48
Klimaatplafonds/ Koelconvectoren
Richtlijnen voor ontwerp en uitvoering
ke nnisinstituut voor de install atiesec tor
K li m a at pl afo n ds/ Ko e lco n v ec to r e n • R i ch t li j n e n vo o r o n t w e r p e n u i t vo e r i n g
ISBN 978-90-5044-167-4
publicatie
ISSO
Kennisinstituut voor de Installatiesector
Kruisplein 25 3014 DB Rotterdam Postbus 577 3000 AN Rotterdam Tel. 010-2065969 Fax 010-2130384 E-mail: isso@isso.nl
ISSO houdt zich bezig met het identificeren van kennisvragen binnen de installatiesector, het ontsluiten en toegankelijk maken van deze kennis in de vorm van praktische ISSO-publicaties en het bevorderen van het gebruiken van ISSO-publicaties als normstellende richtlijnen.
De in ISSO deelnemende organisaties zijn: ONRI: Organisatie van advies- en ingenieursbureaus PIT: Stichting Promotie Installatietechniek TVVL: Nederlandse Technische Vereniging voor Installaties in Gebouwen UNETO-VNI: Ondernemersorganisatie voor de installatiebranche en de technische detailhandel VABI: Vereniging voor Automatisering in de Bouw- en installatietechniek De werkzaamheden worden begeleid door de Raad van Begeleiding, welke ten tijde van het tot stand komen van de eerste uitgave van deze publicatie als volgt was samengesteld: ir. FM. van Bergen drs. ir. J.C. Huyghe ing. B. Bronsema H.M.A. Janssen Groesbeek ir. P.R. van Dam prof. ir. P.H.H. Leijendeckers ir. G.J. Goedhart ir. H.J. Nicolaas ir. G.G.B. Halmos dr. ir. A.H.C. van Paassen ir. P.A.J.M. Heijnen WJ.H. Scheffer ir. J.J.N.M. Hogeling ir. W. Schuringa (secretaris) mr. ing. A. de Vries ing. W.F.G. Hooijkaas ir. E.J. Wagenaar (voorzitter) De realisatie van de eerste uitgave van ISSO-publicatie 48 `Koelplafonds' werd verzorgd door de ISSO-kontaktgroep 46, die als volgt was samengesteld: ir. C.J. Bal H.H. Redec B.V ing. E.A. Blankenstijn NOVEM B.V ing. H.M. Bruggema Peutz & Associes BV (rapporteur) L. Fontein ING Vastgoed belegging BV ir. J.J.N.M. Hogeling ISSO (voorzitter) A. Kuyvenhoven Frenger systemen ing. J.W.M. Meyer NOVEM b.v. P.A. Ruijgrok Inteco J. Veerman (rapporteur) Ketel Raadgevende Ingenieurs BV J.A.P. Verboven Verhulst BV ir. A.M. van Weele ISSO (coördinator) ir. J. Westland TM Verhoeven Raadgevende Ingenieurs BV ir. A. Wijsman TNO-Bouw J. de With Noltec Plafonds b.v. De 1e uitgave verscheen in november 1998 De tweede uitgave (2008) is bewerkt door ir. A.M. van Weele van ISSO. De basis van de publicatie is gehandhaafd. Aanpassingen waren nodig door vervanging van oude normen en het verschijnen van nieuwe normen. De realisatie van de publicatie is mede mogelijk gemaakt door: Opleidings- en ontwikkelingsfonds v o o r h e t Te c h n i s c h Installatiebedrijf
Stichting ISSO en degenen die aan de samenstelling van deze publicatie hebben medegewerkt, hebben een zo groot mogelijke zorgvuldigheid betracht bij zowel het verzamelen als bij het verwerken en opstellen van de in deze publicatie vervatte gegevens. Nochtans moet niet worden uitgesloten, dat deze publicatie onvolledig is of dat zij onjuistheden of onvolkomenheden bevat. Degene die van deze publicatie en de daarin vermelde gegevens gebruik maakt, aanvaardt dan ook daarvoor zelf het risico. Stichting ISSO en degenen die aan de samenstelling van deze publicatie hebben medegewerkt sluiten iedere aansprakelijkheid uit voor zowel schade die mocht voortvloeien uit het gebruik van de publicatie als schade die zou kunnen ontstaan als gevolg van eventuele (druk-)fouten, onvolledigheden en onvolkomenheden van deze publicatie. Alle rechten voorbehouden. Niets uit deze publicatie mag worden verveelvoudigd, opgeslagen in een geautomatiseerd gegevensbestand of openbaar gemaakt, in enige vorm of op enige wijze, hetzij elektronisch, mechanisch, door fotokopieën, opnamen of enige andere manier, zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van het bestuur van Stichting ISSO. Voorzover het maken van kopieën uit deze publicatie is toegestaan op grond van artikel 16h t/m 16m Auteurswet 1912 jo het Besluit van 27 november 2002, Stb 575, dient men de daarvoor wettelijk verschuldigde vergoedingen te voldoen aan de Stichting Reprorecht (Postbus 3060, 2130 KB Hoofddorp). All rights reserved. No part of this publication may be reproduced, stored in a retrieval system, or transmitted in any form by any means, electronic, mechanical, photocopying, recording or otherwise, without the written permission of the foundation ISSO. Op alle publicaties van Stichting ISSO zijn de Algemene Leveringsvoorwaarden van toepassing. Deze kunt u lezen op www.isso.nl of opvragen bij Stichting ISSO. Aanvullingen en eventuele errata zijn te raadplegen via onze website: www.isso.nl Eventuele opmerkingen en vragen kunnen doorgegeven worden aan ISSO Postbus 577 3000 AN Rotterdam e-mail: isso@isso.nl ©Stichting ISSO – Rotterdam, december 2008
