratie van de diverse disciplines (BOEI: Brandveiligheid, Onderhoud, Energie, Installaties). We onderscheiden een uitvoerend inspecteur op mbo-niveau en een adviseur op hbo-niveau. Nieuw: de Competentietest BOEI Bent u van mening dat u al over de juiste kennis beschikt, omdat u al langer in het vakgebied werkzaam bent? De competentietest biedt de gelegenheid uw competenties ten aanzien van de BOEI-thema’s eenmalig en in korte tijd aan te tonen.
• Competentietest BOEI • Integraal Inspecteur Vastgoed • Integraal Adviseur Vastgoed
informeer 24 september 2012 24 september 2012
Voor beide opleidingen geldt dat door asset-owners (waaronder Rijksgebouwendienst) deze opleidingen verplicht zijn gesteld voor gunning van werkzaamheden. Afgestudeerden worden ingeschreven in het REOV-Register. Mogelijke vervolgopleidingen zijn b.v. post-hbo Onderhoud & Management en Onderhoudstechnologie. Meer weten? Kijk op www.cvnt.nl/iiv en www.cvnt.nl/iav voor alle informatie. Voor ons complete aanbod en maatwerkmogelijkheden kijkt u op www.cvnt.nl U kunt uiteraard rechtstreeks contact opnemen: (088) 481 8888, info@cvnt.nl
ER VALT NOG GENOEG TE LEREN
TM0712_19.indd FC_A4.indd 1 19
28-6-2012 15:39:25 19-04-12 09:19