Shaping The Future Nieuwe EU Ecodesign richtlijn
-20% De Europese Unie heeft ambitieuze doelen gesteld met betrekking tot klimaatbescherming. De CO2-uitstoot en het energieverbruik moeten tot het jaar 2020 met 20% verminderd worden. Vanaf 1 januari 2013 verandert het volgende voor warmtepomp systemen tot 12 kW koelvermogen: + seizoensgebonden aanduiding van de efficiëntie voor koeling en verwarming + hoge minimale efficiëntiewaarden en nieuwe efficiëntieklassen A+ tot A+++ + invoering van bovengrenzen voor het geluidsniveau
CO2-uitstoot
-20%
Energieverbruik
+20%
Duurzame energie
Klimaattechniek is een vertrouwd onderdeel van onze alledaagse praktijk geworden. De eisen aan efficiëntie van de producten neemt toe, dus ook de verantwoordelijkheid van de fabrikant. Mitsubishi Electric voldoet nu al, dankzij haar vernieuwende klimaattechniek, aan de verhoogde minimumeisen van de ecodesign-richtlijn die gelden vanaf 2017 en 2019. De nieuwe ErP-richtlijn is geldig vanaf 1 januari 2013.
JAARGANG 41 NR. 10 TVVL MAGAZINE OKTOBER 2012
my-ecodesign.nl
Oktober 2012 | Jaargang 41 | Nr 10
Wat is 100% noodstroom? Vraaggestuurd energiehuis Effectiviteit balansventilatie woningen
EYE Filminstitute, Amsterdam
Gratis ErP-training Graag brengen wij u volledig op de hoogte welke gevolgen de ErP-wetgeving voor u, voor ons en onze gezamenlijke toekomst heeft. Neem contact op met Alklima via 078-615 00 00 of kijk op www.alklima.nl voor meer informatie en schrijf u direct in voor de gratis training.
TM1012_omslag_buiten.indd 1
2-10-2012 14:00:48
Inhoudsopgave Redactieraad: Drs.ir. P.M.D. (Martijn) Kruijsse (voorzitter) Mw. dr. L.C.M. (Laure) Itard M. (Michiel) van Kaam 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)
TVVL MAGAZINE Oktober 2012 Wat is 100% noodstroom? Ir. R. (Renske) Kind en ir. J.H.A. (Jan) Feijes
4
Redactie: Drs.ir. P.M.D. (Martijn) Kruijsse (voorzitter) R. (Roel) Theunissen Mw. drs. C. (Carina) Mulder Ing. F.J. (Frank) Stouthart (eindredacteur)
Reductie van de fijn- en ultrafijnstof in een kinderdagverblijf
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
Revolutionaire rekenregels voor leidingwaterinstallaties
R. (Raphael) Broek en ir. P. (Piet) Jacobs
W. (Will) Scheffer en dr.ir. E.J. (Ilse) Pieterse-Quirijns
8
14
Effectiviteit balansventilatie in woningbouw
8
Ir. W.M.P. (Jeffry) van der Pluijm, ir. G. (Gert) Boxem, dr.ir. M.G.L.C. (Marcel) Loomans en prof.dr.ir. J.L.M. (Jan) Hensen 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
Phase Change Materials in betonvloeren – deel II Ir. J. (Jasper) Prins, ir. A.G. (Bram) Entrop, prof.dr.ir. A.G. (André) Dorée
Reductie fijn- en ultrafijnstof
20
Minder verspilling met het vraaggestuurde energiehuis R. (René) Kümmer
26
Riolering van bouwwerken en lozingen beter geregeld W. (Will) Scheffer, ir. R. (Rob) Hermans
28
Een Autarkische caravan Ir. A.H.H. (Harry) Schmitz
32
Levensloopbestendig installeren
Interview: Karel Mak
46
Dr.ir. Joost van Hoof Eur Ing 38
Actueel Uitgelicht Interview Projectbeschrijving regelgeving Internationaal summary voorbeschouwing Agenda
41 45 46 50 55 57 64 65 66
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.
50
Project: Het Nederlandse Filminstituut
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
TM1012_inhoud.indd 3
1-10-2012 12:19:12
Wat is 100% noodstroom? Een adequate energievoorziening is voor een ziekenhuis van levensbelang. Energie, en in het bijzonder elektrische energie, dient altijd beschikbaar te zijn. Om ook bij uitval van het openbare net in de elektriciteitsbehoefte te kunnen voorzien, wordt er een noodstroomvoorziening geïnstalleerd. Voorheen werd meestal als richtlijn gesteld dat deze voorziening een derde van het maximaal gevraagde vermogen moet kunnen leveren. Tegenwoordig wordt steeds vaker 100% noodstroom vereist. Maar wat betekent dat eigenlijk? Ir. R. (Renske) Kind, ir. J.H.A. ( Jan) Feijes, Deerns raadgevende ingenieurs bv
100% NOODSTROOM Het uitgangspunt dat ten grondslag ligt aan de eis van 100% noodstroom, is dat het ziekenhuis operationeel moet blijven bij uitval van de reguliere energievoorziening. De vermogensvraag van een ziekenhuis fluctueert echter aanzienlijk. Het is dan ook moeilijk eenduidig vast te stellen welk vermogen een ziekenhuis daadwerkelijk nodig heeft om goed te kunnen functioneren. Bij het ontwerpen van de noodstroomvoorziening staat de ontwerper voor de opgave een goede schatting te maken van het benodigde vermogen, zonder de opdrachtgever onnodig op kosten te jagen. Een 100%-noodstroomvoorziening kan eenvoudig worden gerealiseerd door te kiezen voor een ‘groot’ aggregaat, overeenkomstig het maximaal gevraagde vermogen. Dit resulteert echter in een forse investering. Een te ‘klein’ aggregaat is weliswaar goedkoop, maar kan het primaire proces in gevaar brengen. Voor een betrouwbaar en financieel gunstig ontwerp is het van belang een optimale balans te vinden tussen deze twee factoren. De vraag daarbij is: hoe groot moet het noodstroomvermogen minimaal zijn om het ziekenhuis in noodbedrijf operationeel te houden? Het benodigde noodstroomvermogen hangt onder
4
TM1012_kind_2095.indd 4
meer samen met de te voeden voorzieningen en de daaruit volgende vermogensvraag, de gewenste redundantie en de relevante groeiscenario’s. In dit artikel wordt ingegaan op het eerste aspect. Een methode wordt beschreven om meer inzicht te verkrijgen in de opbouw van de vermogensvraag van ziekenhuizen en daarmee voornoemde vraag te beantwoorden. De methode omvat een analyse van meetgegevens, geïllustreerd aan de hand van de karakteristieken van een representatief ziekenhuis. Vergelijkbare karakteristieken zijn gevonden bij andere ziekenhuizen en de beschreven inzichten zijn dan ook breed toepasbaar.
REFERENTIEZIEKENHUIS Het referentieziekenhuis is een middelgroot streekziekenhuis, dat al zijn elektrische energie van het openbare net betrekt. Daarnaast is er een noodstroomaggregaat dat het ziekenhuis in geval van een netspanningsonderbreking van elektriciteit voorziet. Het principe van de elektriciteitsvoorziening is schematisch weergegeven in figuur 1. Wanneer het openbare net uitvalt, worden alleen voorzieningen die zijn aangesloten op het preferente net gevoed. Voor een aantal (minder belangrijke) voorzieningen kan het aggregaat mogelijk niet voldoende energie -Figuur 1- Principeschema van de energievoorziening van het referentieziekenhuis. G en D zijn de generator en de dieselvoorraad die het ziekenhuis bij een netspanningsonderbreking van elektrische energie voorzien; K is een koppelschakelaar waarmee in noodbedrijf het nietpreferente net afgeschakeld kan worden.
TVVL Magazine | 10 | 2012 ENERGIEVOORZIENING
1-10-2012 12:33:21
leveren. Deze zijn aangesloten op het nietpreferente net en worden afgeschakeld door koppelschakelaar K open te sturen.
METINGEN Om een goed beeld te krijgen van de vermogensvraag, wordt gebruik gemaakt van gedetailleerde metingen. In dit geval zijn dat kwartiermetingen van het elektriciteitsverbruik over een volledig jaar, omgerekend tot (kwartiergemiddelde) vermogens. Alle genoemde vermogens zijn relatief ten opzichte van het in dat jaar maximaal gevraagde vermogen, dat is vastgesteld op 100%. De metingen geven direct informatie over de vermogensvraag op elk moment van de dag, de week en het jaar. Door de gegevens in een histogram weer te geven, zoals in figuur 2a, wordt zichtbaar gedurende hoeveel uur de verschillende vermogens in een jaar worden gevraagd. Wat opvalt in figuur 2a is de grote spreiding in de gevraagde vermogens. De grootste vermogens (helemaal rechts in de grafiek) komen slechts zelden voor; meestal is het gevraagde vermogen aanzienlijk kleiner. Er zijn duidelijk drie pieken te onderscheiden, die doen veronderstellen dat het ziekenhuis drie standaardtoestanden heeft waarin het opereert.
VERMOGENSVRAAG
-Figuur 2- (a) Verdeling van de door het referentieziekenhuis gevraagde vermogens gedurende een jaar tijd; de grafiek geeft voor elk vermogen aan hoeveel uur per jaar dit vermogen wordt gevraagd. (b) Overschrijdingsdiagram van de vermogensvraag, afgeleid van de verdeling; de overschrijding geeft het percentage van het jaar dat het gevraagde vermogen hoger is dan het vermogen waarvoor de overschrijding is gegeven.