ISSO-uitgaven ISSO-PUBLICATIES 7 Grondleidingen voor warmtetransport (1979) 8 Berekening van het thermische gedrag van gebouwen bij zomer ontwerpcondities (1985) 11 Warmteterugwinning (1982) 12 Verkort referentiejaar voor buitencondities (1986H) 13 Aanbevelingen ter voorkoming van ketelsteenvorming in watervoerende installaties (1983) 14 Zonneboilers; ontwerp, uitvoering en advisering (1992H) 16 De jaarlijkse warmtebehoefte van woningen, energiegebruikberekening per vertrek en totaal (1987) 17 Luchtkanaalberekening (1993H) 18 Leidingnetberekening (1987) 19 Thermisch binnenklimaat, aanbevelingen (1991) 20 Energiegebruik in kantoorgebouwen (1987) 21 Berekening van het energiegebruik voor klimatisering en verlichting van kantoorgebouwen (1994) 22 Energiegebruik in schoolgebouwen (1987) 23 Correctieprocedure referentiejaar naar actueel jaar (1988) 24 Installatiegeluid, ontwerpaanbevelingen en grondslagen voor geluidstechnische berekeningen aan installaties (1990) 25 Leidingisolatie – berekening van de economisch optimale dikte en dikte ter voorkoming van condensatie (1991) 26 Uitwendige corrosie: aanbevelingen ter voorkoming van uitwendige corrosie in verwarmings- en luchttechnische installatie (1990) 27 Luchtfilters in comfortinstallaties (1991) 29 Stralingsverwarming in hoge ruimten, indirect systeem (1992) 30 Leidingwaterinstallaties in woningen (2004) 30.3 ISSO/VNI Richtlijn Waterslag in tapwaterinstallaties (1998) 30.4 ISSO-publicatie Warmteterugwinning uit douchewater (2008) 30.5 ISSO-publicatie LegionellaCode Woninginstallaties (2008) 31 Meetpunten en meetmethoden voor klimaatinstallaties (1995) 32 Uitgangspunten temperatuursimulatieberekeningen (1994) 33 Kengetallen en vuistregels (1996) 34 Stralingsverwarming in hoge ruimten, direct systeem (1994) 35 Van automatisering naar gebouwbeheer – Een overzicht van de stand van zaken (1994) 36 Standaard vraagspecificatie voor installaties in gebouwen (1995) 37 Energiewijzer kantoren (1995) 38 Handboek warmtepompen voor de gebouwde omgeving (1996) 39 Langetermijnkoudeopslag in de bodem (1997) 40 Werkplekklimatisering door verdringingsventilatie in een kantoor omgeving (1994) 41 Energiewijzer woningen (1995) 43 Concepten voor klimaatinstallaties (1998) 44 Het ontwerp van hydraulische schakelingen voor verwarmen (1998) 45 Methoden voor energiebesparingberekeningen – Onderbouwing methode Energiebesparingfonds (EBF) (1997) 46 Ontwerp van individuele hydraulische schakelingen voor verwarmen van eengezinswoningen (2000) 47 Ontwerp hydraulische schakelingen voor koelen (2005) 48 Klimaatplafonds/Koelplafonds: richtlijnen voor ontwerp en uitvoering (2008) 49 Vloer-/wandverwarming; vloer-/wandkoeling (2005) 50 Ontwerptechnische kwaliteitseisen voor warmwaterverwarmings installaties (2008) 51 Warmteverliesberekening voor woningen en woongebouwen (2003) 53 Dimensionering verwarmingsinstallaties U-bouw (2002) 54 Energie Diagnose Referentie (EDR) (losbladig) (2003) 55 Tapwaterinstallaties in woon- en utiliteitsgebouwen (2001) 55.1 Handleiding legionellapreventie in leidingwater (2005) 55.2 Handleiding zorglicht legionellapreventie (2005) 55.3 Legionellapreventie in klimaatinstallaties (2008) 55.4 Handleiding alternatieve technieken in collectieve leidingwater installaties (2009) 55.5 Handleiding beheer en onderhoud in collectieve leidingwaterinstallaties (2009) 56 Inregelen van ontwerpvolumestromen in individuele verwarmings installaties in woningen (2002) 57 Warmteverliesberekening voor industriegebouwen (2002) 58 Luchtverwarming woningbouw (2004)
59 Grote zonneboilers (2001) 60 U- en R- Waarden (2005) 61 Kwaliteitseisen ventilatiesystemen woningen (2001) 62 Gebalanceerde ventilatie en wtw in woningen (2003) 64 Kwaliteitseisen isoleren (2002) 63 Beheer en Onderhoud ventilatiesystemen in woningen en woon gebouwen (2008) 65 Inregelen van ontwerpvolumestromen in warmwaterverwarmings installaties (2004) 66 Vermogen van radiatoren en convectoren in praktijksituaties (2001) (Herziening ISSO 1) 68 Energetisch optimale stook- en koellijnen (2002) 69 Model voor de beschrijving van de werking van een klimaatinstallatie (2002) 70.1 Omgaan met hemelwater binnen de perceelgrens (2008) 70.2 Individuele behandeling van afvalwater (IBA) (2000) 70.3 Grijswater binnen de perceelgrens (2002) 71 Optimale warmte opwekkingsinstallaties (2003) 72 Ontwerpen van individuele en klein elektrische warmtepompsystemen (2005) 73 Ontwerp en Uitvoering van Verticale Bodemwarmtewisselaars (2005) 74 Thermisch behaaglijkheid - eisen voor de binnen temperatuur in gebouwen (2004) 75 Handleiding Energieprestatie-Advies