Optimalisatie van concepten voor vraaggestuurde...

Steven Rosseel

residentiële ventilatieOptimalisatie van concepten voor vraaggestuurde

Academiejaar 2007-2008Faculteit IngenieurswetenschappenVoorzitter: prof. dr. Bart VerschaffelVakgroep Architectuur en stedenbouw

Master in de ingenieurswetenschappen: architectuurScriptie ingediend tot het behalen van de graad van

Begeleider: Nathan Van Den BosschePromotor: prof. dr. ir. Arnold Janssens

VOORWOORD i

VOORWOORD

In een tijd waar we worden geconfronteerd met ernstige milieu- en energieproblemen,

leek het mij uitermate interessant om mijn scriptie te maken in het vakgebied van de

bouwfysica gerelateerd aan energiezuinigheid. De nieuwe en strengere normering

dwingt de markt om ook op het vlak van woningventilatie naar innovatieve, energie-

armere oplossingen te zoeken. Het leek mij uitdagend om mijn steentje bij te dragen in

dit proces. In België is residentiële vraaggestuurde ventilatie nog een redelijke nieuwe

branche, zeker in vergelijking met enkele van de ons omringende landen. Het vooron-

derzoek over dit thema was achteraf gezien het ideale werkmateriaal om verder onder-

zoek op te verrichten. Hieruit bleek dat verdere optimalisatie zeker nog mogelijk was.

In dit voorwoord zou ik graag enkele personen in het bijzonder bedanken.

In de eerste plaats wil ik mijn promotor, Prof. A. Janssens, en begeleiders Jelle Laverge

en Nathan Van Den Bossche willen danken. Vooral de onophoudelijke interactie met en

interventies door Nathan hebben mijn scriptie kunnen brengen tot wat het is gewor-

den. Ook de gezamenlijke maandelijkse interventies met alle begeleiders waren telkens

zeer zinvol.

Daarnaast wil ik volgende personen bedanken voor hun directe of indirecte bijdrage in

deze scriptie: Ivan Pollet van de firma Renson N.V. voor het leggen van de link met de

realiteit; prof. A. Blömsterberg en Prof. Liddament voor het opsturen van enkele moei-

lijk te vinden wetenschappelijke artikels en CD-roms; de vele bouwpromotoren en ar-

chitectenbureaus voor het opsturen van plannen van nieuwbouwappartementen en -

woningen; en W.S. Dols en G.N. Walton van het NIST, die als ontwikkelaars van het

softwarepakket CONTAM altijd zeer vriendelijk antwoordden op mijn vragen.

Vervolgens moet ik ook mijn collega-scriptiestudenten bedanken voor het regelmatig

wisselen van gedachten. Ook mijn vrienden, kotgenoten en ploegmaats wil ik niet ver-

geten: hun luisterend oor bij het aanhoren van vaak onvatbare interne monologen over

deze scriptie, waren een echte steun.

Ten slotte wil ik mijn ouders bedanken voor hun niet-aflatende steun, niet enkel tijdens

dit laatste scriptiejaar, maar ook en vooral tijdens mijn vijf lange en korte jaren aan de-

ze universiteit.

Steven Rosseel, 2 juni 2008

TOELATING TOT BRUIKLEEN ii

TOELATING TOT BRUIKLEEN

"De auteur geeft de toelating deze scriptie voor consultatie beschikbaar te stellen en

delen van de scriptie te kopiëren voor persoonlijk gebruik.

Elk ander gebruik valt onder de beperkingen van het auteursrecht, in het bijzonder met

betrekking tot de verplichting de bron uitdrukkelijk te vermelden bij het aanhalen van

resultaten uit deze scriptie."

Steven Rosseel, 2 juni 2008

OPTIMALISATIE VAN CONCEPTEN VOOR VRAAGGESTUURDE VENTILATIE iii

OPTIMALISATIE VAN CONCEPTEN VAN VRAAGGESTUURDE

RESIDENTIËLE VENTILATIE

door

Steven ROSSEEL

Promotor: prof. dr. ir. Arnold Janssens

Begeleider: Nathan Van Den Bossche

Scriptie tot het behalen van de graad van

Master in de ingenieurswetenschappen: architectuur

Vakgroep Architectuur en Stedenbouw

Voorzitter: prof. dr. Bart Verschaffel

Faculteit Ingenieurswetenschappen

Universiteit Gent

Academiejaar 2007-2008

SAMENVATTING

Deze scriptie toont de resultaten van een onderzoek tot simulatie van vraaggestuurde

ventilatiesystemen aan de hand van een vergelijking op basis van verschillende gelijk-

waardigheidscriteria (binnenluchtkwaliteit, energieverbruik en ventilatie-efficiëntie) en

een kostenfunctie.

De simulaties worden uitgevoerd in het meerzonemodel CONTAM op zowel een vrij-

staande modelwoning als een modelappartement via een deterministische aanpak. Ver-

schillende regelstrategieën voor elk onderdeel van het systeem worden uitgewerkt en

dan geanalyseerd op basis van de vernoemde criteria en kostenfunctie.

TREFWOORDEN

Vraagsturing, simulatie, optimalisatie, regeling, detectiemethodes, typologie, bewo-

nersgedrag

EXTENDED ABSTRACT iv

Optimization of concepts for demand-controlled

ventilation systems in residential buildings

Steven Rosseel

Supervisor(s): Arnold Janssens, Nathan Van Den Bossche, Jelle Laverge

Abstract� This paper presents the results of an optimization

process of exhaust-only, demand-controlled ventilation systems,

through a comparison based on several assessment criteria (IAQ,

energy use and ventilation removal efficiency) and a fitness func-

tion. Simulations executed in the multizone airflow network

model CONTAM are carried out on both a detached residential

building and an apartment by using a deterministic approach.