-Figuur 3- De etmaalgemiddelde vermogensvraag en de etmaalgemiddelde buitentemperatuur gedurende een jaar tijd. Temperatuurdata van het KNMI [1].
TVVL Magazine | 10 | 2012 ENERGIEVOORZIENING
TM1012_kind_2095.indd 5
Om de verschillende standaardtoestanden te verklaren is allereerst gekeken naar de dagelijkse fluctuaties van de vermogensvraag. Er is een duidelijk verschil te zien tussen de vraag overdag en ’s nachts, alsmede tussen werkdagen en weekend. ’s Nachts ligt het gevraagde vermogen op een relatief laag en constant niveau. Op maandag tot en met vrijdag is rond 7:00 uur een sterke stijging te zien tot een tweede, hoger niveau. Gedurende de dag blijft de vermogensvraag meestal tamelijk constant, om vervolgens rond 18:00 uur weer geleidelijk te dalen tot het nachtelijk niveau. Op zaterdag en zondag is slechts een zeer lichte stijging te zien van het niveau overdag ten opzichte van het nachtelijk niveau. Op basis van de dagelijkse fluctuaties van de vermogensvraag is het tijdvak tussen 7:00 uur en 18:00 uur op maandag tot en met vrijdag gedefinieerd als ‘reguliere bedrijfstijden’. In figuur 2a is onderscheid gemaakt tussen de vermogensvraag binnen en buiten deze reguliere bedrijfstijden. Hiermee wordt duidelijk dat de eerste piek bijna volledig kan worden toegeschreven aan de vermogensvraag buiten de reguliere bedrijfstijden. Deze vraag kan worden geïnterpreteerd als een basisniveau, veroorzaakt door zaken als (nood)verlichting en luchtbehandeling, alsook medische faciliteiten die permanent in gebruik zijn. De tweede en derde piek geven voornamelijk de
5
1-10-2012 12:33:22
vraag binnen de reguliere bedrijfstijden weer, waarbij er naast de basisvraag een extra vermogensvraag is door geplande behandelingen en andere activiteiten.
VERMOGENSVRAAG EN TEMPERATUUR De volgende vraag die rijst is hoe het verschil tussen de tweede en derde piek, die beide binnen de reguliere bedrijfstijden vallen, kan worden verklaard. De vermogensvraag die overeenkomt met de tweede piek komt veel vaker voor dan de vraag die overeenkomt met de derde piek. Nader onderzoek laat zien dat de derde piek slechts aanwezig is in de maanden april tot en met oktober en dus seizoensgebonden is. Een vergelijking tussen het dagelijks gemiddeld gevraagde vermogen en de dagelijkse gemiddelde temperatuur gedurende hetzelfde jaar, zoals in figuur 3 op de vorige pagina, toont aan dat er een duidelijke relatie is tussen die twee. In de figuur is te zien dat de pieken in de vermogensvraag in de zomermaanden sterk overeenkomen met de pieken in de buitentemperatuur. Bovendien werd op de dag waarop de hoogste vermogens werden gevraagd, ook de hoogste temperatuur van het jaar bereikt. Een andere illustratie van de correlatie tussen de vermogensvraag en de buitentemperatuur is gegeven in figuur 4. Elk punt in deze figuur representeert een dag van het jaar en geeft zowel de etmaalgemiddelde temperatuur als de etmaalgemiddelde vermogensvraag op diezelfde dag. Hierin is te zien dat tot een gemiddelde buitentemperatuur van zo’n 16°C de gemiddelde vermogensvraag fluctueert tussen 43% en 63%. Deze fluctuaties zijn niet waarneembaar gerelateerd aan de buitentemperatuur. Bij een buitentemperatuur hoger dan ongeveer 16°C worden grotere vermogens gevraagd, die duidelijk toenemen met de temperatuur. Deze grotere vraag is te verklaren doordat bij buitentemperaturen hoger dan 16°C aanvullende koeling wordt ingeschakeld om de binnentemperatuur te beheersen. De derde piek van figuur 2a reflecteert dus een situatie waarbij naast de basislast –waaronder de basiskoeling die het gehele jaar nodig is – en de geplande behandelingen, een aanzienlijk vermogen wordt gevraagd voor aanvullende ruimtekoeling.
DRIE TOESTANDEN Uit de analyse van de vermogensvraag blijkt dat de drie waargenomen standaardtoestanden overeenkomen met de volgende situaties: -nacht/weekend (buiten de reguliere bedrijfstijden): kleine vermogensvraag (eerste piek); -doordeweekse dag, binnen de reguliere bedrijfstijden: gemiddelde vermogensvraag
6
TM1012_kind_2095.indd 6
-Figuur 4- Correlatie tussen de etmaalgemiddelde vermogensvraag en de etmaalgemiddelde buitentemperatuur. Temperatuurdata van het KNMI [1].
-Figuur 5- Overschrijdingsdiagram van de temperatuur in 2009, gebaseerd op uurmetingen van het KNMI [1]. De overschrijding geeft het percentage van het jaar dat de buitentemperatuur hoger is dan de temperatuur waarvoor de overschrijding is gegeven.
(tweede piek); -warme doordeweekse dag, binnen de reguliere bedrijfstijden: grote vermogensvraag (derde piek). De eerste twee toestanden representeren het ziekenhuis in normaal bedrijf bij gangbare weersomstandigheden. In de derde toestand is er een grotere vermogensvraag, die wordt veroorzaakt door aanvullende ruimtekoeling. Deze aanvullende koeling wordt ingeschakeld wanneer de buitentemperatuur hoger is dan ongeveer 16 °C. De benodigde koeling en daarmee de vermogensvraag van de koelin-
stallatie loopt op met de buitentemperatuur. Temperaturen ver boven de 16°C komen in Nederland echter maar een klein deel van de tijd voor. Zoals in het overschrijdingsdiagram in figuur 5 is te zien, was de temperatuur in het referentiejaar 2009 slechts 21% van de tijd hoger dan 16°C. Temperaturen hoger dan 20°C kwamen slechts 8% van de tijd voor, en hoger dan 25°C nog maar 2%. Gezien het feit dat 2009 een relatief warm en zonnig jaar was [1], zal dit percentage in andere jaren gemiddeld lager zijn. Aanvullende koeling zal dan ook maar een klein deel van het jaar nodig zijn. Het
TVVL Magazine | 10 | 2012 ENERGIEVOORZIENING
1-10-2012 12:33:23
deel van het jaar dat de koelinstallatie op vol vermogen draait is nog veel kleiner.
MINIMAAL BENODIGD Als het ziekenhuis zich in toestand 1 of 2 bevindt, zoals meestal het geval is, is een vermogen dat ligt tussen de tweede en de derde piek in het histogram van de gevraagde vermogens (figuur 2a), voldoende om aan de volledige vraag te voldoen. Dit is dan ook het noodstroomvermogen dat minimaal geïnstalleerd zou moeten worden om in noodbedrijf operationeel te kunnen blijven. Wanneer de stroom uitvalt op een warme dag, is een vermogen dat lager ligt dan de derde piek niet toereikend. De kans op het gelijktijdig optreden van uitzonderlijk hoge buitentemperaturen én een netspanningsonderbreking is echter erg klein. Mocht deze situatie zich toch voordoen, dan zal de koelinstallatie gedeeltelijk uitgeschakeld moeten worden (koeling van bijvoorbeeld communicatieruimten en het OK-complex behoort tot het primaire proces en zal niet uitgeschakeld worden). Dit heeft nadelige gevolgen voor het thermisch comfort in het ziekenhuis. Daar staat tegenover dat de opwarming van een gebouw altijd met een zekere vertraging plaatsvindt, waardoor de gevolgen bij een korte stroomstoring beperkt blijven. Bovendien hoeft het primaire proces niet onderbroken te worden. Men kan zich daarom afvragen of het de extra investering waard is om de noodstroomvoorziening op deze uitzonderlijke situatie te dimensioneren. Een noodstroomvermogen dat ligt tussen de tweede en de derde piek, komt voor het referentieziekenhuis neer op een vermogen dat ongeveer 80% bedraagt van het maximaal gevraagde vermogen. Dit vermogen zal in veruit de meeste gevallen afdoende zijn om te voldoen aan de voorwaarde dat het ziekenhuis ook in geval van een netspanningsonderbreking operationeel is. Zoals te zien is in het overschrijdingsdiagram van de vermogensvraag in figuur 2b, wordt dit vermogen slechts 2,8% van de tijd overschreden.
noodstroomvermogen dat gelijk is aan circa 80% van het maximaal gevraagde elektrische vermogen gedurende circa 97,2% van het jaar voldoende om het gehele ziekenhuis te voeden. Slechts in het uitzonderlijke geval dat er een netspanningsonderbreking optreedt op een bijzonder warme dag, zou het vermogen ontoereikend zijn om het gewenste comfort te kunnen handhaven. Hoewel dit na enige tijd zou kunnen leiden tot hogere binnentemperaturen, heeft het geen directe gevolgen voor het primaire proces. Hieruit kan worden geconcludeerd dat het goed mogelijk is te kiezen voor een aggregaat met een vermogen dat kleiner is dan het maximaal gevraagde vermogen en tegelijkertijd het primaire proces van het
ziekenhuis te waarborgen. De beschreven analyse geeft een verhelderend beeld ten aanzien van de afwegingen die gemaakt moeten worden bij het vaststellen van het te installeren noodstroomvermogen. Met deze methode kunnen, samen met de klant, beter gefundeerde en meer kosteneffectieve keuzes worden gemaakt m.b.t het ontwerp van de noodstroomvoorziening.