Utiliteitsgebouwen (2007) (3delen) 76 Montage- en materiaalspecificaties voor warmwater-verwarmings installaties (2005) 77 Installaties voor Levensloopbestendig Wonen: functie, ontwerp en uitvoering (2004) 78 Handleiding Zonnestroom voor ontwerper en installateur (2006) 79 Inspectie en Onderhoud van Noodverlichtingsinstallaties (2004) 80 Handboek integraal ontwerpen van collectieve installaties met warmtepompen in de woningbouw (2007) 81 Handboek integraal ontwerpen van warmtepompinstallaties voor utiliteitsgebouwen (2007) 82 Handleiding Energieprestatie-Advies Woningen (2007) (3 delen) 83 Een helder licht op werkplekverlichting (2006) 86 Kwaliteitseisen voor warmtetechnische en CO2-installaties in tuinbouwkassen (2007) 87 Kwaliteitseisen voor watertechnische installaties in tuinbouwkassen (2007) 88 Kwaliteitseisen voor de constructie van tuinbouwkassen (2007) 89 Binnenklimaat scholen (2008) DIVERSEN (voor overige producten zie www.isso.nl) NTR 3216 Binnenriolering richtlijn voor ontwerp en uitvoering (2008) (te bestellen bij NEN, 015-269 03 90) 900 Verdringingsventilatie (2004) 901 Binnenmilieu en productiviteit in kantoren (2007) GIW Ontwerp- en montageadviezen, Nieuwbouw, eengezinswoningen en appartementen (2008) HBK Handboek Installatietechniek (2002) ISSO-KLEINTJES Handleiding Kleintje Water (2003) Handleiding Kleintje Inregelen (2004) Handleiding Kleintje Warmteverlies voor woningen (2005) Handleiding Kleintje Vloerverwarming (2005) Handleiding Kleintje Binnenklimaat (2006) Handleiding Kleintje Cv (2006) Handleiding Kleintje U- en Rc-waarden (2007) Handleiding Kleintje Legionellapreventie (2008) Handleiding Kleintje GAS (2008) Handleiding Kleintje Riolering (2008) INSTRUCTIEMATERAAL IBnv Instructieboek Noodverlichting (2006) IBmkls Instructieboek Montage- en verwerkingsrichtlijn kunststof leidingsystemen sanitair (2008) IBM Instructiebladen voor monteurs gebaseerd op Kleintje Riolering (2008) IBhs Instructieboek Ontwerpen van sanitaire installaties (2008) IBemogm Gelijkstroommotoren (2008)
VOOR MEER INFORMATIE KIJK OP WWW.ISSO.NL
Publicatie 48
Klimaatplafonds/Koelconvectoren Richtlijnen voor ontwerp en uitvoering
ISBN: 978-90-5044-167-4
INHOUDSOPGAVE
1
2
Samenvatting
7
Summary
7
Symbolenlijst
8
Grafische symbolen
10
Begrippenlijst
13
Inleiding
17
1.1
Doelstelling
17
1.2
Opbouw publicatie
19
2.1
Systeembeschrijving
19
2.2
Redenen van toepassing
19
2.3
Mechanismen van warmteoverdracht
20
2.4
Beschikbare systemen
20
2.4.1
Opzet
20
2.4.2
Water als energiedrager
20
2.4.3
Lucht als energiedrager
24
2.4.4
Open of gesloten systemen
24
2.4.5
Stucplafonds
24
2.5 3
26
Systeeminventarisatie koelconvectoren
27
Systeembeschrijving
27
3.2
Redenen van toepassing
27
3.3
Mechanismen van warmteoverdracht
28
3.3.1
Inleiding
28
3.3.2
Passieve koelconvector
28
3.3.3
Actieve koelconvector
3.5
29
Beschikbare systemen
30
3.4.1
Opzet
30
3.4.2
Passieve units
30
3.4.3
Ge誰ntegreerde ventilatie
31
3.4.4
Vermogensvergroting door inductie
31
3.4.5
Gesloten systemen
32
3.4.6
Hooginducerend koelpaneel
33
Systeemoverzicht koelconvectoren
34
Normen, voorschriften en beoordelingsmethoden
35
4.1
Comfort
35
4.1.1
Begrippen
35
4.1.2
Normen, voorschriften en richtlijnen
35
4.1.3
Invloed op de installatiekeuze
35
4.1.4
Comfortonderzoek
4.2
4.3
ISSO-Publicatie 48
Systeemoverzicht klimaatplafonds
3.1
3.4
4
17
Systeeminventarisatie klimaatplafonds
36
Vermogen
36
4.2.1
Netto/bruto vermogen
36
4.2.2
Normen en voorschriften
37
4.2.3
Beoordeling vermogensgegevens
37
Besteksomschrijving vermogen
38
3
Klimaatplafonds/Koelconvectoren
4.4
4.5 5
38
4.4.1
Mogelijkheden en beperkingen praktijkmetingen
38
4.4.2
Infrarood thermografie
39
4.4.3
Opleveringsprotocol
39
Technische eisen (metalen) systeemplafonds
39
Ontwerpaspecten
41
5.1
5.2
Relatie bouwkundige/ bouwfysische randvoorwaarden
41
5.1.1
Zonbelasting
41
5.1.2
Transmissie
41
5.1.3
Luchtinfiltratie
42
5.1.4
Condensatierisico
43
5.1.5
Gebouwmassa
44
5.1.6
Bouwkundig ontwerp
44
Koelen en/of verwarmen
45
5.3
Ruimtecomfort en warmtebelasting
46
5.4
Ruimteventilatie
46
5.4.1
Invloed op het benodigde koel- en verwarmingsvermogen
46
5.4.2
Invloed van klimaatplafonds op ventilatiesystemen
47
5.5
Energetische aspecten en Energie Prestatie Normering
47
5.6
Installatietechnische randvoorwaarden
48
5.7
5.6.1
Water- en luchtcondities
48
5.6.2
Systeemdruk en systeemscheiding
48
5.6.3
Leidingaanleg
48
5.6.4
Filtering/ontgassing
49
Regeling en beveiliging
49
5.7.1
Regeling koelplafond/koelconvector op vertrekniveau
49
5.7.2
Regeling verwarmingsplafond op vertrekniveau
49
5.7.3
Regeling klimaatplafond op vertrekniveau
50
5.7.4
Beveiliging
51
5.7.5
Regeling koelplafond en koelconvectoren op centraal niveau
52
5.7.6