Several control strategies, defining an entity of controllers for

each component of the system are worked out, then analyzed in

accordance with those assessment criteria and fitness functions.

Keywords� Assessment, control equipment, DCV, optimiza-

tion, simulation, typology

I. INTRODUCTION

This research is a continuation and an extension of a re-

search project carried out by Van Den Bossche and Janssens

who made a (probabilistic) Mont-Carlo analysis of demand-

controlled ventilation systems in residential buildings [1].

That project highlighted IAQ and energy use in a detached

residential building where presence and humidity-controlled,

exhaust-only ventilation was applied (named C+), using the

multizone airflow network model CONTAM [2].

This research departs from this approach and shows the

process of optimization of several DCV strategies for an ex-

haust-only ventilation system. However, a simplified determi-

nistic approach was used to carry out simulations on two types

of residential building: a detached house and an apartment. In

a deterministic approach each input variable is set to its aver-

age value. Furthermore, several control strategies are worked

out, defining an entity of controllers for each individual com-

ponent of the system: air inlets, transfer devices, air outlets

and fan. The comparison of the several control strategies pro-

posed takes place by using a principle of equivalence for sev-

eral assessment criteria. This principle states that an innova-

tive ventilation system has to perform the same as or better

than a legally admitted system, derived from the prescriptive

Belgian ventilation standard NBN D50-001 [3].

These assessment criteria are IAQ, energy use and ventila-

tion removal efficiency. Also, in accordance with the multicri-

teria approach developed by El Mankibi [4], a global fitness

function is presented to allow an objective evaluation of the

different controllers integrating IAQ, comfort, energy and

depreciation criteria. The principle of the developed function

consists of converting all the assessment criteria to financial

equivalents, taking into account occupant productivity, dis-

comfort cost, heating and ventilating cost, and operating

cycles of equipment.

II. MODEL

The ventilation of the homes is investigated with the multi-

zone airflow network model CONTAM [2] on a detached

house [1] and an apartment, based on the statistical analysis of

newly built homes in Belgium.

The specifications of the modeling of the apartment are to a

large extent translated from the model parameters created in

the research by Van Den Bossche and Janssens [1]. The model

of the detached house has been re-used. The modeling para-

meters of the self-regulating air inlets, ducts, fan, contaminant

generation, moisture buffering, outdoor climate and occupan-

cy schedule are well explained in that paper.

Figure 1 Floor plan of the apartment and simulation model developed

Figure 1 shows the floor plan of the apartment: the surface

area is 87.0m² and the proportion of the building volume to

the heat loss surface area of the building is 1.32m. The indoor

temperature is 18°C throughout the year because CONTAM

cannot calculate different air temperatures inside ducts for

more than one week. The temperature also has an important

influence on the extraction rate, because the ventilation sys-

tem uses relative humidity as control parameter. Therefore the

temperature may cause some uncertainty in the stack effect

and hence in the total airflow rate in the building.

On the other hand, pressure differences are primarily de-

pendent on the fan of the ventilation system. In addition, the

influence of the overall temperature is of very little impor-

tance if the objective is to compare different ventilation sys-

tems. Simulations point out that the effect of local temperature

difference is more important than the variation in the average

temperature in the building. Using a simplification of the

temperature model, the testing of hybrid exhaust ventilation

will therefore include a small deviation or error band.

EXTENDED ABSTRACT v

Figure 1 Overview of the optimization methodology

I. CONTROL STRATEGIES DEVELOPED

The standard ventilation system is only controlled by a hu-

midity and presence sensor in the ‘wet’ rooms. To ensure

further energy savings, control strategies for the inlets are also

investigated, using CO2 and relative humidity (RH) detection

(III-A). Moreover, the size of the transfer devices is being

tested (III-B). The existing response curves of the humidity-

controlled air outlets are subjected to a sensitivity analysis of

both the size fraction control of the exhaust opening and the

extracted airflow rate (III-C). Finally, 4 basic strategies for

hybrid ventilation control are being simulated (III-D).

A. Air inlets

Two major categories of the control of air inlets have been

examined: CO2 and RH control. The CO2 control band can be

stepped, proportional or exponential as shown in Figures 3, 4

and 5.

Figure 2 Air inlet, stepped CO2 control

Figure 3 Air inlet, proportional CO2 control

Figure 4 Air inlet, exponential CO2 controls (2 types)

The upper and lower band switches used, i.e. CO2 concen-

tration difference, have been varied between 400 and 1000

ppm in many different intervals.

The RH control is based on the theory of humidity-

controlled air inlets developed by Jardinier et al. [5]. The air

inlet sensor incorporates the wide variation of the outside

absolute humidity by using a local relative humidity that de-

pends both on the absolute humidity and the temperature in

the sensor’s environment, which is linked to inside and out-

side temperature. Now, the sensor equivalent temperature is

given the by following equation (Eqn.1):

�� = �� − �� ∙ (�� − �� ) (1)

The correction coefficient (α ≈ 0.25) makes it possible for

the air inlets to work in almost all outdoor temperatures. AS a

result, the relative humidity differential has now been ampli-

fied by the effect of the α temperature correction coefficient.

More extensive explanation can be found in [5]. Only a simple

proportional control has been implemented to assess the RH

control, similar to the proportional CO2 control (Figure 4).

Also some restrictions on the air inlets are being simulated:

back-drafting on inlets and the number (and place) of sensors.

