Opleiding Duurzaam Gebouw - Bruxelles Environnement · 2021. 3. 10. · Rapport diagnose = Document...
81
Leefmilieu Brussel Overzicht van systemen Jonathan Fronhoffs Cenergie Opleiding Duurzaam Gebouw : Duurzaam bouwen van A tot Z
Transcript of Opleiding Duurzaam Gebouw - Bruxelles Environnement · 2021. 3. 10. · Rapport diagnose = Document...
Leefmilieu Brussel
Overzicht van systemen
Jonathan Fronhoffs
Cenergie
Opleiding Duurzaam Gebouw :
Duurzaam bouwen van A tot Z
2
Doelstelling(en) van de presentatie
● Voorstelling van de algemen principes van
verwarming, SWW en ventilatie
● Voorstelling van de efficiente energiesystemen
● Inleiding tot koeling en verlichting
3
● Warmetbalans
● Verwarming
● SWW
● Ventilatie
● Koeling
● Verlichting
Algemeen schema van de presentatie
4
Warmtebalans
Bron: energie+
5
Warmtebalans
Bron: energie+
6
De verwarmingsinstallatie
● Productie
● Distributie
● Emissie
● Regeling
Bron: energie+
7
De verwarmingsinstallatie
● Productie
● Distributie
● Emissie
● Regeling
Bron: energie+
8
De verwarmingsinstallatie
● Hoe warmte verdelen?
► Water
► Lucht (via ventilatie)
Bron: energie+
9
Verwarming : Productie
● Type productie :
► Warmtenet
► Collectieve verwarming
Bron: energie+
Bron: ADEME
10
Verwarming : Productie
● Type productie :
► Individuele centrale verwarming
► Lokale verwarming Lokaal (electrisch, gas, hout, …)
11
Verwarming : Productie
● Type de Brandstof?
► Gas
► Stookolie
► Elektriciteit
► Hout (Pellets, snippers, stronken)
12
Verwarming : Productie
● Type Ketel: Gas
► Condenserend
► Hoogrendement
► Klassiek
● Type Ketel : Stookolie
► Condenserend
► Hoogrendement
► Klassiek
13
Verwarming : Productie
● De condensatieketel
● Warmterecuperatie in de
rookgassen door
condensatie van het
aanwezig waterdamp
● Condensatie =
exothermische reactie :
warmte komt vrij
voorverwarming water
minder brandstof nodig
● Belang van retour t°
● OVW>< BVW
● η > 100% op OVW
Bron: simulateurenergetique.fr
14
Verwarming : Productie
● Type Ketel : Labels
► Gas - Condensatie : HR TOP
› 1998
► Gas Lage temperatuur: HR+
› 1996
► Stookolie – Condensatie : Optimaz Elite
› 2005
► Stookolie – Hoog Rendement : Optimaz
› 2005
15
Verwarming : Distributie
● Zijn de leidingen geïsoleeerd?
16
Verwarming : Emissie
● Type emissie :
► Klassieke radiatoren
► Gietijzeren radiatoren
17
Verwarming : Emissie
● Type emissie :
► Ventilo-convectoren
► Vloerverwarming
18
Verwarming : Regeling
● Regeling
► Buitenvoeler
► Kamerthermostaat
► Thermostaatkraan
Manuele kraan Thermostaatkraan
Kamerthermostaat (met klok Buitenvoeler
ssss
19
Verwarming : Regeling
Bron: energie+
20
Verwarming : Regeling
● Regeling met aquastaat (stuurt ketel) en op kamerthermostaat (stuurt pomp)
21
Verwarming : Regeling
● Regeling op kamerthermostaat
A. Aquastaat
B. Brander
C. Thermostaat
22
Verwarming : Regeling
● Weersafhankelijke regeling
Wate
rtem
pera
tuur
Buitentemperatuur
23
Verwarming : Regeling
● Weersafhankelijke regeling
24
Verwarming : Regeling
● Regeling : nachtverlaging vs uitzetten
● ‘s Middags bak ik pizza. Ga ik mijn oven laten draaien om ‘s avonds taart te bakken?
Bron: energie+
25
● Weet u zeker hoe het werkt? Thermostaatkraan =
thermostaat :
► Zolang de gewenste temp niet bereikt is blijven ze voor 100%
open;
► Zodra de temperatuur bereikt is sluiten ze.
● Kraan instellen = temperatuur instellen (en niet
sneller bereiken…
Vanne sur “3” et 19°C dans la pièce
Vanne sur “2” et 19°C dans la pièce
Vanne sur “3” et 20°C dans la pièce
Verwarming : Regeling : Vanne Thermo.