REFERENTIES 1. Koninklijk Nederlands Meteorologisch Instituut (KNMI). Klimatologie, Informatie over het Weer in het Verleden. http://www. knmi.nl/klimatologie/, geraadpleegd op 05-12-2011
methodiek duurzame energievoorziening Ook voor andere lokale energievoorzieningen, zoals opwekkers van duurzame energie, is het relevant om inzicht te hebben in de opbouw van de vermogensvraag. Als gevolg van de grote energievraag in ziekenhuizen en de ontwikkelingen in de energiemarkt, alsmede de toenemende concurrentie in de zorgsector, zal duurzame energie een steeds grotere rol gaan spelen in ziekenhuizen. Voor het ontwerpen van deze voorzieningen is het belangrijk onderscheid te maken tussen het constante vermogen en het variabele vermogen. Dit om een optimale afstemming van verschillende bronnen te realiseren, aangezien sommige bronnen meer geschikt zijn voor een variabel gebruik dan andere. Daarnaast fluctueert het aanbod van sommige duurzame bronnen, waaronder zonne-energie, met de seizoenen. Zoals is gebleken hangt ook de energiebehoefte van ziekenhuizen sterk samen met de seizoenen. Bij de toepassing van bijvoorbeeld zonnepanelen is het relevant te weten dat de periode waarin de vraag het grootst is, samenvalt met de periode waarin de opbrengst maximaal is. Door slim met dergelijke informatie om te gaan kan een efficiënte energievoorziening worden gerealiseerd, mogelijk resulterend in een aanzienlijke kostenbesparing. De in dit artikel beschreven methode kan hier een belangrijke bijdrage aan leveren.
CONCLUSIE De vermogensvraag van een ziekenhuis fluctueert aanzienlijk en hangt sterk samen met het tijdstip van de dag en de weersomstandigheden. Als gevolg hiervan zijn er drie standaardtoestanden te onderscheiden: (1) nacht-/ weekendbedrijf, (2) dagbedrijf en (3) warmedagbedrijf. De vermogensvraag is het grootst tijdens het warmedagbedrijf. Dit kan verklaard worden door de aanvullende ruimtekoeling die op een warme dag nodig is. Het warmedagbedrijf en de bijbehorende hoge vermogensvraag komen echter maar een beperkt deel van het jaar voor. Voor het referentieziekenhuis is een
TVVL Magazine | 10 | 2012 ENERGIEVOORZIENING
TM1012_kind_2095.indd 7
7
1-10-2012 12:33:26
Reductie van de fijn- en ultrafijnstof in een kinderdagverblijf Voldoende frisse lucht in gebouwen is belangrijk. Professionals in de gezondheidszorg adviseren ventilatie om bijvoorbeeld luchtwegklachten te verminderen. Tevens is aangetoond dat productiviteit en welbevinden bevorderd worden naarmate er voldoende frisse lucht aanwezig is. Maar zomaar buitenlucht direct naar binnen blazen om te ventileren kan in veel gevallen ook negatieve gevolgen hebben, aangezien met de ventilatielucht ook fijnstof naar binnenkomt. In de VS is aangetoond dat in gebouwen waarin minder geventileerd werd, mensen minder blootgesteld werden aan fijnstof. Bij deze mensen traden ook minder COPD, hartklachten en longontsteking op [1]. Met name het ultrafijnstof (< 0,1 micrometer) is schadelijk. In stedelijke omgeving is dit vooral afkomstig van (diesel) verkeer. R. (Raphael) Broek, VirusFreeAir B.V.; ir. P. (Piet) Jacobs, TNO, afdeling Energy & Comfort Systems; dr.ir. V. (Vincent) Vons, VirusFreeAir B.V.
-Figuur 1- Depositie van deeltjes van verschillende grootten in de longen [15]
8
TM1012_broek_2113.indd 8
Al langere tijd is bekend dat hoge concentraties fijnstof schadelijk zijn voor de gezondheid. Epidemiologische studies [2-5] geven inzicht in verbanden tussen blootstelling aan fijnstof en effecten op korte en langere termijn. Ook komen uit studies aanwijzingen naar voren dat met name deeltjes die afkomstig zijn van verbrandingsprocessen, zoals van wegverkeer, serieus schadelijk voor de gezondheid zijn [6-9]. Recentelijk heeft de World Health Organisation (WHO) dieseluitlaatgassen zelfs als een Group 1 carcinogeen geclassificeerd, hetgeen betekent dat er voldoende bewijs is dat deze stoffen kanker veroorzaken [10]. Grof gesproken zijn deeltjes groter dan 2,5 micrometer (dus PM10-PM2,5) veelal afkomstig van mechanische processen, zoals slijtage, grondbewerking, constructiewerkzaamheden, stof uit de Saharawoestijn of van zee
TVVL Magazine | 10 | 2012 ONDERZOEK
1-10-2012 12:34:41
-Figuur 2- Prestaties van het filter in het TNO- laboratorium. Links: drukval over filter en door fan gebruikte energie vs. het debiet. Rechts: Totale deeltjesconcentratie (0.25 µm tot 34 µm) versus tijd tijdens de meting.
(zeezout aerosol). Beneden de 2,5 micrometer (dus PM2,5) zijn de deeltjes voornamelijk afkomstig van verbrandingsprocessen, zowel direct (elementair koolstof, roet) als indirect, door reactie en condensatie van gasvormige componenten die bij verbrandingsprocessen vrijkomen, zoals SO2, NOx en vluchtige koolwaterstoffen [11,12]. Met name ultrafijnstof (<0.1 micrometer) is voor het overgrote deel van verbrandingsprocessen afkomstig [13,14]. Juist deze qua samenstelling meest schadelijke stof komt het diepst in de longen terecht, zoals weergegeven in figuur 1 [15]. Fijnstof is echter geen reden om niet te ventileren, zeker gezien de eerder genoemde voordelen van goede ventilatie. Fijnstof is echter wel een reden om inlaatlucht niet zomaar naar binnen te leiden, maar eerst te zuiveren. In de praktijk worden al filters toegepast in ventilatiesystemen; in kantoren zijn dit meestal F7-klasse filters of beter. De Vereniging Leveranciers Luchttechnische Apparaten (VLA) heeft hiervoor onlangs richtlijnen opgesteld [16]. In scholen, kinderdagverblijven of woningen wordt filtratie niet of nauwelijks toegepast. Het verwijderen van ultrafijnstof uit ventilatielucht brengt een aantal problemen met zich mee. Naarmate de deeltjes kleiner worden, zijn er dichtere filters nodig om de deeltjes af te kunnen vangen. Hierbij geldt dat des te dichter het filter des te meer drukverlies er optreedt, wat resulteert in meer energiegebruik of lagere capaciteit en geluidshinder. Geluidhinder blijkt met name bij decentrale toepassing, zoals in bijvoorbeeld bestaande scholen of kinderdagverblijven, een probleem. In essentie wordt
TVVL Magazine | 10 | 2012 ONDERZOEK
TM1012_broek_2113.indd 9
men dus gedwongen om te kiezen tussen geluid en hogere kosten (filtervervanging en energiegebruik) en de gezondheid (infiltratie van fijnstof). Hiermee wordt bedoeld dat er vrijwel geen opties zijn om kostenefficiënt (energie/onderhoud) een significant deel van de fijnstofdeeltjes uit ventilatielucht te verwijderen. Dit geldt voornamelijk voor de schadelijke ultrafijnstofdeeltjes (<0,1 micrometer).
LAGE DRUK FIJNSTOFFILTER Om te onderzoeken in welke mate het in de praktijk van een kinderdagverblijf mogelijk is om de luchtkwaliteit te verbeteren, is in het kader van het TNO Technologiecluster ‘Frisse kinderdagverblijven’ een innovatief lage druk fijnstoffilter (VFA Aspra XS) in een kinderdagverblijf in Delft beproefd [17]. Deze luchtreiniger verbetert door middel van ionisatie het rendement van een zeer open electret filter. Door middel van hoogspanning worden in een buis ionen genereerd, die zich aan stofdeeltjes hechten. De lucht passeert vervolgens een speciaal zeer open filter, waarin de deeltjes door de aangebrachte lading sneller neerslaan. Doordat het filter zeer open is, resulteert het in een zeer lage drukval, wat er voor zorgt dat stille, zuinige ventilatoren gebruikt kunnen worden. Dit is niet alleen gunstig voor het energiegebruik, maar maakt het ook mogelijk om een decentrale luchttoevoer te realiseren, wat vaak in bestaande situaties een voordeel is. De drukval van het fijnstoffilter bedraagt 30 Pa. Dit is ten opzichte van F9 filters (200-450 Pa) en HEPA (500+ Pa) zeer laag. De combinatie Aspra luchtreiniger-ventilator is eerst in het TNO laboratorium getest. De drukval over de luchtreiniger vs. het debiet is
gemeten met een Acin flowfinder en een standaard drukmeter. Tevens is het energiegebruik van de ventilator bij verschillende snelheden gemeten. De resultaten hiervan zijn weergegeven in figuur 2. De drukval over de luchtreiniger is klein te noemen, alsook het energiegebruik van de ventilator. Ten slotte is indicatief de deeltjesreductie bepaald door een Grimm 1.109 Aerosol Spectrometer direct in de uitlaat van het filter te plaatsen. Deze meet deeltjes met een grootte van 0.25 µm tot 34 µm door middel van scattering van licht. Het luchtdebiet door de zuiveraar bedroeg ongeveer 50 dm3/s. In figuur 2 is het verloop van de deeltjesconcentratie weergegeven als functie van de tijd gedurende deze meting. Aanvankelijk (tot 8 minuten) staat zowel de fan als de ionisatie uit. Hierdoor is het mogelijk de achtergrondconcentratie in het laboratorium te bepalen (~24.000 deeltjes/liter). Als de fan en ionisatie kort achter elkaar aangaan, daalt de deeltjesconcentratie drastisch (met 96 % tot 900). Als vervolgens de ionisatie uitgedaan wordt maar de ventilator aanblijft, stijgt de concentratie weer flink, alhoewel niet tot de oude waarde (19.000 i.p.v. 24.000, ofwel 19 % reductie). Een klein gedeelte van de deeltjes wordt dus nog door het zeer open filter gevangen, maar het mag duidelijk zijn dat de ionisatie noodzakelijk is om een echt hoge filterefficiëntie te verkrijgen.