B. Transfer device

In the cross-flow ventilation strategy, the size of transfer

devices is essential to establish a good flow of air between the

‘dry’ rooms (living room, bedrooms, etc.) and the ‘wet’ rooms

(kitchen, bathroom, toilet, service room). Therefore, the size

has been varied around the mandatory sizes stated in the pre-

scriptive Belgian ventilation standard NBN D50-001 [3].

C. Exhaust openings

The existing humidity detectors control the airflow rate in

accordance with the relative humidity as shown in Figure 6

(blue line).

Figure 5 Humidity control standard system C+

A sensitivity analysis was carried out on the boundaries of

the relative humidity (standard is 25 to 70%) by varying the

lower limit (15/25/35%) and the upper limit (60/70/80%). The

black squares on Figure 5 indicate these boundaries. Secondly

0

25

50

75

100

0 200 400 600 800 1000 1200 1400

% opening air inlet

CO2concentration difference [ppm]

0

25

50

75

100

0 200 400 600 800 1000 1200 1400

% opening air inlet

CO2 concentration difference [ppm]

0

25

50

75

100

0 200 400 600 800 1000 1200 1400

% opening air inlet


0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 20 40 60 80 100

extrace

d air flow rate (m³/h)

Relative Humidity (%)

EXTENDED ABSTRACT vi

the extracted airflow rates have been examined by firstly va-

rying the lower limit flows and then for 1 lower limit to vary

the upper limit flows, in order to minimize the number of

simulations (see white triangles on Figure 6).

A. Exhaust duct/fan

Finally also four common applied hybrid ventilation tech-

niques are being upheld and simulated. These techniques

consist of switching between the natural and mechanical (fan)

mode and are based on temperature difference, RH level, CO2

concentration and airflow demand. All four techniques switch

on/off, without any stepped, proportional, or other kind of

band, but apply a dead band or bandwidth (see the red dotted

lines) to prevent the instability of the controller if the meas-

ured parameter continues to stay around the set point or

switching value. The basic principles are derived from Heisel-

berg [6]. Figures 7, 8, 9 and 10 show the respective graph: the

blue lines indicate the natural mode (fan turned off) and the

red dash line the mechanical mode (fan on).

Figure 1 Temperature switch, e.g. 8°C (BW 2°C)

Figure 2 RH switch, e.g. 60% (BW 10%)

Figure 3 CO2 concentration switch, e.g. 700ppm (BW 100ppm)

Figure 4 Total extraction rate switch, e.g. 60% (BW 10%)

II. PRINCIPLE OF EQUIVALENCE

A. Indoor Air Quality

As there are no specific criteria regarding IAQ in the Bel-

gian ventilation standard NBN D50-001 [3], a certain criterion

has to be chosen. To compare the different optimization tech-

niques in the field of indoor air quality, the cumulated carbon

dioxide levels above a threshold limit value of 1000 ppm

(absolute concentration difference) are regarded. The exceed-

ings during the heating season are multiplied by the time span

in which they occur. The outcome may not produce a signifi-

cant number, but it is a relatively easy method to apply to a

large number of simulations. The cumulated carbon dioxide

levels will be compared to the levels generated by a mandato-

ry ventilation system: the innovative DCV system should

perform better for every degree of airtightness.

[ ] [ ]{ }∑=

−n

i

LIMITiCOCO

1

22 0;max (1)

Where CO2,LIMIT is taken 350ppm outside +1000ppm band

= 1350ppm.

B. Ventilation effectiveness

To evaluate the ventilation effectiveness a fictive tracer gas

has been emitted in the simulation models every time a person

is present in a ‘wet’ room at a constant rate of 1l/s using

Source/sink element in CONTAM. The accumulation in all

rooms at those times (presence in wet rooms) has been re-

garded.

C. Energy use

The third criterion gives an idea of the energy loss by venti-

lation Hv expressed in kWh. The following equation is used:

)(34.0 )()(

1

ieii

hours

i

v VnH θθ −⋅⋅⋅=∑=

(2)

The total air infiltration and ventilation rate Q at each hour

(= n, the air change rate multiplied by V, the volume of the

home) will have to be heated from outside temperature θe(i) to

the indoor temperature ��(�) of 18°C. Neglecting the moisture,

the sensible heat can now easily be calculated.

D. Fitness functions

A fitness function is a multicriteria tool that aims at provid-

ing an objective measure of any controller by which its value

has to be minimized. The easiest way to build such functions

is to use a linear function of all the criteria [7]:

i

n

i

i CF ⋅=∑=1

1 α (3)

Where Ci is an individual performance of the i criterion and αithe coefficient representing the relative weight of the Ci criterion on the global performance.

One global fitness function F1 was developed in accordance

with three criteria (CIAQ , Cenergy and Clifespan ). The definition

of weights for the selected criteria was based on finding fi-

nancial equivalents for them. Research done on global fitness

functions by Cordier [8] has been used as starting point. CIAQ

is directly derived from IV.A (eqn. 2):

[ ] [ ]{ }0;max 22 boundiIAQ COCOC −= (4)

The energy criterion is split in two parts. The first part takes

the electric power consumed [W] by the fan into account and

the second part the energy loss by ventilation [kWh] (eqn.3):

∑=

=n

i

ifanenergy PC1

,1, (5)

0

1

-10 -5 0 5 10 15 20

on (1) / off(0)

outdoor temperatur [°C]

0

1

0 20 40 60 80 100

on (1) / off (0)

Relative Humidity [%]

0

1

0 250 500 750 1000 1250

on (1) / off (0)


0

1

0 20 40 60 80 100

on (1) / off (0)

% of total extraction volume

EXTENDED ABSTRACT vii

∑=

=n

i

ivenergy HC1

,2, (1)

Where Pfan ,i is the consumed electric power [W] and can be

calculated by following formula:

max

3

max, P

Q

QP

i

ifan ⋅

= (2)

Finally, to increase the life cycle of mechanical devices and

reduce maintenance or replacement cost, a stability or better

lifespan criterion has been introduced. The shorter a device

works, the longer the depreciation of life cycle will be and the

less expensive the system becomes. In this study this lifespan

criterion indicates only the percentage of the total time the fan

is working, by which the fan expresses the major mechanical

device working in the ventilation system.