Bron: www.sestain.be
26
Verwarming : Rendement van installatie
Distributieverliezen
Input
brander
Verlies naar omgeving Verlies
schouw Verlies regeling
Output voor
verwarming
Output
leidingen
Output ketel
Emissieverliezen
Input
brande
r
Verlies naar omgeving Verlies
schouw Verlies regeling
Output voor
verwarming
Output
leidingen
Output ketel
Emissieverliezen
Distributieverliezen
27
Verwarming : EPB reglementering
● Toepassing:
► Meeste CV-installaties
› Nominaal Vermogen > 20 kW
› Brandstof: gasvormig of vloeibaar – niet-hernieuwbaar
› Water als warmtedragend medium
Lokale systemen uitgesloten
28
Verwarming : 3 wettelijke handelingen
● Periodieke contrôle van de ketels
● Oplevering van verwarmingssystemen
● Diagnose van installaties
29
Verwarming : 3 wettelijke handelingen
● Periodieke controle van de ketels
► Gas: om de 3 jaar
► Stookolie: jaarlijks
► Bevat alle technische informatie over de installatie
› Info ketel en brander
› Verbrandingsrendement
› …
► Attest periodieke controle = informatie over de installatie
30
Verwarming : 3 wettelijke handelingen
● Oplevering van verwarmingssystemen
► Bij installatie van een ketel
► Bij vervanging ketellichaam
► Bij vervanging brander
► Bij verplaatsing ketel
► Opleveringsattest = Document met informatie over installatie
31
Verwarming : 3 wettelijke handelingen
● Diagnose
► Check-up vor installaties van meer dan 15 ans
► Rapport diagnose = Document reprenant des informaties sur l’installatie
33
Verwarming : 3 wettelijke handelingen
● Professionelen :
● Start pagina > Professionnelen > Loket > Erkenningen en registraties Erkende
of geregistreerde ondernemingen en professionelen
34
SWW
● Wat is de SWW-vraag?
● Wat is de meest efficiënte productiemethode voor
SWW?
► Productie samen met verwarming?
► Centrale productgie los van verwarming?
► Lokale productie?
► Doorstroom / accumulatie / semi-accumulatie?
35
SWW
● Individuele productie gecombineerd met verwarming
► Monoblok toestellen
► Toestellen met apart buffervat
● Productie gecombineerd met verwarming
► Met geïntegreerde platenwarmtewisselaar (huishoudelijk)
► Met externe platenwarmtewisselaar (collectief)
SWW
37
SWW
● Individuele productie, geïntegreerd in verwarming
► Platenwarmtewisselaar
Bron: energie+
Platen-
warmtewisselaar
38
SWW
● Individuele productie los van verwarming
► Gasgeiser
► Elektrische boiler
Zonthermische installatie
39
Circulatie
Opvang
Besturing
Hulp-
uitrusting
Accumulator
Zonthermische installatie: technologie
• Types van zonnecollector
40 Bron: Energieplus, http://www.energieplus-lesite.be/index.php?id=16760
Niet-beglaasde collectoren Vlakke collectoren
Standaard vlakke collectoren
Vlakke vacuümcollector
(met afstandsstuk)
Luchtcollector)
Kunststof absorber
Absorber in roestvrij staal
Vacuümbuiscollector
Volledig glazen buis
Standaardbuis
CPC-buis
Zonthermische installatie: technologie
• Rendement van de zonnecollectoren R
end
em
ent
Temperatuurverschil tussen de collector en het omgevend milieu [°C]
Vlakke collector
Vacuümcollector
Zwembadabsorber 0 – 20 °C Zwembadverwarming
20 – 100 °C Warm water en verwarming
> 100 °C Proceswarmte 41
Bron: Energieplus, http://www.energieplus-lesite.be/index.php?id=16760
Zonthermische installatie: Haalbaarheid
● Dak ► Oriëntatie, helling
► Nuttige oppervlakte, ingenomen ruimte, obstakels, …
► Vervanging afdichting, …
► Stabiliteit
• Stookplaats
► Gecombineerde productie?
► Ouderdom van de ketels?
► Regeling!
• Verbinding dak - stookplaats
► Technische kokers?
► Technisch lokaal op het dak?
• Opslag & distributie SWW
► Opslagtanks
► Distributielus (L, diameter, isolatie)
42 Bron: Stéphane Barbier
Ja … maar minder rendabel
10 tot 30 m² collectoren
Opslagvat van 1.000 tot 3.000 liter
Complexere regeling
Besparing:
~80% op SWW
20…50% op verwarming
Verwarming + SWW via thermische zonne-energie?
