Transcript VV+ april 2014

THEMA: COMFORTABEL LEVEN/ZORG
MINI-LBK VOORDELIGSTE
OPLOSSING VOOR
WOONZORGCOMPLEX
Duinwijck Technisch Advies uit Baarn heeft een onderzoek uitgevoerd naar de verschillen in kosten van drie ventilatiesystemen, toegepast in een denkbeeldig woonzorgcomplex met een gebruiksoppervlak van 5.290 m2. Drie systemen zijn met elkaar
vergeleken: systeem C (natuurlijke toevoer, mechanische afvoer), systeem Dc (collectieve lbk’s voorzien van wtw) en systeem D.5b (een decentrale lbk, voorzien van
vraagsturing en wtw). Rekening houdend met de kosten over de gehele levensduur
blijkt toepassing van het laatste ventilatiesysteem, ook wel mini-lbk genoemd, het
voordeligst uit te pakken.
Tekst: Mari van Lieshout, freelance journalist.
Fotografie: industrie
16
VV+ april 2014
VV04 16-19.indd 16
10-04-14 10:21
De mini-luchtbehandelingskasten zijn bezig aan een snelle
opmars. Een van de bekendere systemen in Nederland is
het Climarad-toestel. Het heeft even geduurd, maar de
systemen worden – mede vanwege de goede Breeam- en
gpR-score – nu breed ingezet in uiteenlopende utiliteitsprojecten. In Europa zijn meerdere fabrikanten van deze nieuwe
generatie lbk’s. Zo brengen naast Climarad ook Jaga en de
Duitse fabrikanten Olsberg en Paul Lüftung vergelijkbare
systemen op de markt. Inmiddels zijn ze geheel ingepast in
de systematiek van NeN en Isso onder de aanduiding D.5b
of decentrale wtw (met CO2-sturing per zone).
Mini-lbk’s komen weliswaar steeds meer in beeld, maar
vaak nog is bij het ontwerp de toepassing van een centrale
lbk het vertrekpunt. In dit gangbare installatieontwerp
stroomt vanuit de lbk lucht via kanalen van en naar de
verschillende vertrekken. Luchtstromen voor de toevoer
en afvoer worden daarmee over grote afstanden getransporteerd om samen te komen op een centrale plek waar
bijvoorbeeld warmte wordt teruggewonnen, gefilterd,
naverwarmd (of gekoeld) of bevochtigd.
Deze ontwerpgedachte is in ontelbare gebouwen terug te
vinden. Maar de vanzelfsprekendheid waarmee lange tijd
alleen een centrale lbk voor grote utiliteitsgebouwen in
beeld kwam, lijkt achter ons te liggen. Want waarom het
gebouw niet via de gevels laten ademen? Geen kanalen
hoeven aanleggen bespaart flink en is een opluchting voor
het bouw- of renovatieteam.
Verschillende fabrikanten hebben daarvoor speciale oplossingen ontwikkeld, met daarin opgenomen een toevoerventilator, een afvoerventilator en een warmtewisselaar.
De fabrikanten bouwen een filtercassette in, variërend qua
filterklasse. Sommigen voorzien hun systemen ook van
aanvullende sensoren voor bijvoorbeeld CO2-sturing en
vochtcontrole. In die laatste variant ontstaat een volledig
vraaggestuurd systeem, dat bijdraagt aan de exploitatiekosten en de duurzaamheid van het gebouw.
• Systeem C: natuurlijke toevoer via winddrukgestuurde
roosters, mechanische afvoer via dakventilatoren
voorzien van tijdsturing.
• Systeem Dc: mechanische toe- en afvoer, voorzien van
twee centrale lbk’s met warmteterugwinning en bypass
voor zomerventilatie.
• Systeem D.5b: Climarad, in de woonzorgkamers toegepast in combinatie met een Climarad B-fan (badkamerventilator).