The individual weights are ()* in €/ppm, ��+, ,1 in €/W, ��+, ,2 in €/kWh and .�/��01� in €/h:

0635.4 −=⋅

−⋅= EC

CC

V

Q

PkWh

ibound

IAQα (3)

0550.910003600

1, −=⋅

⋅= E

dtCkWhenergyα (4)

04.02, =energyα (5)

0343.3)(87600

(€)300−=

±= E

h

fan

lifespanα (6)

I. RESULTS AND DISCUSSION

The heating season (October 1 to April 15) was simulated

under the climate of Uccle (Belgium). The simulations aimed

at comparing the performance of the controllers developed.

All the numbers/benefits/percentages/.. are measured in ac-

cordance with the standard reference C system [3].

A. Air inlets

The CO2 control on the air inlets came out as a very effec-

tive measure to further reduce energy consumption: up to

49.6% profit in relation to the standard C system for the de-

tached house and up to 30.5% profit for the apartment. The

profit regarding the established fitness function F1 (eqn.4) is

for the apartment is up to €32 and for the house €122.50. At

the same time, the IAQ improved a lot, especially at the low-

est airtightness level of v50=0.6m³/(h.m²). No major differenc-

es are apparent for the different tested bands (stepped, propor-

tional or exponential). The proportional band (between maxi-

mum and minimum opening of the inlet) yields slightly better

results (around 1%). The higher the lower concentration of the

band (moving proportionally), the higher the (energy) profits

are and the more effective the intervention is on the control: a

proportional control band between 400-700 ppm is less effec-

tive than the band of 700-1000 ppm.

Simulations results of RH control on air inlets show that this

control type is a good alternative to CO2 control: (F1) - €25.90

(apartment) and -€114.40 (house).

Back-drafting should not be prevented, because no advan-

tages can be found. On the other hand a reduction of sensors is

possible, but only if the two rooms that are taken together,

have a similar occupation pattern and/or ventilation needs.

B. Transfer devices

Larger transfer devices can help the ventilation efficiency

and IAQ a lot; the minor energy penalty obtained because of

implementing those larger devices should not be seen as a

penalty.

C. Exhaust openings

The lower limits of the airflow fraction curves do not lead

to major difference in the criteria chosen. The choice can be

left open. Only the fact that there should always be a mini-

mum airflow to remove the building-related pollutants is es-

sential. On the other hand, the upper limits of airflow fraction

curves have a larger influence on energy savings (+12% in the

apartment & +6% in the detached house) and the removal

efficiency (-33.4% in the apartment & -27.5% in the detached

house). The sensitivity analysis carried out on the boundaries

of the relative humidity indicates that a lot of energy savings

can be achieved by raising those boundaries (+6.8%), without

a very large variation of the removal efficiency (-2.3%).

D. Ventilator

Of the four controls valuated, hybrid fan control based on

CO2 shows the best results: up to 44.2% energy savings for

the apartment and up to 76.0% for a detached house (F1: -

€58.40 or -49.4%). Temperature and RH control didn’t work

as planned and showed some simulation problems as well as

strange results (e.g. very low IAQ or unacceptable removal

efficiency). A better architecture of those controllers could

probably overcome this problem. The results of the extraction

rate switch (Figure 10) were not that good: only minor energy

savings and an almost critical IAQ. More elaborate research

should still be done on hybrid control.

II. CONCLUSION

The simulation results show a large potential for optimizing

the existing humidity and presence controlled ventilation

system C+. Great care should be taken to develop control

strategies for all the components of the system. CO2 control of

air inlets is a promising method, even though RH control is

also a good (and at present still cheaper) alternative. Further-

more, hybrid fan use can reduce energy consumption while

keeping CO2 concentrations under threshold values.

Comparing the detached house to the apartment, greater

savings can be obtained in the detached house.

ACKNOWLEDGEMENTS

The author would like to acknowledge the support of Prof.

Janssens and N. Van Den Bossche.

EXTENDED ABSTRACT viii

Table 1 Reference A system

Airtightness

[m³/(h.m²)]

IAQ [ppmh]

Energy [kWh]

ηremoval

[base =100]

F1

[€/heat.seas.]

0.6 1907895 2463.1 970.5 123.0

3 1020595 2652.3 928.8 126.7

6 470345 2878.4 896.1 133.4

9 213403 3102.3 873.2 141.2

12 98164 3328.4 856.3 149.8

Table 2 Reference C system

Airtightness

[m³/(h.m²)]

IAQ [ppmh]

Energy [kWh]

ηremoval

[base =100]

F1

[€/heat.seas.]

0.6 97194 2437.0 271.2 117.2

3 64307 2542.5 267.7 121.4

6 22041 2674.7 266.8 126.6

9 5603 2830.6 266.5 132.7

12 629 3001.0 266.3 139.5

Table 3 Air inlet control: simulation results [v50=3m³/(h.m²)]1

IAQ [ppmh]

Energy [kWh]

ηremoval

[base =100]

F1

[€/heat.seas.]