REINIGING OP LUCHTTOEVOER Luchtreiniging kan in principe op twee manieren worden toegepast: reiniging van de
9
1-10-2012 12:34:42
-Figuur 3- Schematische weergave van de luchtstromen in het kinderdagverblijf. In totaal komt de lucht van tien slaapkamerventilatoren samen in de centrale hal.
-Figuur 4- Plaatsing van ventilator en filter. Het witte deel is de Aspra luchtreiniger; het filter (met dezelfde diameter als de buis, en een lengte van ~4 cm) wordt in het einde van de buis ingeschoven
toevoerlucht of reiniging op basis van recirculatie van de binnenlucht. Kinderdagverblijven, maar ook scholen worden gekenmerkt door een hoge personenbezetting. Hierdoor zijn relatief hoge ventilatievouden noodzakelijk, hetgeen een nog veel hoger recirculatiedebiet vereist om de lucht binnen voldoende schoon te kunnen houden. Daarnaast zijn interne bronnen van (ultra)fijnstof, ten gevolge van verbrandingsprocessen zoals koken, gering. Om deze reden lag het voor de hand om luchtreiniging op de luchttoevoer toe te passen. Later in het onderzoek is ter aanvulling van het luchttoevoerfilter ook een fijnstoffilter voor recirculatielucht toegepast in de speelkamer. Het kinderdagverblijf is uitgerust met een ventilatiesysteem waarbij in de slaapkamers verse lucht van buiten ingeblazen wordt door een ventilator in de gevel. Deze lucht stroomt vervolgens van de slaapkamers over naar de speelkamers via een geluidwerend rooster.
10
TM1012_broek_2113.indd 10
Vandaar stroomt het vervolgens naar de centrale hal van het verblijf, waar de lucht van alle slaapkamers samenkomt en centraal naar buiten afgevoerd wordt door één grotere ventilator. Dit is schematisch weergegeven in figuur 3. De verschillende ventilatoren worden d.m.v. een centraal regelsysteem aangestuurd. De uitvoering en werking van het ventilatiesysteem is in meer detail beschreven in [18]. De combinatie ventilator-luchtreiniger is aan de binnenkant van de gevel geplaatst, ter vervanging van één van de bestaande gevelventilatoren. Figuur 4 is een foto genomen tijdens de installatie van de combinatie ventilatorluchtreiniger, boven het systeemplafond. Op dezelfde gevel bevindt zich ook de aanzuig van de ventilator van een andere slaapkamer waar geen luchtreiniger geplaatst wordt. Omdat de gevelventilatoren van beide op dezelfde gevel geplaatst zijn, is de invloed van wind en verkeer
op de deeltjesconcentratie in beide groepen zoveel mogelijk hetzelfde. Via het centrale regelsysteem zijn beide ventilatoren met behulp van een Acin Flowfinder zo afgesteld dat er overdag 35 dm3/s (126 m3/h) ingeblazen wordt. Het ventilatievoud in de speel- en slaapkamer bedraagt hiermee respectievelijk 1,3 en 5 ACH. Alle boven de ramen aanwezige ventilatiesleuven werden gesloten. Van 18 uur ’s avonds tot 7 uur ’s ochtends staat de ventilatie uit. De ionisatie van de luchtreiniger is door middel van een tijdklok zo afgesteld dat deze gelijk met de ventilator aangaat. Het energiegebruik van het elektrostatisch filter bedroeg 5 W, dat van de ventilator 8 W, tezamen dus 13 W. Op vrijdag 11 november 2011, een week na de installatie van het filter, zijn in de twee slaapkamers metingen verricht aan de concentratie ultrafijnstof (deeltjesgrootte <0.1 micrometer). Hiervoor zijn twee TSI 3007 condensation particle counters (CPCs) en twee Aerasense Nanotracers ingezet. Vervolgens is gedurende twee weken het effect van het filter op de concentraties grovere fijnstof (PM20-PM1) gemeten met zgn. Osiris meters. Deze meters meten veel grotere deeltjes (0.5-20 micrometer) via licht verstrooiing. De meters zijn op verschillende locaties in het kinderdagverblijf geplaatst, om gedurende twee weken elke vijf minuten de concentraties (via GPRS) door te geven. Gedurende de metingen zijn de normale activiteiten in het kinderdagverblijf doorgegaan; de randvoorwaarden zoals het aantal aanwezige personen, eventueel openstaande ramen en deuren en andere bijzonderheden, zijn door het personeel van het kinderdagverblijf in een logboek bijgehouden.
RESULTATEN Figuur 5 geeft de ultrafijnstofconcentratie buiten, in de slaapkamer zonder, en in de slaap-
TVVL Magazine | 10 | 2012 ONDERZOEK
1-10-2012 12:34:45
-Figuur 5- Ultrafijnstof buiten (grijze lijn), in een slaapkamer zonder luchtzuivering (rood) en in een kamer met luchtzuivering (blauw). Vanaf ~16:30 uur zijn de meters allemaal op de slaapkamer zonder zuivering geplaatst. Daar geven alle meters zeer vergelijkbare resultaten, hetgeen aangeeft dat de meters onderling goed te vergelijken zijn.
kamer met fijnstoffilter. Wat direct in deze figuur opvalt zijn de zeer hoge maar kortdurende pieken buiten. Deze komen waarschijnlijk door passerende voertuigen op de weg voor het kinderdagverblijf. Binnen in de slaapkamer zonder fijnstoffilter komen de buiten gemeten pieken al snel terug. Een momentane piek buiten leidt tot een in absolute zin minder hoge, maar wel veel langer durende piek binnen. De blootstelling aan ultrafijnstof in de kamer zonder fijnstoffilter is hierdoor van dezelfde ordegrootte als de blootstelling buiten. Waarschijnlijk worden schadelijke deeltjes buiten snel weggeblazen, terwijl ze binnen langer blijven hangen. De installatie van het fijnstoffilter op de luchtverversingsinlaat resulteerde in een verlaging van de concentratie ultrafijnstof in de ruimte direct achter de ventilatieopening van 85% ten opzichte van de concentratie buiten en 80% ten opzichte van de controlekamer. Dit verlaagt de blootstelling aan ultrafijnstof significant. Gedurende de lange-termijnmeting werd voor de PM1 en PM2,5 deeltjes ten opzichte van de buitenlucht een reductie van 77% verkregen, in vergelijking met de referentiekamer een reductie van 66% resp. 68%. Van het grovere stof (PM20-PM2,5) dat van buiten naar binnen getransporteerd kan worden werd 90% afgevangen, oftewel een reductie van 87% ten opzichte van de controlekamer. In
TVVL Magazine | 10 | 2012 ONDERZOEK
TM1012_broek_2113.indd 11
Reductie [%]
< 0.1 micrometer
PM1
PM2,5 – PM1
t.o.v. buiten
85
77
77
t.o.v. referentie kamer
80
66
68
-Tabel 1-
tegenstelling tot alle andere meetwaarden is dit gemeten zonder dat de kinderen aanwezig waren. Als de kinderen aanwezig zijn is de concentratie grofstof binnen vele malen hoger dan buiten. De zeer actieve kinderen produceren veel stof (bijvoorbeeld huidschilfers en textielvezels in/op beddengoed) en wervelen dit gedurende activiteiten weer op. Zoals in de inleiding al gemeld is stof groter dan 2,5 micrometer in mindere mate afkomstig van verbrandingsprocessen en dringt het minder diep in de longen door, gezondheidsschade is hierdoor bij deze grote deeltjes veel minder. Wel kunnen dergelijke deeltjes leiden tot allergieën en/of ziekten overbrengen. Plaatsing van een recirculerende stand alone eenheid in het kinderdagverblijf kan het binnen geproduceerde grove stof wel verlagen: door een tijdelijk geplaatste stand alone luchtreiniger werd een reductie van circa 32 % behaald. Dit kan nog verbeterd worden door een betere en meer permanente opstelling van deze zuiveraar. Ten slotte is (onbedoeld) ook het effect van het openen van een buitendeur op de binnenluchtkwaliteit gebleken. Gedurende
het onderzoek heeft namelijk op één dag gedurende enkele uren de buitendeur in de speelkamer open gestaan. De concentratie PM2,5 in de speelkamer, die eerst slechts 23% van de buitenconcentratie bedroeg, nam hierdoor toe tot 80% van de buitenconcentratie. Het openen van een deur of raam leidt dus niet altijd tot frisse lucht binnen, in ieder geval wat fijnstof betreft. De 68% reductie in PM2,5 in onderhavige studie is beduidend hoger dan de 11% tot 30% die de GGD Amsterdam in een eerdere studie, waarbij ventilatiesystemen werden getest met F7 tot F9 filters [19], heeft gevonden. Hierbij moet wel gezegd worden dat in dat onderzoek niet alleen de filterefficiëntie, maar mogelijk ook infiltratie van vervuilde lucht via andere routes dan het ventilatiesysteem een rol kan spelen. Over de efficiëntie van F-klasse filters bij ultrafijnstof is weinig bekend. Wel kwam naar voren uit hetzelfde onderzoek door de GGD Amsterdam [19] dat het F9 filter een efficiëntie ten opzichte van de controlesituatie van ~50% behaalt voor ultrafijnstof. Met 80 % reductie t.o.v. de controlekamer presteert het VFA Aspra XS systeem in een praktijksituatie
11
1-10-2012 12:34:47
dus significant beter dan een ventilatiesysteem met F9 filter, en dit bij een drukval van 30 Pa in plaats van 100-450 Pa.