Bron: Solarpraxis.com
43
● Basisregel: altijd uitgaan van de behoefte aan verwarming!
► SWW (+ verwarming?)
Dimensionering: behoefte in kWh?
Bron: Solarpraxis.com 44
Systeem met sanitair warm water Sanitair warm water met aanvulling verwarming
Verbruik sanitair warm
water
Warmtebehoefte
Nuttige inbreng van het zonnesysteem
Zonnestraling (in de zone van de collectoren)
Beschikbaar potentieel voor klimaatregeling
45
Ventilatie
● Waarom ventileren?
● Hoe ventileren?
46
Ventilatie : Waarom ventileren?
3 hoofdredenen:
● Ademcomfort gebouwgebruikers
► CO2-Concentratie (toevoer verse lucht)
► Vochtigheid
► Geur
● Gezonde lokalen
► Impact van polluenten in gebouw vermindere (VOC,
formaldehyde, radon,…)
● Thermisch comfort garanderen
► Verwarming via l’air
► Surtout: Koeling via free-cooling et ventilatie
nocturne
47
Ventilatie: Hoe ventileren?
● Systeem A :
► Natuurlijke luchttoevoer
► Natuurlijke luchtafvoer
● Systeem B :
► Mechanische luchttoevoer
► Natuurlijke luchtafvoer
● Systeem C :
► Natuurlijke luchttoevoer
► Mechanische luchafvoer
● Systeem D :
► Mechanische luchttoevoer
► Mechanische luchtafvoer
48
● Systeem A: natuurlijke toevoer en afvoer
Bron: Energie +
Ventilatie: Hoe ventileren?
49
● Systeem B: Mechanische toevoer en natuurlijke
afvoer
Bron: Energie +
Ventilatie: Hoe ventileren?
50
● Systeem C: Natuurlijke toevoer en mechanische
afvoer
Bron: Energie +
Ventilatie: Hoe ventileren?
51
● Systeem D: Mechanische toevoer en afvoer
Bron: Energie +
Onmisbaar voor
passief-bouw
Ventilatie: Hoe ventileren?
52
Ventilatie: Hoe ventileren?
53
Ventilatie: Hoe ventileren?
Hygiënische ventilatie:
● Reglementering van toepassing
► NBN D50-001: dimensionnering voor residentiële
gebouwen (woning, rusthuizen,…)
► EN 13779: dimensionnering voor teriaire gebouwen
(kantoren, openbare gebouwen,…)
► EPB
► ARAB
54
Ventilatie: Hoe ventileren?
Twee basisprincipes:
1. Toevoerdebiet = Afvoerdebiet
55
Ventilatie: Hoe ventileren?
2. Pulsie – transfert – extractie
► Toevoer in “droge” lokalen”
► Transfert via circulatiezones
► Evacuatie de vervuilde lucht via “vochtige” ruimtes
Lucht
toevoer
“Droge”
ruimten
Living,
slaapkamer,
bureau
Transfert
Circulatie
Gangen,
traphal
Afvoer
“Vochtige”
ruimten
Keuken,
Badkamer,
WC, washok
Transfert
56
Ventilatie: Hoe ventileren?
● Residentiële toepassingen: NBN D 50-001 en EPB (eis 1: hygiënische)
TO
EV
OE
R
Lokaal Nominaal debiet Debiet mag
beperkt
worden tot
Maximale
toevoer(syst.
A,C) Alg. regel Minimaal
debiet
living
3,6
m³/h/m²
75 m³/h 150 m³/h
2 x Nominaal
debiet
kamers
25 m³/h 72 m³/h
(Bijlage VI) studeerruimten
hobbyruimten
EV
AC
UA
Tie
Lokaal Nominaal debiet Debiet mag
beperkt worden
tot
Alg. regel Minimaal debiet
Gesloten keuken
3,6 m³/h/m²
50 m³/h
75 m³/h badkamer
washok 75 m³/h
open keuken
WC - 25 m3/h -
Opmerking: Het debiet mag over verschillende openingen verdeeld
worden
57
Ventilatie: Hoe ventileren?
● Residentile toepassingen: NBN D 50-001 et EPB (exigence 1: hygienische ventilatie)
TR
AN
SF
ER
T
Als afvoer van lokaal Minimaal debiet Minimale opening onder
deur
living
25 m³/h 70 cm²
chambres
locaux d’étude
locaux de hobbies
TR
AN
SF
ER
T
Als toevoer van lokaal Minimaal debiet Minimale opening onder
deur
badkamer 25 m³/h 70 cm²
washok
cuisisne 50 m³/h 140 cm²
WC 25 m³/h 70 cm²
Opmerling: het debiet mag verdeeld worden door verschillende openingen
58
Ventilatie: Hoe ventileren?