Regeling verwarmingsplafond op centraal niveau
52
5.7.7
Gecombineerde centrale regeling
52
5.8
Akoestische, esthetische en hygiĂŤnische eisen
53
5.9
Flexibiliteit
54
5.10
Beperkingen ten aanzien van actief oppervlak
54
5.11
Brandveiligheid
54
5.12
5.13
ISSO-Publicatie 48
Functioneren bij oplevering
Kostenfactoren
54
5.12.1 Investeringskosten
54
5.12.2 Exploitatiekosten
55
5.12.3 Sloop en afvoer
55
Gebruiksapecten
55
5.13.1 Toegankelijkheid plenum
55
5.13.2 Onderhoud
55
5.13.3 Bediening en regeling
56
5.13.4 Beveiliging
56
4
Klimaatplafonds/Koelconvectoren
6
Systeemontwerp
57
6.1
Systeemkeuze
57
6.2
Dimensionering op ruimteniveau
57
6.2.1
Rekenmethode
57
6.2.2
Invloed wijze van ventileren
59
6.2.3
Warmteverliezen via vensters
60
6.2.4
Netto vermogen
60
6.2.5
Bepaling van het benodigde specifieke koel- en verwarmingsvermogen
60
6.2.6
Systeemkeuze
62
6.2.7
Dimensionering van het klimaatplafond en de koelconvector
62
6.2.8
Verliezen bovenzijde plafond, bepaling waterzijdig vermogen
62
6.2.9
Regeling en beveiliging
65
6.3
6.4
7
7.2
Bruto vermogen
65
6.3.2
Transport
65
6.3.3
Koudeopwekking
65
6.3.4
Warmteopwekking
67
6.3.5
Waterbehandeling
67
Rekenvoorbeeld
68
6.4.1
68
Uitgangspunten
6.4.2
Bepaling netto koel- en warmtebehoefte
70
6.4.3
Bepaling specifiek koel- en verwarmingsvermogen
71
6.4.4
Systeemkeuze
71
6.4.5
Dimensionering klimaatplafond en koelconvector
71
6.4.6
Bepaling koel- en verwarmingsvermogen op gebouwniveau
72 75
Initiatief- en ontwerpfase
75
7.1.1
Principekeuzen
75
7.1.2
Demarcatie verantwoordelijkheden
75
7.1.3
Richtlijnenbestek / volledig bestek
76
7.1.4
Informatieoverdracht
76
Aanbestedings- en gunningsfase
76
7.2.1
Relevante aspecten
76
7.2.2
Wijze van opdrachtverstrekking
76
7.2.3
Uitvoeringsorganisatie
77
7.2.4
Uitvoeringstaken / verantwoordelijkheden
77
7.2.5
Besteksomschrijving
7.3
Uitvoeringsaspecten
7.4
Oplevering
78 78 78
Gebruiksfase 8.1
ISSO-Publicatie 48
65
6.3.1
Bouwproces 7.1
8
Dimensionering op gebouwniveau
79
Onderhoud
79
8.1.1
Reinigen
79
8.1.2
Watervoerende systemen
79
8.1.3
Regeling en beveiliging
79
8.2
Levensduur / vervangbaarheid
80
8.3
Flexibiliteit
80
8.4
Toegankelijkheid plenum
80
8.5
Afdankfase
81
5
Klimaatplafonds/Koelconvectoren
Bijlage A
Warmteoverdracht in een klimaatplafond
83
A.1
Inleiding
83
A.2
Intern warmtetransport in de plafondconstructie
83
A.3
Warmteoverdracht naar de ruimte
84
A.4
Warmteoverdracht naar het plenum
86
Bijlage B
Normen en voorschriften m.b.t. thermisch comfort
Bijlage C
Normen m.b.t. vermogensbepaling
90
Bijlage D
Checklist ontwerpaspecten en projectfasen
93
Bijlage E
Schema van het ontwerp
96
Bijlage F
Checklist offerteaanvraag klimaatplafonds
99
Bijlage G
Bijlage H
F.1
Te verstrekken informatie aan de leverancier
F.2
Te verkrijgen informatie van de leverancier
87
99 100
Checklist offerteaanvraag koelconvectoren
102
G.1
Te verstrekken informatie aan de leverancier
102
G.2
Te verkrijgen informatie van de leverancier
103
Checklist benodigde informatie richtlijnenbestek
104
Bijlage I
Checklist benodigde besteksinformatie
105
Bijlage J
Checklist benodigde besteksinformatie koelconvectoren
107
Bijlage K
Checklist uitvoeringsaspecten klimaatplafonds
109
Bijlage L
Checklist uitvoeringsaspecten koelconvectoren
110
Bijlage M
Checklist aandachtspunten bij oplevering klimaatplafonds
111
Bijlage N
Checklist aandachtspunten bij oplevering koelconvectoren
112
Bijlage O
Uitgangspunten leidingverlies klimaatplafondsysteem
Literatuurlijst
ISSO-Publicatie 48
113 115
6
Klimaatplafonds/Koelconvectoren
SAMENVATTING
SUMMARY
Indien bij het ontwerpproces van comfortinstallaties de mogelijke toepassing van klimaatplafonds of koelconvectoren wordt overwogen, biedt voorliggende ISSO-publicatie de ontwerper een aantal gereedschappen om tot een juiste afweging te komen. Gedetailleerd worden de diverse klimaatplafond- en koelconvectorprincipes en -systemen beschreven en geanalyseerd en in tabelvorm vergeleken, zodat snel een overzicht van de relevante aspecten kan worden verkregen. Normen, voorschriften en beoordelingsmethoden met betrekking tot comfort en capaciteit worden beschreven ten behoeve van ontwikkeling, ontwerp, uitvoering en oplevering. Het ontwerpproces wordt in twee stappen beschreven. Eerst wordt ingegaan op de vele relevante ontwerpaspecten. Vervolgens wordt een rekenhandleiding verstrekt waarbij de installatie eerst op ruimteniveau en daarna op gebouwniveau wordt gedimensioneerd. De specifieke aspecten van klimaatplafonds en koelconvectoren in de organisatie van het bouwproces worden compact besproken, waarbij in een groot aantal bijlagen checklists worden aangereikt voor de diverse fasen van het ontwerp- en bouwproces. Tenslotte wordt ingegaan op de gebruiksfase.