CONCLUSIE Deze praktijkproef laat zien dat goede afvangstpercentages mogelijk zijn voor fijn- en ultrafijnstof bij een relatief lage drukval. Dit is niet alleen gunstig voor het energiegebruik, maar maakt het ook mogelijk om decentrale luchttoevoer te realiseren, wat vooral in renovatiesituaties een voordeel kan zijn. De mogelijkheid om de luchttoevoer te vergroten zonder grote aanpassingen aan- of totale vervanging van een ventilatiesysteem kan in veel bestaande situaties gewenst zijn in verband met aan de ene kant strengere normen voor binnenmilieu en aan de andere kant beperkte budgetten voor huisvesting. Het project is uitgevoerd in het kader van het technologiecluster ‘Frisse Kinderdagverblijven’ van TNO. Virus Free Air BV heeft tijdens het project het filtersysteem (Aspra XS) ter beschikking gesteld.
LITERATUUR 1. N.A.H. Janssen, J. Schwartz, A. Zanobetti, H.H. Suh. Air Conditioning and SourceSpecific Particles as Modifiers of the Effect of PM10 on Hospital Admissions for Heart and Lung Disease. Environm. Health Perspect. 110 (2002) p. 43 2. D.W. Dockery, C.A. Pope III, X. Xu, J.D. Spengler, J.H. Ware, M.E. Fay, B.G. Ferris Jr, F.E. Speizer. An association between air pollution and mortality in six U.S. cities. N. Engl. J. Med. 329 (1993) p. 1753–1759. 3. C.A. Pope III, M.J. Thun, M.M. Namboodiri, D.W.Dockery, J.S. Evans, F.E. Speizer, J.C.W. Heath. Particulate Air Pollution as a Predictor of Mortality in a Prospective Study of U.S. Adults; Am. J. Respir. Crit. Care. Med. 151 (1995) p. 669-674. 4. C.A. Pope III, R.T. Burnett, M.J. Thun, E.E. Calle. D. Krewski, K. Ito, G.D. Thurston. Lung Cancer, Cardiopulmonary Mortality, and Long-term Exposure to Fine Particulate Air Pollution. JAMA, 287 (2002) p. 1132. 5. J.M. Samet, F. Dominici, F.C. Curriero, I. Coursac, S.L. Zeger. Fine particulate air pollution and mortality in 20 U.S. Cities 19871994. N. Engl. J. Med. 343 (2000) p. 1742. 6. F. Laden, L. M. Neas, D. W. Dockery, J. Schwartz. Association of Fine Particulate Matter from Different Sources with Daily Mortality in Six U.S. Cities. Environm. Health Perspect. 108 (2000) p. 941
12
TM1012_broek_2113.indd 12
7. G. Hoek, B. Brunekreef, S. Goldbohm, P. Fischer, P.A. van den Brandt. Association between mortality and indicators of trafficrelated air pollution in the Netherlands: a cohort study. Lancet 360 (2002) p. 1203. 8. V. Morgenstern, A. Zutavern, J. Cyrys, I. Brockow, S. Koletzko, U. Krämer, H. Behrendt, O. Herbarth, A von Berg, C.P. Bauer, H.-E. Wichmann, J. Heinrich. Atopic Diseases, Allergic Sensitization, and Exposure to Traffic-related Air Pollution in Children. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 177 (2008) p. 1331. 9. N.A.H. Janssen, B. Brunekreef, P. van Vliet, F. Aarts, K. Meliefste, H. Harssema, P. Fischer. The Relationship between Air Pollution from Heavy Traffic and Allergic Sensitization, Bronchial Hyperresponsiveness, and Respiratory Symptoms in Dutch Schoolchildren. Environm. Health Perspect. 111 (2003) p. 1512. 10. WHO, Diesel engine exhaust carcinogenic, persbericht IARC, 12 juni 2012. http:// press.iarc.fr/pr213_E.pdf 11. M. Schaap, E.P. Weijers, D. Mooibroek, L. Nguyen, R. Hoogerbrugge. Composition and origin of Particulate Matter in the Netherlands. Results from the Dutch Research Programme on Particulate Matter. (2010) http://www.pbl.nl/en/dossiers/Transboundaryairpollution/content/ Netherlands-Research-Program-onParticulate-Matter 12. G.J.M. Velders, J. Matthijsen, J.M.M. Aben, W.J. de Vries. Grootschalige PM2,5concentratiekaarten van Nederland. Milieu en Natuur planbureau (nu Planbureau voor de leefomgeving), MNP rapport 500088003/2007. http://www.rivm.nl/ bibliotheek/rapporten/500088003.pdf 13. “Nationaal Kompas Volksgezondheid, Wat zijn de mogelijke gezondheidsgevolgen van grootschalige luchtverontreiniging”. RIVM (2010). http://www.nationaalkompas.nl/gezondheidsdeterminanten/ omgeving/milieu/luchtverontreiniging/ wat-zijn-de-mogelijke-gezondheidsgevolgen-van-grootschalige-luchtverontreiniging/ 14. G.R. Cass, L.A. Hughes, P. Bhave, M.J. Kleeman, J.O. Allen, L.G. Salmon. The chemical composition of atmospheric ultrafine particles. Phil. Trans. R. Soc. Lond. A 358 (2000) p. 2581-2592. 15. G. Oberdörster, E. Oberdörster, J. Oberdörster. Nanotoxicology: An Emerging Discipline Evolving from Studies of Ultrafine Particles. Environm. Health Perspect. 113 (2005), p. 823 16. VLA Kring Luchtfilters, Specificatie lucht-
filters voor luchtbehandelingsystemen, 2011 http://www.vla.nu/Publicaties/ Publicatie_luchtfilters 17. Jacobs P., Voogt M.H., Vons V.A., Reductie van de fijn- en ultrafijnstof concentratie in een kinderdagverblijf, TNO rapport 2012 – R10195 http://www.tno.nl/downloads/ reductie_fijn_ultrafijnstof_kinderdagverblijf_tno_rapport_r10195.pdf 18. P. Jacobs, Improved Ventilation And Temperature Control In A Nursery, Proceedings Indoor Air 2011, 5-10 juni 2011, Austin (VS). 19. M. Dijkema et al, Effectiviteit van mechanische ventilatie met filtertoepassing in een klaslokaal, GGD Amsterdam, juni 2009.
TVVL Magazine | 10 | 2012 ONDERZOEK
1-10-2012 12:34:47
KLIMAATPLAFONDS VOOR KANTOREN MET ECO PERSPECTIEF
Interalu nv, gevestigd in Antwerpen, is de nummer 1 op de Belgische markt van het metalen lineair plafond en dé specialist in het ontwerpen, fabriceren en plaatsen van klimaatplafonds in Nederland, België, Luxemburg en Frankrijk.
In verband met het groeiende aantal opdrachten zijn wij op korte termijn op zoek naar kandidaten voor het versterken van onze montageteams (M/V) in de functie van:
• Tochtvrij, hygiënisch en geruisloos stralingssysteem • Perfect akoestisch comfort • Energiebesparend systeem • Ideaal met duurzame energiebronnen (vb: warmtepomp)
EEN MON TAGELEIDER EN PLAATSERS OP ZELFSTANDIGE BASIS.