● Residentiële toepassingen:
EPB: 22 m³/h/pers voor residentiële toepassingen
● Niet-residentiële toepassingen: EN 13779, EPB en
ARAB
► Ruimten bestemd voor menselijke bezetting
► Basis-classificatie “Indoor Lucht Quality” (IDA)
► EPB: minimum 22 m³/h per persoon
► ARAB: minimum 30 m³/h/persoon
60
Ventilatie: Hoe ventileren?
EN 13779 ‘High
quality’
‘medium
quality’
‘moderate
quality’
‘low quality’
Klasse IDA1 IDA2
IDA3 IDA4
Debiet
(m³/h.pers)
72
>54
45
(36-54)
29
(22-36)
18
<22
Koeling
● Voor nieuwe gebouwen Actieve koeling vermijden
► Onderzoeken vanaf ontwerp
› Zonnewinsten beperken
– Beglaasde oppervlakten naar Zuid en Oost beperken
– Zonnewering
› Interne warmtelasten vermijden
– Performante verlichting daglicht-gestuurd
– Efficiente IT-apparatuur en goed gelokaliseerd
› Koelcapaciteit van koude buitenlucht benutten
– Free-cooling
● Bestaande gebouwen toestand vermijden
► Oorzaak oververhitting vinden
► Zonnewering overwegen
Bron: energie+
Klimaatregeling
Oplossing Investering Exploitatiekost
Buitenzonwering
(screens)
750 € 0€/jaar
Koelmachine
raam
750€ 44€/jaar
● Indien behoefte koeling in winter free-chilling
► Gebruik van koude lucht om ijswater te koelen zonder koelgroep
► Buitenlucht < 8 … 10°C
► Vb: IT-zaal
● Energievernietiging vermijden!
► Gelijktijdig koelen en verwarmen
► Lokalen met grote warmtelast groeperen om ze apart te kunnen behandelen
Klimaatregeling
● Actieve koeling : split ou lokale koeling
Klimaatregeling
● Actieve koeling : split of lokale koeler
Bron: energie+
Klimaatregeling
● Actieve koeling : via ventilatie
Bron: energie+
Klilmaatregeling
● Actieve koeling : Lucht + Water Systemen
Bron: energie+
Klimaatregeling
● Actieve koeling : Lucht + Water Systemen
Bron: energie+
Klimaatregeling
70
Klimaatregeling: EPB reglementering
● Toepassingsgebied:
► Koelsystemen met een nominaal thermisch vermogen > 12 kW
● 9 eisen:
● 2 wettelijke handelingen
► Minimaal onderhoud
► Periodieke controle
› Na de installatie van een nieuw koelsysteem
› Om de 5 jaar bij P > 100 kW
› Om de 15 jaar bij 12 kW < P < 100 kW
71
Klimaatregeling: EPB regelgeving
● Periodieke controle
72
Verlichting
● Natuurlijke verlichting maximaliseren
Daglicht Kunstlicht
Daglicht
73
Verlichting
● Performante verlichtingstoestellen gebruiken
Energieverbruik voor om 100 lumen te produceren
No
dig
ve
rmo
ge
n
74
Verlichting
● Beheer in functie van aanwezigheid
►Wattpiek (Wp)
Maximaal elektrisch vermogen geleverd in standaard
testomstandigheden:
- een bezonning van 1.000 W/m2 ;
- een temperatuur van de panelen van 25°C ;
- een spectrale verdeling van de straling, ofwel AM 1.5
►Wattuur (Wh)
1 Wattuur energie verbruikt of geleverd door een
systeem met een vermogen van 1 Watt gedurende een
uur.