CO2-Step. 241085 1948.7 266.9 97.0

CO2-Prop.1 229332 1961.7 266.8 97.4

CO2-Prop.2 229727 1956.1 266.9 97.2

CO2-Prop.3 233907 1945.0 267.0 96.8

CO2-Exp.1 208015 1950.0 267.0 96.9

CO2-Exp.2 249039 2074.1 264.0 102.1

RH 278748 2000.8 265.6 99.2

Back-draft. 420160 1940.8 267.1 97.4

Table 4 Transfer device control: simulation results [v50=3m³/(h.m²)]

IAQ [ppmh]

Energy [kWh]

ηremoval

[base =100]

F1

[€/heat.seas.]

Size x 0.5 261789 1952.2 277.5 96.5

Size x 2 158025 2369.4 256.5 113.9

Table 5 Exhaust opening control: simulation results [v50=9m³/(h.m²)]

IAQ [ppmh]

Energy [kWh]

ηremoval

[base =100]

F1

[€/heat.seas.]

Low.Limit1 64048 2370.8 264.4 113.2

Low.Limit2 82477 2285.8 266.5 109.5

Upp.Limit1 70321 2259.3 352.4 107.8

Upp.Limit2 65882 2369.4 262.3 112.9

Bound.RH.1 58100 2422.9 277.4 115.0

Bound.RH.2 90849 2258.4 283.9 108.3

Table 6 Hybrid control: simulation results [v50=0.6m³/(h.m²)]

IAQ [ppmh]

Energy [kWh]

ηremoval

[base =100]

F1

[€/heat.seas.]

CO2-1 349289 1360.7 886.8 58.8

CO2-2 335328 1778.0 645.5 82.1

RH 1890587 1419.2 2336.1 67.8

Temp.-1 422121 2187.2 343.8 105.6

Temp.-2 743485 2005.1 608.7 94.5

Qfract.-1 476144 1952.2 301.9 90.9

Qfract.-2 935319 1876.3 304.5 87.5

1 In this paper conclusions are only given for the results of

the apartment.

REFERENCES

[1] N. Van Den Bossche and A. Janssens, Monte Carlo analysis of demand

controlled ventilation systems in residential buildings, Department of

Architecture and Urban Planning, Faculty of Engineering, Ghent Uni-

versity, 2007.

[2] Nist Multizone Modeling Website. http://www.bfrl.nist.gov/

[3] NBN D50-001, Ventilation in residential buildings (in Dutch), BIN,

Brussels, Belgium, 1991.

[4] M. El Mankibi and P. Michel, Hybrid ventilation performance assess-

ment using fitness functions, Proceedings of International conference:

Passive and low energy cooling for the built environment (palenc 2005), pp.403-408, Santorini, Greece, 19-21 May 2005.

[5] L. Jardinier, M. Jardinier, J.L. Savin and F. Siret, Hygrothermal beha-

vior of humidity controlled air inlet, 23rd AIVC Conference, Washing-

ton, 2003.

[6] P. Heiselberg, (Ed.), Principles of hybrid ventilation, Aalborg, Den-

mark, Hybrid ventilation centre, Aalborg University, 2002.

[7] P. Michel, Fuzzy controllers and smart tuning techniques for energy

efficiency and overall performance of HVAC systems in building, Final report, European project Genesys, 2000.

[8] N. Cordier, Développement et évaluation de stratégies de contrôle de

ventilation appliquées aux locaux de grandes dimensions, PhD Thesis, INSAL, Lyon, 2007.

INHOUDSTAFEL ix

INHOUDSTAFEL

VOORWOORD ......................................................................................................................................... I

TOELATING TOT BRUIKLEEN ............................................................................................................... II

OVERZICHT ........................................................................................................................................... III

EXTENDED ABSTRACT ........................................................................................................................ III

INHOUDSTAFEL .................................................................................................................................... IX

NOMENCLATUUR ................................................................................................................................. XI

1 INLEIDING .......................................................................................................................................... 1

1.1 Algemene inleiding ....................................................................................................... 1 1.1.1 Context .................................................................................................................................... 1 1.1.2 Doelstelling en overzichtsplan ............................................................................................... 2 1.1.3 Beperkingen van de studie..................................................................................................... 3

1.2 Bouwfysische begrippen ............................................................................................... 4 1.2.1 Algemene begrippen .............................................................................................................. 4 1.2.2 Natuurlijke ventilatie .............................................................................................................. 6 1.2.3 Mechanische ventilatie ......................................................................................................... 10

2 LITERATUURSTUDIE ........................................................................................................................ 14

2.1 ‘State-of-the-art’: Vraaggestuurde ventilatie ...........................................................14 2.1.1 Definitie ................................................................................................................................. 14 2.1.2 Achtergrond .......................................................................................................................... 15 2.1.3 Voordelen vraagsturing en energiebesparing .................................................................... 15 2.1.4 Regelparameters ................................................................................................................... 16 2.1.5 Componenten van het systeem ........................................................................................... 19 2.1.6 Gebruikersinteractie ............................................................................................................. 19

2.2 Hybride afvoerregeling ...............................................................................................20 2.2.1 Karakterisering van de hybride ventilatieprincipes ........................................................... 20 2.2.2 Hybride ventilatieregeling ................................................................................................... 20

2.3 Kwalitatief overzicht van de ventilatieconcepten ...................................................21 2.3.1 Inleiding ................................................................................................................................. 21 2.3.2 Systeem A: natuurlijke toevoer en afvoer ........................................................................... 22 2.3.3 Systeem C: natuurlijke toevoer en mechanische afvoer .................................................... 23 2.3.4 Systeem D: mechanische toevoer en afvoer........................................................................ 23 2.3.5 Discussie C of D ..................................................................................................................... 24

2.4 Mogelijke simulatieopties ..........................................................................................25 2.4.1 Overzicht................................................................................................................................ 25 2.4.2 Toevoer .................................................................................................................................. 25 2.4.3 Doorstroom ........................................................................................................................... 35 2.4.4 Afvoer .................................................................................................................................... 35