• Geen koppelingen in actieve ruimten • Minimale inbouwhoogte (6cm) • Aanpasbaar aan elke ruimte (modulair en “op maat”) • Esthetisch, vlak en uniform plafond
INTERALU Nederland Seeligsingel 7 4811 CN Breda T +31 076 513 99 97 F +31 076 514 19 79
Interesse, stuur een mail naar patrick.gemis@interalu.eu
BV.
info@interalu.eu www.interalu.eu
ADV_230x310.indd 1
TM1012_13.indd 13
21/08/12 12:17
1-10-2012 11:55:58
Bevorderen hygiëne en energetische efficiëntie
Revolutionaire rekenregels voor leidingwaterinstallaties Menig ontwerper van collectieve leidingwaterinstallaties zal zich achter zijn oren krabben bij het vergelijken van nieuwe rekenregels met uitkomsten van huidige ontwerpmethoden. De uitkomsten van de nieuwe regels, die zijn gebaseerd op afnamepatronen gesimuleerd met Simdeum®, liggen veel dichter bij de gemeten waterverbruiken dan die van bestaande (q√n-)richtlijnen. Met de nieuwe rekenregels is het voor het eerst ook mogelijk om een goede inschatting te maken van het warmwaterverbruik. Een landelijk congres op 6 november a.s. moet de revolutie in het ontwerpen van collectieve leidingwaterinstallaties inluiden. W. (Will) Scheffer, Lid TVVL Expertgroep ST; dr.ir. E.J. (Ilse) Pieterse-Quirijns, KWR Watercycle Research Institute
In het verleden werd gewezen op de voordelen van ringleidingen in drinkwaterinstallaties, in het bijzonder voor grotere gebouwen. Bij gebreken aan de installatie blijft, door plaatsing van afsluiters in de ringleidingen, de watertoevoer in grote delen van het gebouw dan veelal nog mogelijk. Daar waar de beschikbare werkdruk niet groot is, bieden ringleidingen bovendien het voordeel van weinig drukverlies. Bestaat een collectieve drinkwaterinstallatie uit meerdere deelringen dan is sprake van een vermaasde structuur. Na de aanscherping van de regels voor collectieve leidingwaterinstallaties, mede naar aanleiding van de rampzalige Legionella-epidemie in 1999 in Bovenkarspel, zijn de nadelen van ringleidingen tegen het licht gehouden. De onbepaalde stroomrichting in een ringleiding waarborgt geen goede doorstroming. Onvoldoende verversing van het leidingwater vermindert in delen van die ringleiding de drinkwaterkwaliteit. De ontwerpen van nieuwe installaties bestaan dan nu ook uit vertakte hoofdleidingnetten met een eenduidige stromingsrichting en daarop aangesloten vertakte
14
TM1012_scheffer_2110.indd 14
verdeel- of groepsleidingen. De doorstroming van verdeel- en groepsleidingen wordt in sommige ontwerpen bovendien bevorderd door een seriële aansluiting van de tappunten (doorlussen over de tappuntaansluitingen), met een veel gebruikt tappunt op het einde van die leidingen. Dit is één van de nieuwe inzichten voor het ontwerpen van leidingwaterinstallaties. Het besef van een kosteffectief beheer van hygiënische en microbiologisch betrouwbare leidingwaterinstallaties heeft tot belangrijke aanpassingen van ontwerpuitgangspunten geleid. De herziene uitgave van ISSOpublicatie 55 ‘Ontwerpen van collectieve leidingwaterinstallaties’ gaat daarop verder in.
DIMENSIONERING Naast een zorgvuldig uitgewerkte leidingconfiguratie is een goede doorstroming (verversing) in de leidingwaterinstallatie afhankelijk van de dimensionering. De dagelijks optredende stroomsnelheden spelen een rol voor de hygiënische betrouwbaarheid van collectieve leidingwaterinstallaties. Er zijn aanwijzingen
dat de stroomsnelheden in delen van grote collectieve leidingwaterinstallaties soms veel lager uitpakken dan wenselijk. Dat komt door overdimensionering. De q√n-methode voor het bepalen van de maximum-moment-volumestroom (MMV) houdt alleen rekening met de aanwezige tappunten en wordt al meer dan zestig jaar gebruikt. Er is in zestig jaar veel veranderd. De samenstelling van de huishoudens nu (en in de toekomst) ziet er heel anders uit. In de beginjaren vijftig van de vorige eeuw beschikten woningen veelal over slechts drie tappunten, nu over negen of meer. Ook was de gemiddelde woningbezetting in die tijd vrij hoog. Die is nu veel kleiner. En ook andere maatschappelijke veranderingen spelen een rol, zoals de vergrijzing en het toenemend aantal allochtonen. De q√n-methode houdt met al die factoren geen rekening, en wordt ook toegepast voor de utiliteitsbouw. In de periode 1976-1980 zijn door Kiwa WR (thans KWR Watercycle Research Institute) voor het dimensioneren van aansluitleidingen (dienstleidingen van de drinkwaterbedrijven)
TVVL Magazine | 10 | 2012 SIMULATIE
1-10-2012 12:35:48
op beperkte schaal metingen uitgevoerd van de MMV van woongebouwen, scholen, gezondheidsinstellingen, kantoorgebouwen en sporthallen. De daarvan herleide rekenregels zijn dan ook alleen geschikt voor het dimensioneren van aansluitleidingen. Voor grote drinkwaterinstallaties worden, voor vergelijkbare leidingfuncties, die rekenregels ook wel gebruikt. Bij deze rekenregels kan eveneens de vraag gesteld worden of ze het waterverbruik nog wel goed beschrijven. De drinkwaterbedrijven en de installatiesector gaven begin deze eeuw aan behoefte te hebben aan nieuwe rekenregels voor het dimensioneren van hygiënisch betrouwbare leidingsystemen.
minuten en in 24 uur. In een Excel-bestand zijn de uitkomsten van de simulaties tot maximaal 150 woningen op te zoeken. Dit praktisch gereedschap bevat een gebruikersinterface waarin de verschillende keuzes kunnen worden ingevoerd, waarna de uitkomsten worden getoond. Als onderdeel van het TVVL/Uneto-VNI project ST-23 ‘Leidingwaterinstallaties in woontorens’ (2008), zijn door KWR op vergelijkbare manier rekenregels opgesteld voor woontorens, waarvoor zes verschillende type appartementen zijn gedefinieerd. In een woontoren kunnen verschillende type appartementen voorkomen. Ook voor woontorens zijn de rekenregels op te zoeken in een Excel-bestand.
WONINGEN Voor de ontwikkeling van die nieuwe rekenregels speelt de kennis van tap- en afnamepatronen van het huishoudelijk waterverbruik een belangrijke rol. Hierover zouden metingen op zich een goed inzicht kunnen geven. Maar om van alle tappunten en van verschillende woningen voldoende informatie te krijgen om daarmee een betrouwbaar patroon vast te stellen, zijn dan wel heel veel metingen nodig. Dat vraagt een enorme tijdrovende en dure meetcampagne. In 2003 is KWR daarom in opdracht van de drinkwaterbedrijven (een project in het kader van BTO) en de installatiesector (TVVL/UnetoVNI, project ST-13) een onderzoek gestart naar de mogelijkheid om afnamepatronen te simuleren. Naast een inventarisatie van beschikbare technische gegevens van waterverbruikende toestellen en statistische gegevens over de aanwezigheid ervan, is ook gekeken naar de aanwezige personen en hun waterverbruikend gedrag thuis. Op basis van deze kennis is aan een stochastisch simulatiemodel voor woninginstallaties gebouwd: Simdeum. Met Simdeum worden tap- en afnamepatronen van zowel koud- als warmwater berekend. De afnamepatronen van koud water zijn gevalideerd met praktijkmetingen die zijn uitgevoerd in vijf woningen. Om niet voor iedere nieuwe situatie het model Simdeum te hoeven gebruiken, is een aantal specifieke woonsituaties gedefinieerd waarvoor rekenregels zijn opgesteld op basis van de uitkomsten van Simdeum. Aan de hand van het simulatiemodel zijn in het TVVL/Uneto-VNI project ST-18 (2007) door KWR twintig woonsituaties (woninginstallaties) doorgerekend, die kunnen variëren in gezinssamenstelling en luxe. Vervolgens zijn van woongebouwen, bestaande uit slechts één type woonsituatie, collectieve leidinginstallaties doorgerekend. De uitkomsten van de simulaties zijn de waterverbruiken MMV-koud, MMV-warm en het warmwaterverbruik (MWW) in 10, 60 en 120
TVVL Magazine | 10 | 2012 SIMULATIE
TM1012_scheffer_2110.indd 15
UTILITEITSBOUW Simdeum is in 2009 uitgebreid en aangepast voor verschillende categorieën in de utiliteitsbouw. Ook voor deze toepassing is gekeken naar de aanwezige tappunten en naar het waterverbruikend gedrag van de aanwezige personen. Het gebouw wordt opgesplitst in functionele ruimten, die worden gekarakteriseerd door hun waterverbruik en de aanwezigheid van een bepaald type gebruiker. Niet het patroon van opstaan, weggaan en slapen, zoals bij huishoudelijk verbruik, bepaalt het waterverbruik. De watergebruikers gedragen zich anders. Voor de kans van het waterverbruik in de utiliteitsbouw zijn de tijden van aanwezigheid belangrijk en de tijden van verhoogd verbruik. Het gedrag wordt gekoppeld aan bepaalde bloktijden. In opdracht van TVVL en Uneto-VNI (project ST-27) heeft KWR op basis van het aangepaste simulatiemodel rekenregels ontwikkeld voor categorieën kantoren, hotels en zorginstellingen waarvan de resultaten eveneens zijn op te zoeken in een Excel-bestand. De rekenregels zijn gebaseerd op afnamepatronen van een aantal typologieën binnen elke categorie, die met Simdeum gesimuleerd zijn. Die typologieën zijn zodanig gestandaardiseerd dat op basis van de dominante variabele (aantal kantoormedewerkers, aantal hotelkamers en aantal bedden in zorginstellingen) zowel de inrichting van het gebouw als het aantal verbruikers worden berekend en vervolgens de waterverbruiken worden voorspeld.