ISSO-publicatie 48 provides the designers a lot of tools to draw the right conclusions, if in the design process of HVAC systems the use of chilled ceilings and beams is considered. The different principles and products of chilled ceilings and beams are described, analysed and compared in detail and presented in tables, so a quick overview of relevant issues is obtained easily. International standards, regulations and test methods related to thermal comfort and performance are described for the use in development, design and commissioning. The design process is described in two major steps. First the relevant design issues are dealt with. In the second step a calculation method of the system, at room level and also at building level is presented. The specific problems of chilled beams and ceilings in building design, contracting, construction and commissioning are discussed and supported with several check lists. Finally attention is given to the system in use.
ISSO-Publicatie 48
7
Klimaatplafonds/Koelconvectoren
SYMBOLENLIJST Aa
Actief plafondoppervlak
[m2]
C
Karakteristieke constante
[W/(m·Kn)]
cl
Soortelijke warmte lucht
[J/(kg.K)]
DR
Draught Rating
[%]
fg
Gelijktijdigheidsfactor
[-]
fvin
Vinfactor
[-]
hc
Warmteoverdrachtscoëfficiënt voor convectie
[W/(m2·K)]
hr
Warmteoverdrachtscoëfficiënt voor straling
[W/(m2·K)]
K
Karakteristieke constante
[W/(m·Kn)]
k1
Karakteristieke constante
[W/(m·Kn)]
k2
karakteristieke constante
[W/(m·Kn)]
Icl
Warmteweerstand van kleding (pakket)
[m2 · K/W of clo]
la
Actieve lengte koelconvector
[m]
n
exponent
[-]
m
exponent
[-]
Pbr
Bruto koel- of verwarmingsvermogen
[W]
Pc
Warmteafgifte door convectie
[W/m2]
Pkl
Voelbare koellast
[W]
Pkl,l
Latente koellast
[W]
Pk,n
Benodigd netto koel vermogen vertrek
[W]
Pk,n
Leidingverlies
[W]
PMV
Predicted Mean Vote
[-]
Pn
Benodigd netto koel-/verwarmingsvermogen
[W]
Pop
Koel- of verwarmingsvermogen opwekking
[W]
PPD
Predicted Percentage of Dissatisfied
[%]
PN
Nominale koelvermogen (bij Δθ = 8K)
[W/m2 of W/m]
Pr
Warmteafgifte door straling
[W/m2]
Psp
Specifiek netto koel-/verwarmingsvermogen bij specifieke condities
[W/m2 of W/m]
Psp,w
Waterzijdig koel- of verwarmingsvermogen
[W]
Pt
Transmissieverlies
[W]
Pv
Benodigd koel-/verwarmingsvermogen ten gevolge van ventilatie
[W]
Pv,b
Warmte-/koudeverlies klimaatplafond aan bovenzijde
[W]
Pv,l
Verliesvermogen verbindingsleidingen klimaatplafond
[W]
Pv,n
Benodigd netto verwarmingsvermogen vertrek
[W]
Pv,v
Verliesvermogen venster
[W]
qm
Luchtmassadebiet
[kg/s]
qp
Debiet primaire lucht
[dm3/s]
qv
Volumedebiet ventilatielucht
[m3/s]
R
Warmteweerstand
[m2·K/W]
ISSO-Publicatie 48
8
Klimaatplafonds/Koelconvectoren
Rsp
Schijnbare warmteweerstand plafondconstructie
[m2·K/W]
xi
Resulterende absolute vochtigheid binnenlucht vertrek
[gr/m3]
xtl
Absolute luchtvochtigheid
[gr/m3]
Δθ
Temperatuurverschil
[K]
Δθpr
Stralingsasymmetrie
[°C]
θa
Luchttemperatuur
[°C]
θd
Dauwpunt
[°C]
θe
Buitentemperatuur
[°C]
θg
Zwarte bol temperatuur
[°C]
θi
Vertrek temperatuur
[°C]
θo
Operatieve temperatuur
[°C]
θpl
Luchttemperatuur plenum
[°C]
θpr
Vlakstralingstemperatuur
[°C]
θr
Stralingstemperatuur
[°C]
θsp
Oppervlaktemperatuur plafond
[°C]
θw
Watertemperatuur
[°C]
λ
Warmtegeleidingscoëfficiënt
[W/(m·K)]
ρl
Soortelijke massa lucht
[kg/m3]
v
Luchtsnelheid langs het oppervlak
[m/s]
vmax
Maximale gemiddelde snelheid in de leidingen
[m/s]
ISSO-Publicatie 48
9
Klimaatplafonds/Koelconvectoren
GRAFISCHE SYMBOLEN
Keerklep
Afsluiter Inregelafsluiter met meetnippels
Tweewegregelafsluiter met servomotor
Driewegregelafsluiter met servomotor
Pomp
Toerengeregelde pomp
TE
TS
TC
TZA
XS
XC
MT
ISSO-Publicatie 48
Temperatuuropnemer
Thermostaat
Temperatuurregelaar
Minimum temperatuur begrenzing en alarm
Raamcontact/condensdetectie
Rekenfunctie
Vochtopnemer (RV)
10
Klimaatplafonds/Koelconvectoren
TI
PDT
PDC
Thermometer
Drukverschilopnemer
Drukverschilregelaar
Expansievoorziening
-
Warmtewisselaar koelend
+
Warmtewisselaar verwarmend
CKW
Gekoeld water
CV
CV-water Aanvoer Retour Klimaatplafond of koelconvector
Koelbatterij Recirculatielucht Verse lucht
ISSO-Publicatie 48
11
Klimaatplafonds/Koelconvectoren
ISSO-Publicatie 48
12
Klimaatplafonds/Koelconvectoren
BEGRIPPENLIJST Aanvoertemperatuur(zie ook intredetemperatuur) Temperatuur van het medium bij het uittreden uit de opwekkingsinstallatie.