3 GELIJKWAARDIGHEID .................................................................................................................... 41

3.1 Binnenluchtkwaliteit ...................................................................................................41 3.1.1 Economische en gezondheidsfactoren ................................................................................ 41 3.1.2 Contaminanten en bronnen van vervuiling ........................................................................ 42 3.1.3 Binnenluchtklassen ............................................................................................................... 44

3.2 Efficiëntie ventilatie ....................................................................................................47 3.3 Energie ..........................................................................................................................47

INHOUDSTAFEL x

3.3.1 Inleiding ................................................................................................................................. 47 3.3.2 Kwantificeren energiebesparing ......................................................................................... 48

3.4 Prestatiefuncties ..........................................................................................................49 3.4.1 Inleiding ................................................................................................................................. 49 3.4.2 Prestatiefunctie F1 ................................................................................................................ 49 3.4.3 Prestatiefunctie F2 ................................................................................................................ 50 3.4.4 Prestatiefunctie F3 ................................................................................................................ 51

3.5 Evaluatiestrook ............................................................................................................55

4 MODEL ............................................................................................................................................. 56

4.1 CONTAM ........................................................................................................................57 4.1.1 Beschrijving van het programma ......................................................................................... 57 4.1.2 Theorie ................................................................................................................................... 57

4.2 Opbouw van het model ...............................................................................................60 4.2.1 Plannen en gevelaanzichten ................................................................................................ 60 4.2.2 Hygiënische ventilatiebehoeften ......................................................................................... 60 4.2.3 Algemene parameters .......................................................................................................... 60 4.2.4 Systeemparameters ............................................................................................................... 60

4.3 Optimalisatie ................................................................................................................63 4.3.1 Opties ..................................................................................................................................... 63 4.3.2 Stamboomstructuur .............................................................................................................. 63 4.3.3 Regelingen opgemaakt in CONTAM ................................................................................... 65

5 RESULTATEN .................................................................................................................................... 73

5.1 Simulaties .....................................................................................................................73 5.1.1 Algemeen A/C/C+® ................................................................................................................. 74 5.1.2 Toevoeropening .................................................................................................................... 75 5.1.3 Doorstroomopening ............................................................................................................. 81 5.1.4 Afvoeropening ...................................................................................................................... 82 5.1.5 Afvoerkanaal/Ventilator ....................................................................................................... 85

5.2 Overzicht .......................................................................................................................88 5.2.1 Toevoer .................................................................................................................................. 88 5.2.2 Doorvoer ................................................................................................................................ 89 5.2.3 Afvoer .................................................................................................................................... 89 5.2.4 Ventilator .............................................................................................................................. 90

6 GEBRUIKERSINTERACTIE ................................................................................................................. 91

6.1 Kort overzicht bewonersgedrag .................................................................................91 6.2 Vathorst .......................................................................................................................93 6.3 Enquête .........................................................................................................................93

6.3.1 Inleiding ................................................................................................................................. 94 6.3.2 Overzicht gestelde vragen.................................................................................................... 94 6.3.3 Resultaten en bespreking verschillende systemen ............................................................. 94 6.3.4 Verbanden over de vragenreeksen heen .......................................................................... 101 6.3.5 Conclusie onderzoek ........................................................................................................... 102

7 CONCLUSIE ................................................................................................................................... 104

7.1 Synthese van de studie ............................................................................................ 104 7.2 Perspectieven ............................................................................................................ 105

BIJLAGE A - E .............................................................................................................................. 106

REFERENTIES.............................................................................................. 125

FIGUREN & TABELLEN................................................................................ 129

NOMENCLATUUR xi

NOMENCLATUUR

AFKORTINGEN

AIVC

Air Infiltration and Ventilation Centre

ASHRAE

American Society of Heating, Refrigerating and

BLK

BinnenLuchtKwaliteit

CONTAM Multizone CONTAMinant analyse simulatieprogramma

EL²EP

Extreme Low Energy en Low Pollution project

EPB

Energie Prestatie en Binnenklimaat

FOD

Federale OverheidsDienst

HVAC

Heating Ventilation and Air Conditioning

IDA

Binnenluchtklasse (InDoor Air)

IEA

International Energy Agency

IWT

Instituut voor de aanmoediging van Innovatie door Wetenschap en Techniek in Vlaanderen

LVI

Lage Ventilatie Index

NBN

Norme Belge – Belgische norm

NEN

NEderlandse Norm NIS

Nationaal Instituut voor de Statistiek, FOD Economie – Afdeling Statis-tiek

NIST

National Institute for Standards and Technology (V.S.A.)

RESHYVENT RESidential HYbrid VENTilation SENVIVV

Studie over de Energieaspecten van Nieuwbouwwoningen in Vlaan-deren: Isolatie, Ventilatie, Verwarming

TIPVENT

Toward Improved Performances of mechanical VENTilation systems

TLC

Terminal Loss Coefficient

TRNSYS

TRaNsient SYStem simulatieprogramma

TRY

Test Reference Year: weerfile voor steden in EU en USA

VOC

Vluchtige Organische Componenten

WTCB

Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf

NOMENCLATUUR xii

SYMBOLEN

AV g/kg Absolute vochtigheid

Av m² Verliesoppervlak

C m³/(s.Pan) Stromingscoëfficiënt

CETA ppm CO2-concentratie in afvoerlucht

Ci ppm CO2-concentratie in binnenomgeving

Ci,grens ppm CO2-grensconcentratie in binnenomgeving

Ci,H20 kg/kg Concentratie H2O in binnenlucht

cp J/(kg.K) Specifieke warmte lucht bij 18°C (291,15 K)