VALIDATIE Om de nieuwe rekenregels algemeen te kunnen invoeren en daarmee de bestaande richtlijnen, zoals de q√n-methode voor de grotere delen van collectieve leidingwaterinstallaties te gaan vervangen, zijn door KWR in de periode 2010-2012 in een aantal specifieke woon- en utiliteitsgebouwen, ter validatie, uitgebreide metingen verricht (TVVL/Uneto-VNI
projecten ST-28 en ST-29). Om er absoluut zeker van te zijn dat het maximale waterverbruik wordt gemeten en geregistreerd, is elke seconde de volumestroom gemeten met een nauwkeurigheid van 0,5%. Dit is voor het eerst dat op zo’n kleine tijdschaal het waterverbruik van zowel het koude als het warme water zijn gemeten. De metingen vonden plaats gedurende minimaal 20 weekdagen voor woontorens, hotels en zorginstellingen en gedurende 30 werkdagen voor kantoren. De resultaten van die metingen bevestigen de betrouwbaarheid van de nieuwe rekenregels. De uitkomsten van de rekenregels liggen voor koud water veel dichter bij het gemeten waterverbruik dan de uitkomsten van bestaande (q√n-)richtlijnen. Ook het warmwaterverbruik (zowel het piekverbruik, als het verbruik tijdens verschillende perioden) wordt door de rekenregels goed voorspeld en hier bestonden nog geen richtlijnen voor.
REVOLUTIONAIR Menig ontwerper zal zich achter de oren krabben bij het vergelijken van de nieuwe rekenregels met de uitkomsten van de bestaande (q√n-) richtlijnen. De MMV-koud van collectieve drinkwaterinstallaties in woongebouwen die zijn berekend met de q√nmethode, zijn een factor 1,2 tot 1,6 overschat ten opzichte van Simdeum. Ook de huidige ontwerpformules voor de utiliteitsgebouwen geven ten opzichte van de simulaties een aanzienlijke overschatting van het maximale waterverbruik (gemiddeld een factor 1,4 tot 2,4). Daarnaast is het nu voor het eerst mogelijk om het warmwaterverbruik in woningen en utiliteitsbouw goed te berekenen. Toepassing van de nieuwe rekenregels leidt tot kleinere leidingdiameters, kleinere warmwaterinstallaties en, in combinatie met een juiste leidingconfiguratie, tot hygiënisch en energetisch efficiëntere leidingwaterinstallaties. Voor de warmwaterbereiders kunnen de nieuwe rekenregels leiden tot twee en soms vier maal kleinere voorraadvaten vergeleken met de huidige praktijk. Installatiebureaus hebben met de nieuwe rekenregels een handvat om de door fabrikanten/leveranciers voorgestelde warmwaterbereiders beter te beoordelen. Toepassing van de nieuwe rekenregels vergroten ook de concurrentieslag. De nieuwe rekenregels zijn opgenomen in de herziene uitgave van ISSO-publicatie 55.
Congres Op 6 november organiseert ISSO, samen met Uneto-VNI, TVVL, OTIB en KWR, in Jaarbeurs Utrecht, het congres ‘Winst door zuinig ontwerp van leidingwaterinstallaties’. Zie voor informatie www.isso.nl
15
1-10-2012 12:35:49
Effectiviteit balansventilatie in woningbouw Twee belangrijke prestatie-indicatoren voor de effectiviteit van een ventilatiesysteem zijn de ventilatiecapaciteit en de ventilatie-efficiëntie. De ventilatiecapaciteit wordt in principe bij de initiële inregeling bepaald, maar kan gedurende de gebruiksfase nog sterk beïnvloed worden door bijvoorbeeld de gebruikers. Ventilatie-efficiëntie is de efficiëntie waarmee vers toegevoerde ventilatielucht een ruimte doorspoelt. Onderzocht is of deze twee aspecten in de praktijk een potentieel probleem zijn bij balansventilatie in de woningbouw. Ir. W.M.P. ( Jeffry) van der Pluijm, LBP|SIGHT; ir. G. (Gert) Boxem, dr.ir. M.G.L.C. (Marcel) Loomans, prof.dr.ir. J.L.M. ( Jan) Hensen, Technische Universiteit Eindhoven
De steeds geringere mate van luchtdoorlatendheid van de woningschil vergroot het belang van effectieve woningventilatie.
Daarnaast vergroot de trend van duurzaam en energiezuinig bouwen het belang van energiezuinige ventilatiesystemen.
In dit licht is onderzoek gedaan naar de effectiviteit van balansventilatiesystemen in de woningbouw [1]. Hiervoor zijn metingen verricht in twee gerenoveerde ‘proef’woningen in de wijk De Kroeven in Roosendaal, die als onderdeel van het project H.E.E.R. (Hoog Energie Efficiënte Renovatie) zijn gerenoveerd tot het niveau van een passiefhuis. Tevens zijn metingen verricht in het laboratorium van de Unit Building Physics and Systems (BPS) van de Technische Universiteit Eindhoven.
EFFECTIVITEIT Effectiviteit kan worden gezien als het resultaat van de ventilatiecapaciteit en de ventilatie-efficiëntie. Met andere woorden: wordt er voldoende (verse) lucht de ruimte ingeblazen en komt deze lucht overal in de ruimte waar deze zou moeten komen.
-Figuur 1- Links: foto voorgevel proefwoningen en ventilatie-unit; Rechts: plattegrond van de begane grond
16
TM1012_vdpluijm_2107.indd 16
Capaciteit De ventilatiecapaciteit hangt af van het ontwerp en de inregeling van een systeem, maar is ook gevoelig voor diverse externe invloeden gedurende de gebruiksfase. Zo kunnen bewoners bijvoorbeeld als gevolg van
TVVL Magazine | 10 | 2012 VENTILATIE
1-10-2012 12:37:42
geluidhinder het ventilatiesysteem terugschakelen naar een lagere ventilatiestand. Het is daarom de vraag of bij mechanische toe- en afvoer voldoende ventilatiecapaciteit gedurende lange tijd gegarandeerd kan worden. Ventilatie-efficiëntie Ventilatie-efficiëntie is de efficiëntie waarmee toegevoerde lucht de reeds aanwezige lucht in een ruimte vervangt. Bij woningventilatie betekent een hoge ventilatie-efficiëntie dat er sprake is van een goede menging en daarmee een homogene luchtverdeling in de ruimte. Kortsluiting tussen de toe- en afvoerstromen resulteert in een slechte menging en daarmee een lagere efficiëntie (‘dode hoeken’). Bij woningventilatie, in het bijzonder bij mechanische toe- en afvoer, kan men zich voor bepaalde situaties afvragen of de toegevoerde lucht de gehele ruimte voldoende heeft doorspoeld alvorens deze de ruimte weer verlaat. Bijvoorbeeld wanneer lucht boven de deur wordt ingeblazen en direct onder dezelfde deur via een overstroomvoorziening weer wordt afgevoerd. Proefwoningen en laboratorium Voor dit onderzoek zijn gedurende ruim half jaar metingen verricht in de twee proefwoningen in Roosendaal (figuur 1). Deze woningen worden geventileerd met een balansventilatiesysteem met warmteterugwinning (WHR 930 van StorkAir). De ventilatie-units zijn op zolder geplaatst. Tussen een verblijfsruimte en de ventilatie-unit bevindt zich altijd minimaal één deur en het luik van een vlizotrap. De toeen afvoercapaciteiten zijn in beide woningen centraal ingeregeld in een luchtverdeelkast op zolder. Per toe- en afvoerventiel loopt een flexibele slang van het ventiel naar de luchtverdeelkast. Het systeem is voorzien van een standenschakelaar met drie standen, waarbij stand één de afwezigheidstand is, stand twee de dagstand en stand drie voor koken en douchen kan worden gebruikt. Er zijn schakelaars in de keuken en badkamer geplaatst. In de proefwoningen zijn onder andere de ventilatiecapaciteit, de geluidniveaus en het ventilatiegedrag van bewoners gemonitord. Tevens is de ventilatie-efficiëntie gemeten in één van de proefwoningen. In het bouwfysisch laboratorium van de Technische Universiteit Eindhoven is vervolgens een testruimte gebouwd om de ventilatie-efficiëntie onder verschillende (meer extreme) omstandigheden te meten (figuur 2). Zo zijn er onder andere variaties in de ruimtegeometrie, de inblaastemperatuur en de positionering van de inblaasopening aangebracht.