Energiegebruik voor koeling De energie benodigd om de koelbehoefte, inclusief de verliezen van de installaties, te dekken.
Actieve koelconvector In, boven of onder het plafond aangebracht element voorzien van een koelbatterij en luchtuitblaasopeningen, dat onder invloed van gedwongen luchtstromingen op convectieve wijze koelt.
Energiegebruik voor verwarming De energie benodigd om de warmtebehoefte, inclusief de verliezen van de installaties, te dekken. Energie Prestatie Coëfficiënt (EPC) Maat voor de energetische eigenschappen van een gebouw of een gedeelte van een gebouw inclusief gebouwinstallaties bij een bepaald gebruikersgedrag.
Bruto koelvermogen De som van het netto koelvermogen, het koelvermogen aan de bovenzijde en het koelvermogen van de aansluitleidingen.
Externe warmtebelasting De warmtestroom [W] naar een vertrek samengesteld uit: De via transparante en niet-transparante delen van buitenwanden en daken binnenkomende zonnewarmte; De transmissie ten gevolge van het temperatuurverschil tussen binnen en buiten; De warmtetoevoer door ventilatie en infiltratie tengevolge van het temperatuurverschil tussen binnen en buiten.
Centrale koeling Installatie voor ruimtekoeling waarbij de centraal opgewekte koude middels een distributiesysteem in meer dan één ruimte wordt afgegeven. Centrale verwarming Installatie voor ruimteverwarming waarbij de centraal opgewekte warmte door een distributiesysteem in meer dan één ruimte wordt afgegeven. Circulatievoud De totale in de ruimte circulerende hoeveelheid lucht gedeeld door de netto inhoud van de ruimte [-].
Geïntegreerd systeem Plafondsysteem waarmee door middel van water kan worden gekoeld of verwarmd, waarbij de watervoerende leidingen in de plafondpanelen zijn geïntegreerd, of door middel van warmteoverdrachtsprofielen of direct op het plafondpaneel zijn gelijmd. De panelen worden flexibel aangesloten op de waterverdeelleidingen zodat het plafond te openen is.
Convectief-systeem Plafondsysteem waarmee door middel van water hoofdzakelijk convectief kan worden gekoeld, waarbij plafondlamellen horizontaal of schuin met tussenruimten tegen watervoerende buizen worden geklemd.
Gemiddelde stralingstemperatuur θr De uniforme temperatuur van een denkbeeldige omsloten ruimte waarin de stralingsuitwisseling tussen het menselijk lichaam en zijn omgeving gelijk is aan de stralingsuitwisseling in de werkelijke situatie [°C].
COP Coëfficiënt of Performance: verhouding tussen het nuttig opgewekte koel- of verwarmingsvermogen en het toegevoerde vermogen [-]. Dauwpunt θd Temperatuur waarbij de in de lucht aanwezige waterdamp gaat condenseren [°C].
Inductieapparaat Toestel voor ruimteverwarming/koeling, waarin secundaire lucht wordt geïnduceerd door het met hoge snelheid toevoeren van primaire lucht en de warmte/koude convectief aan de ruimte wordt afgegeven.
DR-waarde (Draught Rating) Percentage ontevredenen ten gevolge van tocht (draught); beoordelingscriterium dat rekening houdt met luchttemperatuur, luchtsnelheid en turbulentieintensiteit [%].
Inductievoud De totaal door het inblazen van lucht verplaatste luchthoeveelheid, gedeeld door de ingeblazen primaire luchthoeveelheid [-].
Elementsysteem Plafondsysteem waarmee door middel van water kan worden gekoeld of verwarmd, waarbij de plafondpanelen tegen de op de bandrasters gemonteerde watervoerende buiselementen worden bevestigd. De elementen kunnen flexibel worden aangesloten op de waterverdeelleidingen zodat het plafond te openen is.
Infiltratie Luchttransport door ondichtheden in de bouwkundige omhulling ten gevolge van (wind)druk- en temperatuurverschillen. Inlegsysteem Plafondsysteem waarmee door middel van water kan worden gekoeld of verwarmd, waarbij de watervoe-
Energiedrager Medium ten behoeve van het transport van warmte en/of koude.
ISSO-Publicatie 48
13
Klimaatplafonds/Koelconvectoren
rende leidingen, elementen of 'matten' in de plafondpanelen worden gelegd of gelijmd. De panelen worden flexibel aangesloten op de waterverdeelleidingen zodat het plafond te openen is.
luchttemperatuur en/of -vochtigheid te handhaven of niet te doen overschrijden [W]. Koelmat Watervoerend flexibel element dat in metalen plafondpanelen wordt gelegd ten behoeve van het realiseren van ruimtekoeling. Verwerking in stucplafonds is eveneens mogelijk.
Interne warmtebelasting De warmtestroom die in de ruimte wordt ontwikkeld als gevolg van de warmteafgifte van personen, apparatuur en verlichting en de transmissie via binnenwanden [W].
Koelpaneel In het plafond aangebracht element dat in hoofdzaak door middel van straling koelt.
Intredetemperatuur (zie ook aanvoertemperatuur) Temperatuur van het medium bij het uittreden uit de transportinstallatie en het intreden in de in de ruimte aanwezige installatiecomponenten (bijvoorbeeld klimaatplafond of koelconvector) [°C].
Koelplafond Plafond dat (vrijwel) geheel is voorzien van op elkaar aansluitende elementen die in hoofdzaak door middel van straling koelen.
Klimaatinstallatie Installatie gericht op het scheppen van het juiste binnenklimaat voor het verblijven of werken in een gebouw.
Luchtbehandeling Proces waarbij de ventilatielucht één of meer van de volgende behandelingen ondergaat: verwarmen, koelen, bevochtigen, ontvochtigen, reinigen.