VAAK IS BIJ HET ONTWERP DE
TOEPASSING VAN EEN CENTRALE
LBK NOG HET VERTREKPUNT
EPC-berekening
Voor de epc-berekening moet van de verschillende ventilatiesystemen het motorvermogen worden bepaald. Dit
is gedaan door het vermogen te bepalen per systeem. Bij
Climarad zijn de vermogens afgelezen uit de grafieken in
het tNo-rapport 054.02400 (18 november 2013). Voor
de twee andere systemen is het vermogen berekend uit
Q · ∆P/η. Q is bepaald uit de ventilatieberekening van het
woon-zorgcomplex. Hierbij zijn twee bedrijfstoestanden
aangenomen bij systeem C en D.5b: 22/24 uur is de woonkamer in gebruik en wordt geventileerd met 6,5 dm3/s.
Gedurende 2/24 uur wordt met een verhoogd debiet
Zorgcomplex
Het in Baarn gevestigde bureau Duinwijck Technisch Advies
deed uitvoerig onderzoek naar de kosten van deze decentrale systemen ten opzichte van de klassieke oplossing met
centrale lbk. Wolfgang Okken, onderzoeker bij Duinwijck:
‘Als rekenobject hebben we een zorggebouw gekozen met
een gebruiksoppervlak van 5.290 m2. We hebben gerekend
aan de bouwkosten, zowel bij nieuwbouw als bij renovatie, en het energiegebruik voor verwarming en ventilatie.
Daarnaast hebben we een vergelijking gemaakt van de te
verwachten temperatuuroverschrijding bij toepassing van
de verschillende systemen. Wat betreft het benodigd ventilatievermogen hebben we bij de berekeningen gebruikgemaakt van kentallen en specificaties, aangereikt door de
leverancier. Tot slot hebben we ook de onderhoudskosten in
onze studie meegenomen.’
Duinwijck Technisch Advies vergeleek drie ventilatiesystemen:
Het onderzoek is uitgevoerd voor een denkbeeldig zorgcomplex.
VV+ april 2014
VV04 16-19.indd 17
17
10-04-14 10:21
thema: comfortabel leven/zorg
lt-verwarming. Het warme tapwater wordt eveneens met hr
107-ketels verkregen. In het gebouw is een circulatieleiding
aanwezig en er wordt van douche-wtw gebruikgemaakt.
De berekening met het minst energiezuinige systeem is via
een pv-installatie ‘ingesteld’ op Q/Q = 1,00. De overige twee
berekeningen, met dezelfde pv-installatie, laten dus via een
lagere epc in één oogopslag het verschil in energiegebruik
tussen de systemen zien.
Temperatuuroverschrijding
Het principe van een mini-lbk.
– 14 dm3/s – geventileerd voor de badkamer. Bij D.5b
gebeurt het omschakelen automatisch via de vraagsturing.
Bij systeem C gebeurt dit door een klokprogramma dat de
achttien ventilatoren, geplaatst op de collectieve kanalen
van de zorgkamers, tijdelijk optoert gedurende 10/24 uur.
Bij systeem Dc draaien de ventilatoren continu nominaal.
Het motorvermogen bij systeem C en Dc is berekend met
behulp van een aangenomen ventilatorrendement (motorrendement · ventilatorrendement) van 0,65.
Het denkbeeldige woonzorggebouw heeft vier bouwlagen.
De gebruiksfunctie is volledig ingevoerd als ‘gezondheidszorgfunctie overig’. In de drie berekeningen is een eenvoudige
verwarmingsinstallatie ingevoerd met hr 107-ketels en
De to-berekening maakte Duinwijck voor een woonzorgkamer met het raam op het westen. Deze oriëntatie levert de
meeste overschrijdingsuren op, dus is het meest kritisch. De
berekening is gemaakt volgens de eisen van Isso/giw 2008.