TVVL Magazine | 10 | 2012 VENTILATIE
TM1012_vdpluijm_2107.indd 17
MEETROUTINE LUCHTLEEFTIJD Om de leeftijd van lucht te meten, wordt een tracergas (CO2) in de ruimte gebracht en met de reeds aanwezige lucht gemengd tot een homogene concentratie. Vervolgens wordt het ventilatiesysteem ingeschakeld en wordt op de gewenste meetposities de afname van de concentratie van het tracergas gemeten (tracer step-down methode) [4]. De afnamecurve f (t ) = C0 + ∆C ⋅ e − nt volgt een typisch exponentiële functie van de vorm: waarin, C0 = de achtergrondconcentratie ΔC = het gemeten concentratieverschil over het geanalyseerde deel van de curve n = het ventilatievoud in h-1 t = de tijd in uren Door deze exponentiële functie door de gemeten datapunten te fitten, wordt de waarde voor n (ventilatievoud) verkregen. Na logaritmische verschaling van de y-as kan eenvoudig op basis van de kleinste-kwadratenmethode een lineair regressiemodel door de datapunten worden gefit. De schatter voor de richtingscoëfficiënt van deze regressielijn is een schatter voor n. Local air change efficiency In een goed gemengde situatie is de gemiddelde leeftijd van de lucht in een ruimte gelijk aan de reciproque waarde van het ventilatievoud (n), dit is de nominale tijdconstante (τn). De reciproque waarde van het lokale ventilatievoud (np) is de lokale gemiddelde leeftijd van de lucht (τp). De local air change efficiëntie (εa(p)) is de ratio gemiddelde luchtleeftijd gedeeld door de lokale luchtleeftijd [4]:
ε a( p) =
τ n ( gemiddelde luchtleeftijd ) = τp (lokale luchtleeftijd )
-Figuur 2- Plattegrond van de testruimte in het laboratorium van de TU/e
17
1-10-2012 12:37:44
Metingen capaciteiten In de proefwoningen zijn de ventilatiecapaciteit en de geluidproductie van het balansventilatiesysteem gedurende het onderzoek op een aantal momenten gemeten. Ook is in één van de twee woningen met behulp van CO2-sensoren en een logboek het ventilatievoud en -gedrag gemonitord. Ten aanzien van de geluidproductie van het systeem is voor dit project een streefwaarde van 27 dB(A) voor het geluidniveau in de slaapkamers en 30 dB(A) in de woonkamers in de dagstand (=Bouwbesluit capaciteit) gesteld. Op basis van de metingen is de inregeling en configuratie van de ventilatiesystemen een aantal keer aangepast. Zo bleken bij de eerste meting onder andere enkele afvoerventielen niet aangesloten te zijn, de capaciteiten te laag en de geluidniveaus veel te hoog te zijn. In totaal zijn de inregeling en configuratie van de ventilatiesystemen vier keer bijgesteld om zowel voldoende capaciteit te realiseren als aan de criteria voor geluidproductie te voldoen. De belangrijkste systeemwijziging is de aangebrachte akoestische slangdempers in de toevoerkanalen. Resultaten Na de laatste aanpassingen is uit de metingen gebleken dat aan de gestelde strenge eisen voor geluidproductie en ventilatiecapaciteit kan worden voldaan. Het logboek dat door de bewoners is bijgehouden en de CO2-metingen geven een mooi beeld van het ventilatiegedrag. Zo is gebleken dat in de periode vóór het aanbrengen van de akoestische slangdempers, de bewoners ongeveer 93% van de tijd in ventilatiestand 1 (afwezigheidstand) hebben geventileerd vanwege geluidhinder. Dit resulteerde regelmatig in CO2-concentraties van boven de 2.000 ppm in de woonkamer en slaapkamers, waar 1.200 ppm in principe als maximaal aanvaardbare waarde kan worden gezien. Na het aanbrengen van de dempers en voorlichting over de ventilatiestanden, blijft de concentratie onder de 1.200 ppm.
METINGEN VENTILATIEEFFICIËNTIE Een kwantitatieve maat voor de ventilatieefficiëntie kan worden verkregen door op verschillende punten in een ruimte de lokale gemiddelde leeftijd van de lucht te meten en
18
TM1012_vdpluijm_2107.indd 18
-Tabel 1- Meetresultaten ventilatie-efficiëntie in de woonkamer van één van de proefwoningen. Een local air change efficiëntie (εa(p)) van 1,00 betekent dat de lokale luchtleeftijd gelijk is aan de ruimtegemiddelde luchtleeftijd. Een εa(p) kleiner dan 1,00 betekent dat de lokale luchtleeftijd ouder is en εa(p) groter dan 1,00 dat de lokale luchtleeftijd jonger is.
-Tabel 2- De twaalf gemeten varianten in de testruimte in het bouwfysisch laboratorium van de TU/e deze onderling en met de ruimtegemiddelde luchtleeftijd te vergelijken. Het concept van de gemiddelde leeftijd van de lucht is gebaseerd op de leeftijdverdeling van luchtdeeltjes in een bepaald punt, zoals geïntroduceerd en beschreven door Sandberg en Sjöberg [2] [3].
Indien op een bepaald punt in de ruimte de lucht relatief jonger of ouder is dan het ruimtegemiddelde, betekent dit dat er lokale verschillen in de doorspoeling van deze ruimte zijn. Efficiëntie in proefwoning Op basis van de plattegrond van de proefwo-
TVVL Magazine | 10 | 2012 VENTILATIE
1-10-2012 12:37:45
ningen bestaat met name enige twijfel over de ventilatie-efficiëntie in de woonkamer (zie figuur 1). Op de plattegrond is te zien dat lucht halverwege de woonkamer haaks op de lengterichting wordt ingeblazen en via overstroomvoorzieningen onder de deuren naar de keuken en de hal wordt afgevoerd. Hierdoor zou verwacht kunnen worden dat met name nabij de voorgevel (positie 7 en 8, figuur 1) de ruimte minder goed wordt doorspoeld. In de woonkamer van de proefwoning is op acht meetposities de lokale gemiddelde leeftijd van de lucht gemeten (positie 1 t/m 8, figuur 1). De woonkamer heeft een vloeroppervlakte van ongeveer 24 m2 en een volume van ongeveer 58 m3. De ruimte wordt geventileerd met een ventilatievoud van ongeveer 1,18 h-1. Lucht wordt met een standaard laag inducerend toevoerrooster ingeblazen. Resultaat Uit de metingen is gebleken dat de woonkamer van de proefwoning goed doorspoeld wordt. Er zijn geen significante variaties in luchtleeftijd tussen de verschillende meetpunten gemeten. Ook de punten voor in de ruimte (positie 7 en 8, figuur 1) worden goed doorspoeld. De meetresultaten zijn samengevat in tabel 1.
doorspoeling van de ruimte gemeten. Het systeem blijkt in de praktijk erg gevoelig voor fouten in met name de uitvoeringsfase. Op basis van het onderzoek kan echter ook geconcludeerd worden dat met een goed installatieontwerp, een goede berekening van de benodigde capaciteiten en een goede inregeling van het systeem, balansventilatie als effectieve wijze van ventileren kan worden beschouwd. Het is daarom van groot belang om bij oplevering – en, hoewel praktisch lastig, bij voorkeur periodiek gedurende de gebruiksfase – de gerealiseerde ventilatiecapaciteiten en de geluidproductie van het systeem te controleren. Vraagsturing op basis van CO2 en relatieve vochtigheid zou het systeem robuuster kunnen maken voor gebruikersinvloeden. Daarnaast is een goede voorlichting naar de bewoners over het benodigde onderhoud en het gebruik van het ventilatiesysteem van groot belang. De uit het Lente-akkoord voortgekomen KopStaart aanpak is in dit kader een duidelijke stap in de goede richting. Met name met de
vernieuwde BRL 8010 (Ventilatie Prestatie Keuring) kan een grote kwaliteitsslag worden gemaakt in de toepassing van mechanische balansventilatie.
REFERENTIES 1. Pluijm, W.M.P. van der, The robustness and effectiveness of mechanical ventilation in airtight dwellings; A study to the residential application of mechanical ventilation with heat recovery in the Netherlands. Afstudeerrapport, Technische Universiteit Eindhoven, 2010; 2. Sandberg, M., What is ventilation efficiëntie. Building and Environment, Vol. 16, no. 2, Elsevier 1981; 3. Sandberg, M., Sjöberg, M., The Use of Moments for Assessing Air Quality in Ventilated Rooms. Building and Environment, Vol. 18, no. 4, Elsevier 1983; 4. Mundt, E., Mathisen, H.M., Nielsen, P.V., Moser, A., Ventilation effectiveness. Rehva Federation of European Heating and Airconditioning Associations, 2004.
Efficiëntie in lab In de mockup in het laboratorium zijn vervolgens twaalf variantopstellingen doorgemeten. De hypothese voor iedere variant is dat de aangebrachte verandering een verslechtering van de doorspoeling van de ruimte tot gevolg heeft, met een minder homogene luchtverdeling in de ruimte als resultaat. In de basissituatie wordt lucht ingeblazen door middel van een standaard laag inducerend toevoerventiel. Lucht wordt afgevoerd door middel van een overstroomvoorziening onder de deur. In de testruimte is op vier posities gemeten (positie 1 t/m 4, figuur 2). Het volume van de testruimte bedraagt ongeveer 38,0 m3 en de vloeroppervlakte 15,9 m2. In tabel 2 zijn de twaalf gemeten varianten beschreven. Resultaten Uit de metingen in het laboratorium is gebleken dat geen van de aangebrachte variaties een significante invloed op de ventilatie-efficiëntie heeft gehad. In tabel 3 zijn de resultaten van de metingen in het lab weergegeven.
-Tabel 3- Local air change efficiency op de vier meetposities in de mockup in het laboratorium. Een local air change efficiency (εa(p)) van 1,00 betekent dat de lokale luchtleeftijd gelijk is aan de ruimtegemiddelde luchtleeftijd. Een εa(p) kleiner dan 1,00 betekent dat de lokale luchtleeftijd ouder is en εa(p) groter dan 1,00 dat de lokale luchtleeftijd jonger is.
CONCLUSIE Met name de ventilatie-efficiëntie bij mechanische toegevoerde lucht blijkt praktisch geen probleem op te leveren. Ondanks de diverse aangebrachte variaties in het laboratorium, zijn geen significante lokale verschillen in de
TVVL Magazine | 10 | 2012 VENTILATIE
TM1012_vdpluijm_2107.indd 19
19
1-10-2012 12:37:45