Cp - Winddrukcoëfficiënt

Cs,H20 kg/kg Concentratie H2O in absorberend materiaal

cSUP ppm CO2-concentratie in toevoerlucht

ct ppm CO2-verontreinigingsconcentratie in binnenomgeving ( = cIDA)

h m/s Overgangscoëfficiënt

Hv,heat W/K Specifiek warmteverlies door ventilatie

m - Vermenigvuldigingsfactor ventilatiesysteem

ms kg/m² Massa per oppervlakte eenheid

n - Stromingsexponent

Nbew - Aantal bewoners in gebouw

Pdyn Pa Dynamische druk

Ps Pa Druk door schoorsteeneffect

Pwind Pa Winddruk

Qen - Genormeerde effectieve ventilatie

RV % Relatieve vochtigheid

S kg/s Vochtbuffering debiet

t s of h Tijd

v50 m³/(h.m²) Lekdebiet bij 50 Pa (luchtdichtheid)

Ve m³ Buitenvolume woning

Vi m³ Binnenvolume woning

vmet m/s Windsnelheid aan weerstation

Zmet m Hoogte waarop windsnelheid wordt gemeten

Zref m Hoogte van de dakrand αmet - Windprofiel aan weerstation αsensor - Correctiefactor sensortemperatuur (≈0.25) αterrein - Windprofiel van het terrein Δ m Penetratiediepte ΔP Pa Drukverschil ηvent % Efficiëntie van de verwijdering van contaminanten θe K Buitentemperatuur θi K Binnentemperatuur

θsensor K Sensortemperatuur ρlucht kg/m³ Luchtdensiteit bij 18°C (291,15 K)

1 INLEIDING 1

1

1.

INLEIDING

“Verwondering is het begin van de wijsheid.” (Plato)

“Als we wisten wat we deden, heette het geen onderzoek.” (Albert Einstein)

1.1 Algemene inleiding

1.1.1 Context

De energieprestatieregelgeving (EPB1) die sinds januari 2006 van kracht is in Vlaanderen

legt minimumeisen op aan de energieprestatie van nieuwe en gerenoveerde gebou-

wen. Die eisen hangen af van de bestemming van het gebouw en van de aard van de

werkzaamheden. Er zijn hierbij zowel eisen aan thermische isolatie (K-peil en U-

waardes) als eisen aan het binnenklimaat. Nu is er bij de berekening van het algemene

E-peil ruimte gelaten voor innovatieve bouwconcepten en -technologieën, waarbij een

alternatieve berekeningsmethode mag worden toegepast. Via een aparte ATG-E-

aanvraag kunnen innovatieve systemen toch gevalideerd worden binnen dit eisenpak-

ket en wordt innovatie dus aangemoedigd.

Voorwaarde is daarbij dat die innovatieve systemen beter zijn, of anders gezegd min-

stens ‘gelijkwaardig’ zijn aan traditionele, wettelijk toegestane systemen. De bereke-

ningsmethode om de potentiële energiebesparing van een innovatief systeem te bere-

kenen is niet eenduidig vastgelegd in de wetgeving. Om tot een sluitende en objectief

aanvaardbare ‘alternatieve’ berekeningsmethode te komen, dient er een grote weten-

schappelijk consensus te zijn over de gebruikte methodiek, parameters, eisen en evalua-

tiesysteem.

1 Energie Prestatie en Binnenklimaat

1 INLEIDING 2

In deze scriptie wordt verder gewerkt op een vooronderzoek naar optimalisatie van

ventilatiesystemen. Dit vooronderzoek, dat werd gemaakt in opdracht van de firma

Renson Ventilation N.V., handelt over hun vraaggestuurd extractiesysteem C+® [69] en

werd gefinancierd door het IWT.

1.1.2 Doelstelling en overzichtsplan

Doelstelling van deze scriptie is de mogelijkheden naar optimalisatie van bestaande

residentiële vraaggestuurde ventilatiesystemen en -concepten te onderzoeken aan de

hand van simulaties.

Volgende aspecten komen in deze scriptie naar voren:

In hoofdstuk 1 worden enkele essentiële begrippen betreffende ventilatie besproken,

als mede hun bouwfysische achtergrond.

Hoofdstuk 2 begint met een literatuurstudie over de huidige stand van kennis van

vraaggestuurde ventilatie. Ook wordt een korte, kwalitatieve analyse gemaakt over de

standaardventilatieconcepten om zo een duidelijk kader te creëren voor vraaggestuur-

de ventilatie. Op basis van de bevindingen uit de literatuurstudie wordt een overzicht

gegeven van mogelijke simulatieopties die kunnen uitgevoerd worden betreffende de

optimalisatie van de vraagsturing.

In hoofdstuk 3 wordt dan het gelijkwaardigheidprincipe aangehaald waarmee de eva-

luatie van nieuwe, innovatieve systemen moet gebeuren. Dit principe stelt dat een in-

novatief systeem minstens gelijkwaardig moet zijn aan een wettelijk toegestane sys-

teem, zoals voorgeschreven in de Belgische norm NBN D50-001. Verschillende criteria als

binnenluchtkwaliteit en energieverlies worden hierbij besproken, evenals enkele zelf

opgestelde prestatiefuncties die een globaler beeld kunnen geven bij de evaluatie van

regelingen.

De theoretische karakteristieken van het simulatieprogramma CONTAM en de opbouw

van het model in dit programma, worden vervolgens in hoofdstuk 4 behandeld. Bij de

opbouw van het model worden vooreerst de algemene en systeemparameters van de

verschillende referentiesystemen besproken. Ook worden de algemene zaken en be-

merkingen betreffende de optimalisatieregelingen uitvoerig en minutieus behandeld.