Klimaatplafond (zie ook stralingsplafond) Plafond dat (vrijwel) geheel is voorzien van op elkaar aansluitende elementen die in hoofdzaak door middel van straling zowel kunnen verwarmen als koelen.
Luchtdoorlatendheid Eigenschap van de omhulling van een gebouw of gedeelte daarvan lucht door te laten indien over de omhulling een luchtdrukverschil bestaat.
Klimatisering Het vervullen van de installatiefuncties inclusief de distributie.
Luchtvolumestroom Hoeveelheid lucht die per tijdseenheid wordt toe- of afgevoerd.
Koelbaffle Verticaal plafondelement waarmee door middel van water kan worden gekoeld.
Mechanische ventilatie Ventilatie die met een ventilator tot stand wordt gebracht.
Koelbatterij Element samengesteld uit watervoerende buizen en lamellen of vinnen waarmee warmte uit de langs de vinnen stromende lucht wordt onttrokken en overgedragen aan het door de buizen stromende water.
Netto koelvermogen Het koelvermogen dat door koelplafond/klimaatplafond of koelconvector direct aan het vertrek wordt afgegeven. Operatieve temperatuur θ0 De uniforme temperatuur van een zwarte omgeving waarin een persoon dezelfde hoeveelheid warmte zou uitwisselen door straling en convectie als in de nietuniforme werkelijke omgeving. De operatieve temperatuur is afhankelijk van de luchttemperatuur 8a, de luchtsnelheid v en de stralingstemperatuur θr [°C];
Koelbehoefte Benodigde hoeveelheid koelenergie voor het op de ingestelde temperatuur houden van de gekoelde ruimte(n) door de klimaatinstallatie [W]. Koelconvector In, boven of onder het plafond aangebracht element dat onder invloed van natuurlijke of gedwongen luchtstromingen op convectieve wijze koelt. Koelelement Watervoerend element dat in metalen plafondpanelen wordt gelegd ten behoeve van het realiseren van ruimtekoeling. Is het element flexibel dan wordt gesproken van een 'koelmat'.
θ0 = 0,5 · θa + 0,5 · θr;
0,2 m/s < v < 0,6 m/s:
θ0 = 0,6 · θa + 0,4 · θr;
0,6 m/s < v < 1,0 m/s:
θ0 = 0,7 · θa + 0,3 · θr
Overlangsisolatie Reductie van de geluidoverdracht van kamer naar kamer via de plafondspouw [dB].
Koeling Het proces van actieve warmteonttrekking ten behoeve van klimatisering.
Passieve koelconvector In, boven of onder het plafond aangebracht element voorzien van een koelbatterij, dat onder invloed van natuurlijke luchtstromingen op convectieve wijze koelt.
Koellast De warmtestroom die uit een ruimte moet worden afgevoerd om in deze ruimte een voorgeschreven
ISSO-Publicatie 48
v < 0,2 m/s:
14
Klimaatplafonds/Koelconvectoren
Topkoeling Beperkte koeling waarbij op jaarbasis overschrijdingen van een behaaglijke vertrekluchttemperatuur zijn toegestaan.
Turbulentie-intensiteit Quotiënt van de standaardafwijking en de gemiddelde luchtsnelheid; maat voor luchtsnelheidsvariaties. Uittredetemperatuur Temperatuur van het medium bij het verlaten van de in de ruimte aanwezige installatiecomponenten (bijvoorbeeld klimaatplafond of koelconvector) en het intreden in de transportinstallatie [°C].
Plenum of plafondspouw Ruimte tussen een verlaagd plafond en de bovenliggende (verdiepings)vloer. PMV Predicted Mean Vote; voorspelde gemiddelde uitspraak over de beleving van het comfort op een 7punts schaal: -3 = te koud; 0 = neutraal; +3 = te warm [-]
Vaste-leidingsysteem Plafondsysteem waarmee door middel van water kan worden gekoeld of verwarmd, waarbij de plafondpanelen tegen de vast in de ruimte gemonteerde watervoerende buizen (registers) worden geklemd.
PPD Predicted Percentage of Dissatisfied; voorspelde percentage van ontevredenen. Bij een optimale PMVwaarde van 0, is het PPD nog altijd 5% [%].
VAV-systeem (Variabele Air Volume) Ventilatiesysteem waarbij de ruimtetemperatuur wordt geregeld door het aan de koelbehoefte aanpassen van de luchtvolumestroom.
Recirculatielucht Aan de ruimte onttrokken lucht die, via de in de ruimte aanwezige installatiecomponenten (bijvoorbeeld koelconvectoren) wordt gekoeld of verwarmd en, al dan niet gemengd met ventilatielucht, weer in de ruimte wordt gebracht.
Ventilatie De via ventilatievoorzieningen en/of infiltratie toegevoerde lucht, waarbij de hoeveelheid overeenkomt met de voor die ruimte vereiste hoeveelheid buitenlucht.
Recirculatievoud De totale in de ruimte recirculerende hoeveelheid lucht gedeeld door de netto inhoud van de ruimte [-].
Ventilatielucht De via gevelopeningen of installatie voor gebouwventilatie aan een ruimte toegevoerde lucht.
Retourtemperatuur Temperatuur van het medium bij het uittreden uit de in de ruimte aanwezige installatiecomponenten (bijvoorbeeld klimaatplafond of koelconvector).
Ventilatievoud De toegevoerde hoeveelheid ventilatielucht per gedeeld door de netto inhoud van de ruimte [-].
Ruimteverdeelleiding In de ruimte aanwezige transportleiding, aangesloten op de in het gebouw aanwezige transportinstallatie, waarmee het medium uit deze transportinstallatie wordt verdeeld over de in de ruimte aangesloten installatiecomponenten.
Ventilatiewarmteverlies Warmteverlies ten gevolge van het verwarmen van de lucht die op enigerwijze in de ruimte komt [W]. Ventilatorconvector Toestel voor ruimteverwarming/koeling waarbij de warmte/koude onder invloed van gedwongen luchtstromingen convectief aan de ruimte wordt afgegeven.