Hierin wordt als rekenperiode de zomer van 1964 voorgeschreven en een norm van hoogstens 300 gewogen temperatuuroverschrijdingsuren (gto). Verder wordt gerekend met
ramen die gesloten blijven (hierdoor worden de verschillen
tussen de ventilatiesystemen zichtbaar) en een interne warmtelast door personen, apparaten en verlichting.
Bij de berekening van de temperatuuroverschrijding is
het goed mogelijk het verschil te laten berekenen tussen
systeem C en Dc. Lastiger werd het bij het derde systeem.
Er zijn geen goede mogelijkheden om het gedrag van
systeem D.5b door te rekenen. Wanneer het werkelijke
gedrag van Climarad 2.0 in combinatie met de badkamerventilator in het model wordt ingevoerd, levert dit een
foutmelding op. Dit kan niet in combinatie met toerengeregelde ventilatoren. Wordt de badkamerventilator buiten
beschouwing gelaten, levert het invoeren van toerenregeling als resultaat dat continu met een verlaagd debiet
wordt geventileerd, met een hoog aantal gto tot gevolg.
Om toch zichtbaar te maken wat een Climarad-toestel
aan zomerkoeling kan doen is een to-berekening gemaakt
Struikelblok centrale LBK
Het struikelblok bij centrale luchtbehandelingskasten zijn de kanalen. Deze vragen veel bouwkundige ruimte en moeten altijd worden afgetimmerd. Deze ruimte beslaat ongeveer 9 procent van het gebouwvolume.
Daarnaast moet nog rekening worden gehouden met schachtruimte en een opstelruimte. Bij centrale lbk’s
worden voor de ventilatie in een gemiddeld gebouw duizenden kubieke meters lucht verpompt over tientallen meters kanalen, met honderden Pa’s aan drukverschil. Hierbij gaat veel elektrische energie verloren.
Als een centrale lbk niet vraaggestuurd is, wordt onnodig veel lucht verpompt door het gebouw. Ook dit kost
veel elektrische energie; ’s winters is energie nodig om het gebouw te verwarmen en zomers heeft dit ook
van invloed op de to-uren. Zomers worden namelijk grote hoeveelheden warme lucht naar binnen geblazen, terwijl daar vaak helemaal geen behoefte aan is.
Onnodige ventilatie verzorgt in de winterperiode voor uitdroging van de lucht. Door per vertrek CO2-gestuurd te ventileren, stijgt de rv van bijvoorbeeld 20 naar 30 procent waardoor een (centrale) bevochtiger
niet nodig is. Doordat de ingebouwde vraagsturing nauwkeurig de hoeveelheid ventilatielucht doseert,
stroomt er ook veel minder lucht door de filters. Door de lage luchtstroom is de weerstand in de filters zeer
laag waardoor er ook weinig ventilatie-energie nodig is. Standtijden zijn daardoor veel langer dan de zakkenfilters in een centrale lbk en door het ontbreken van lange kanalenstelsels hoeft ook niet elke vijf jaar de
schoonmaak hiervan te worden meegerekend.
18
VV+ april 2014
VV04 16-19.indd 18
10-04-14 10:21
onderdeel
ventilatorvermogen
elektriciteitsverbruik per jaar
systeem C
(achttien dakventilatoren)
systeem Dc
(twee keer lbk toe- en afvoer)
systeem D.5b
(mini-lbk – 96 units)
242 W
2.325 W
546 W
7 GJ
58 GJ
6 GJ
707 GJ
260 GJ
176 GJ
1,00
0,78
0,71
€ 128.072
€ 268.468
€ 207.200
bouwkosten bouwkundig (extra)
€ 15.200
€ 241.250
€ 7.200
bouwkosten totaal
€ 143.272
€ 509.718
€ 214.400
bouwkosten installaties
€ 152.234
€ 268.468
€ 207.200
bouwkosten bouwkundig (extra)
€ 40.047
€ 53.694
-
bouwkosten totaal
gasverbruik per jaar
epc-score
investeringskosten nieuwbouw
bouwkosten installaties
investeringskosten renovatie
€ 192.281
€ 322.162
€ 207.200
onderhoudskosten per jaar
€ 1.732
€ 3.513
€ 2.344
overschrijdingsuren gto
97 uur
81 uur
12 uur
systeem C
(achttien dakventilatoren) [€]
systeem Dc
(twee keer lbk toe- en afvoer) [€]
systeem D.5b
(mini-lbk – 96 units) [€]
147
1.259
126
gasverbruik per jaar
11.085
4.077
2.756
totaal energiekosten per jaar
11.232
5.336
2.882
Tabel 1. Analyse van ventilatiesystemen voor een denkbeeldig zorgcomplex.