Basisbegrippen
Silicium polycristallin
75
Technologie: PV-oppervlakte die overeenkomt met kWp
Hoogperformant monokristallijn
(6 tot 9 m², ~150 Wc/m², η 12% tot 20%)
Modules
76 Bron: energieplus-lestie.be
Polykristallijn
(7,5 tot 10 m², ~100 Wc/m², η 11% tot 15%)
Amorf silicium
(14-20 m², 60-70Wc/m², η 5-7%)
Technologie: Energetische terugverdientijd van een
PV-installatie
► Voor een installatie met cellen in kristallijn silicium
► Energetische terugverdientijd = 19 … 40 maanden
► Hangt af van de bezonning
► Voor een dakinstallatie
► Indien levensduur installatie = 30 jaar factor 8 … 18
► Bron: Hespful / Ademe (Frankrijk)
77
Fotovoltaïsche
generator
Scheidingsschakelaar
gelijkstroom
Omvormer
Meter
“groenestroom-
certificaten"
Schakelaar
wisselstroom
Schakel-
bord
(met
differentieel-
beveiliging)
Bestaande
elektriciteits
meter (DNB)
vervangen
door een
“A+/A-”
Net
Elektrische
toepassingen
Gelijkstroom Wisselstroom
Verschillende functies van de omvormer:
- Omzetting van DC naar AC
- Synchronisatiefunctie met het netwerk
- Permanent zoeken naar maximaal vermogenspunt (MPP)
- Ontkoppelingsfunctie van het netwerk
© Energie Facteur 4 vzw
Schema van PV-systeem
78
Integratie op het dak
► Hellend dak
► Toiture plate
ANCRAGE DRAAGLAST
AANZUIG-/ONDERDRUK-
SYSTEEM
79
… minder
doeltreffend dan
…
Want ventilatie
langs onder
afkoeling
betere η
Bron: archiexpo.fr & WTCB
Vacuümeffect
Windverloop
Kosten: Investeringen
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
1 10 100 1000
Inve
ste
rin
g [
EU
R/W
p]
Vermogen [kW] 5 kWp
(Bron: PV Calc)
(Bron: Brugel, Voorstel betreffende de
vermenigvuldigingscoëfficiënt toegepast op fotovoltaïsche
installaties - Analyse van de economische parameters, 6 sept.
2013.)
Bron: Apere, Smartguide, 2013
/3 en 5 jaar!
80
EVOLUTIE VAN DE PRIJS VAN EEN GEMIDDELD E INSTALLATIE VAN 5 KWP
Aandachtspunten tijdens het ontwerp
Bron: Gids, G_ENE11 Installaties voor de opwekking van hernieuwbare energie genereren,
http://gidsduurzamegebouwen.leefmilieubrussel.be
1. Het elektriciteitsverbruik van het gebouw beperken
• Het elektriciteitsverbruik door verlichting beperken (zie G_ENE01 – Optimaal gebruik van kunstlicht)
• Het elektriciteitsverbruik door toestellen beperken (zie G_ENE06 – Warmtelasten beperken)
• Actieve koeling vermijden, passieve koeling gebruiken (zie G_ENE07 – Een passieve koelstrategie
toepassen) en de eventuele resterende koelvraag zo efficiënt mogelijk opwekken (zie G_ENE09 –
De beste productiewijzen voor hernieuwbare koeling kiezen)
• Efficiënt distributiesysteem voor verwarming, koeling en ventilatie (zie G_ENE10 – Verwarming,
koeling en sanitair warm water en G_ENE02 – Een energie-efficiënt ventilatiesysteem ontwerpen)
2. Het resterend elektriciteitsverbruik beoordelen
• Het elektriciteitsverbruik bepalen: jaarverbruik en bij voorkeur maandverbruik en,
eventueel, dagprofiel
3. Het potentieel voor levering van hernieuwbare elektrische energie beoordelen
Beschikbare dakoppervlakte. Beschikbaar draagvermogen van het dak. Schaduw,
oriëntatie en helling.
81
82
Nuttige hulpmiddellen, websites, enz. :
● EPB Reglementering
● Energie + : http://www.energieplus-lesite.be/
● Type-lastenboeken voor bouwheren en ontwerpers:
► www.leefmilieubrussel.be > Professionnelen > Gebouw (bouw,
renovatie, beheer) > Tools > REG tools
Referentie Gids Duurzaame Gebouwen en andere bronnen :
► www.leefmilieubrussel.be/gidsduurzamegebouwen
In het bijzonder fiches :
► G_ENE01 Optimaal gebruik van kunstlicht
► G_ENE02 Een energie-efficiënt ventilatiesysteem ontwerpen
► G_ENE08 De optimale productie- en opslagwijze voor verwarming en
sanitair warm water kiezen
► G_ENE09 De deste productiewijzen voor hernieuwbare koeling kiezen
► G_ENE10 Verwarming, koeling en sanitair warm water: efficiënte installaties
garanderen
●
●
83
Te onthouden van de presentatie
● De werking van een verwarmingssysteem
begrijpen
● De juiste vragen stellen bij SWW-productie
● De beperkende factoren voor het gebruik van
koeling begrijpen
● De methoden begrijpen om het energieverbruik
van verlichting te beperken
● Zijn mijn koel- en verwarmingsinstallaties conform
met de EPB-regelgeving?