Ruimteverzamelleiding In de ruimte aanwezige transportleiding, aangesloten op de in het gebouw aanwezige transportinstallatie, waarmee het medium uit de in de ruimte aangesloten installatiecomponenten wordt verzameld en teruggegeven aan de transportinstallatie.
Verwarming Proces van actieve warmtetoevoer ten behoeve van klimatisering.
Stralingsasymmetrie Δθpr Het verschil in vlakstralingstemperatuur tussen de twee tegenovergestelde zijden van een vlakje [°C].
Verwarmingspaneel In het plafond aangebracht element dat in hoofdzaak door straling verwarmt.
Stralingspaneel In het plafond aangebracht element dat in hoofdzaak door straling verwarmt of koelt.
Verwarmingsplafond Plafond dat (vrijwel) geheel is voorzien van op elkaar aansluitende elementen die in hoofdzaak door middel van straling verwarmen.
Stralingsplafond (zie ook klimaatplafond) Plafond dat (vrijwel) geheel is voorzien van op elkaar aansluitende elementen die in hoofdzaak door middel van straling verwarmen of koelen.
Vlakstralingstemperatuur θpr De uniforme temperatuur van een ruimte waarvoor de invallende straling op één zijde van een klein vlakje dezelfde is als in de reële, niet uniforme omgeving [°C]. De vlakstralingstemperatuur is een grootheid die de straling beschrijft in één richting.
Transmissiewarmte Algebraïsche som van de warmtetransporten via de begrenzing van een ruimte.
ISSO-Publicatie 48
15
Klimaatplafonds/Koelconvectoren
Warmtebehoefte Benodigde hoeveelheid verwarmingsenergie voor het op de ingestelde temperatuur houden van de verwarmde ruimte(n) door de klimaatinstallatie [W]. Warmtebelasting De warmtestroom die uit de lucht in een ruimte moet worden afgevoerd om in deze ruimte een voorgeschreven luchttemperatuur en/of -vochtigheid te handhaven of niet te doen overschrijden [W]. Warmtepomp Toestel dat warmte van een (onbruikbaar) laag temperatuurniveau op een (bruikbaar) hoger temperatuurniveau brengt. Werkzame massa Een maat voor de bouwmassa die effectief warmte kan accumuleren, veelal aangeduid als specifiek werkzame massa (SWM) [kg/m2]. Zontoetreding De door transparante delen binnenkomende zonnewarmte [W] of [W/m2]. Zontoetredingsfactor (ZTA) De verhouding tussen de door een raam met eventuele zonwering doorgelaten zonne-energie en de opvallende zonne-energie. Zwarteboltemperatuur θg Temperatuur gemeten in een zwarte bol van 150 mm doorsnede, waarmee uitgaande van de luchttemperatuur en de luchtsnelheid de gemiddelde stralingstemperatuur kan worden berekend [°C].
ISSO-Publicatie 48
16
Klimaatplafonds/Koelconvectoren
1
INLEIDING
1.1 DOELSTELLING Voor het realiseren van een comfortabel binnenklimaat zijn vele installatieconcepten mogelijk. Aan de hand van ISSO-publicatie 43 'Installatieconcepten ten behoeve van utiliteitsgebouwen' [1] kan de keuze worden bepaald op basis van o.a. warmtebelasting, wijze van ventilatie, gevelkwaliteit, comfort, geluid, installatieruimte en investering.
In 15 bijlagen wordt gedetailleerd ingegaan op de warmteoverdracht in een klimaatplafond, worden een schema en een checklist ten behoeve van het ontwerpproces verstrekt en worden diverse checklists weergegeven ten behoeve van prijsaanvragen, besteksteksten, uitvoering en oplevering.
Indien wordt gekozen voor klimaatplafonds of koelconvectoren kan met behulp van de thans voorliggende ISSO-publicatie 48 'Klimaatplafonds/ koelconvectoren' meer informatie over beschikbare systemen en toepassingsaspecten worden verkregen zodat het ontwerp kan worden uitgewerkt. Het doel bij het samenstelling van deze publicatie was beschikbare informatie toegankelijk te maken en zodanig aan te vullen, dat een goede richtlijn ontstaat voor het ontwerp van installaties met klimaatplafonds of koelconvectoren. Voor ontwerpers dient de publicatie als handleiding voor het ontwerpproces, aan potentiële gebruikers, architecten en projectontwikkelaars wordt inzicht verschaft. 1.2 OPBOUW PUBLICATIE In deze publicatie wordt, gezien de verschillende werkingsprincipes, een duidelijk onderscheid gemaakt tussen klimaatplafonds en koelconvectoren. Hierbij is gekozen voor de volgende opzet: Omschrijving van de systemen: werkingsprincipe, redenen van toepassing en inventarisatie beschikbare systeemvarianten. Hierbij worden de klimaatplafonds behandeld in hoofdstuk 2 en de koelconvectoren in hoofdstuk 3; Behandeling van relevante normen en voorschriften met betrekking tot te stellen eisen aan het thermisch comfort, het bepalen van comfort en koel- en verwarmingsvermogen, beoordelingmethoden en te stellen eisen aan systeemplafonds (hoofdstuk 4); Overzicht van ontwerpcriteria en hun invloed op het ontwerpproces (hoofdstuk 5); Systeemontwerp: na de op basis van de ontwerpcriteria te maken keuze voor een bepaald systeem, wordt de dimensionering behandeld, eerst op ruimteniveau, daarna op gebouwniveau. Dit wordt met een rekenvoorbeeld afgesloten (hoofdstuk 6); Beschrijving van het bouw-/installatieproces en het formuleren van eisen met betrekking tot uitvoering en oplevering (hoofdstuk 7); Afgesloten wordt met de behandeling van gebruiksaspecten als levensduur, onderhoud en flexibiliteit (hoofdstuk 8);
ISSO-Publicatie 48
17
Klimaatplafonds/Koelconvectoren