onderdeel
elektriciteitsverbruik per jaar
Tabel 2. Energiekosten van de onderzochte systemen. Bij de berekening is uitgegaan van een opwekrendement elektriciteit 0,39, een elektriciteitstarief van 0,20 €/kWh, een verbrandingswaarde aardgas van 35,1 MJ/m3 en een aardgastarief van 0,55 €/m3.
waarbij het toestel continu 80 m3/h ventileert. Dit omdat
het systeem zo werkt gedurende de uren waarbij temperatuuroverschrijding kan ontstaan.
Kosten
De bouwkosten voor systeem Dc zijn in het onderzoek van
Duinwijck ontleend aan ‘vuistregels’ van Van Olst. Ook de
kosten voor systeem C zijn hiervan afgeleid. De kosten voor
het leveren en plaatsen van Climarad zijn opgevraagd bij
een installateur met ruime ervaring met de toepassing van
dit systeem.
De bouwkosten voor systeem Dc in de bestaande situatie
zijn ten opzichte van nieuw, verhoogd met 20 procent voor
bouwkundige aanpassingen, sparingen, omkokering en
dergelijke. De kosten voor onderhoud van systeem Dc zijn
aangeboden door een onderhoudspartij. Hieraan zijn ook
de onderhoudskosten voor systeem C ontleend. De onderhoudskosten voor systeem D.5b zijn bepaald op basis van
de prijslijst van Climarad en opgave van de benodigde uren
door de leverancier.
Voordeligst
‘Uit de vergelijking blijkt dat op basis van de levensduurkosten een mini-lbk-systeem het voordeligst is’, stelt
onderzoeker Okken. ‘Daarentegen laat ons onderzoek zien
dat qua aanlegkosten het ventilatiesysteem C bij zowel
nieuwbouw als renovatie, het voordeligste systeem is. De
met dit systeem gepaard gaande energiekosten zijn echter
aanzienlijk hoger dan bij systeem Dc en vooral systeem
D.5b. De meerkosten die zijn gemoeid met de toepassing
van systeem D.5b worden hierdoor binnen tien jaar terugverdiend. Bij systeem Dc met centrale luchtbehandelingskasten zijn de meerkosten zowel in bouw als onderhoud
hoger dan de twee andere systemen uit deze vergelijking.
De energiekosten liggen tussen beide systemen in.’
‘Alles tezamen genomen is het systeem met decentrale lbk’s
met vraagsturing en wtw in het onderzochte project het
voordeligste ventilatiesysteem.’
Aandachtspunten
D.5b-systemen hebben uiteraard ook hun aandachtspunten. Geluid is er één van. In hoge debieten is het ventilatiegeluid hoorbaar, waarbij moet worden opgemerkt
dat CO2-gestuurde mini’s slechts zelden in de hoogste
debietranges draaien. Bovendien zijn toestellen van de
huidige generatie erg stil geworden in vergelijking met de
eerste toestellen, die vijf tot tien jaar geleden op de markt
kwamen.
Een ander aandachtspunt is de buitengevel. Deze moet
geschikt zijn om een dergelijke systemen te monteren en
dat is niet altijd het geval, bijvoorbeeld met gevelvullende
glasoppervlakken.
<<
VV+ april 2014
VV04 16-19.indd 19
19
10-04-14 10:21