De opties voor regeling, de regelstrategieën en de omzetting in een model zijn hierbij

de drie kernpunten.

In hoofdstuk 5 worden de resultaten van de uitgevoerde simulaties gepresenteerd, in-

dividueel besproken en geëvalueerd via de in hoofdstuk 3 opgestelde evaluatiecriteria

en prestatiefuncties. Het volledige simulatieproces met de verschillende variaties (en

ook mislukkingen) wordt hierbij gerapporteerd.

Het voorlaatste deel, hoofdstuk 6, gaat over het bewonersgedrag bij of gebruikersin-

teractie met ventilatiesystemen. In het kader van deze scriptie werd een enquête opge-

steld rond dit thema, die vervolgens online op internet werd geplaatst. De resultaten

van deze enquête worden uitvoerig besproken en geïllustreerd aan de hand van grafie-

ken en diagrammen.

1 INLEIDING

In het laatste hoofdstuk word

voor verder onderzoek op dit thema.

1.1.3 Beperkingen

Twee grote beperkingen kunnen worden onderscheiden in deze studie. Ten eerste is

het thermisch comfort niet in rekening gebracht wegens de beperking

het gebruikte simulatiemodel CONTAM,

zoals bv. TRNSYS-COMIS wel heeft. Ten tweede is er geen probabilistische analyse

gepast, zodat de onzekerheid van de verschillende invoerparameters

king wordt genomen, maar

meter een gemiddelde waarde is toegekend.

Zo zal het ontwerp dat een bepaalde uitvoerparameter het meest

kleinste overschrijding van een grensconcent

ventilatieverlies, als het beste worden beschouwd. In feite is een deterministische m

thode niet echt aangewezen in een simulatiemodel met veel onzekerheden en

prestaties sterk afhangen

de vele regelingen die in deze scriptie worden getest, zou een probabilistische methode

teveel rekenwerk vergen

seerd tussen een deterministische en

Figuur 1.1: Deterministische versus probabilistische benadering

2 Een voorbeeld van een vaak gebruikte probabilistische methode is de Monte

In het laatste hoofdstuk worden ten slotte conclusies gemaakt, als mede aanbevelingen

voor verder onderzoek op dit thema.

Beperkingen van de studie


het thermisch comfort niet in rekening gebracht wegens de beperking

het gebruikte simulatiemodel CONTAM, waarbij geen thermische koppeling

COMIS wel heeft. Ten tweede is er geen probabilistische analyse

dat de onzekerheid van de verschillende invoerparameters

, maar wel een deterministische methode waarbij aan elke par

meter een gemiddelde waarde is toegekend.

Zo zal het ontwerp dat een bepaalde uitvoerparameter het meest

kleinste overschrijding van een grensconcentratie bij binnenluchtkwaliteit of

, als het beste worden beschouwd. In feite is een deterministische m

thode niet echt aangewezen in een simulatiemodel met veel onzekerheden en

afhangen van de bezettingsgraad en gebruikersprofielen.

die in deze scriptie worden getest, zou een probabilistische methode

teveel rekenwerk vergen. In onderstaande figuur wordt het onderscheid geschemat

seerd tussen een deterministische en probabilistische benadering

eterministische versus probabilistische benadering.

Een voorbeeld van een vaak gebruikte probabilistische methode is de Monte-Carlo

3

, als mede aanbevelingen


het thermisch comfort niet in rekening gebracht wegens de beperking opgelegd door

geen thermische koppeling mogelijk is,

COMIS wel heeft. Ten tweede is er geen probabilistische analyse2 toe-

dat de onzekerheid van de verschillende invoerparameters niet in aanmer-

een deterministische methode waarbij aan elke para-

Zo zal het ontwerp dat een bepaalde uitvoerparameter het meest optimaliseert, bv.

binnenluchtkwaliteit of kleinste

, als het beste worden beschouwd. In feite is een deterministische me-

thode niet echt aangewezen in een simulatiemodel met veel onzekerheden en als de

ad en gebruikersprofielen. Echter door

die in deze scriptie worden getest, zou een probabilistische methode

onderstaande figuur wordt het onderscheid geschemati-

probabilistische benadering (Figuur 1.1).

Carlo-analyse [70].

1 INLEIDING 4

1.2 Bouwfysische begrippen

1.2.1 Algemene begrippen

1.2.1.1 Lucht

In CONTAM wordt lucht behandeld als een ideaal gas met eigenschappen berekend

volgens de ideale gaswet:

2 ∙ 3 = � ∙ 5 ∙ 6 (1.1) Met:

2 Luchtdruk [Pa] 3 Luchtvolume [m³] � Molaire luchtmassa [mol] 5 Universele gasconstante van lucht, 8,314 [J/(mol∙K)] 3 6 Luchttemperatuur [K]

Waarbij de luchtdensiteit wordt gegeven door:

8 = 93 = 2(5 ∙ 6)

(1.2)

Met:

8 Luchtdensiteit [kg/m³] 9 Luchtmassa [kg]

1.2.1.2 Luchtdichtheid v50

Een luchtdichtheidstest van een gebouw, of de ‘blower door test’, is een gangbare ma-

nier om de luchtdichtheid van een gebouwschil te bepalen. Het gebruik van een venti-

lator in onder- of overdruk is relatief snel en goedkoop. De test karakteriseert zodoen-

de de luchtdichtheid van de gebouwschil onafhankelijk van weeromstandigheden. In

deze procedure plaatst men een grote ventilator of blazer in een deur of raam die een

groot en uniform drukverschil induceert over de gebouwschil4. Een gebruikelijke lucht-

dichtheidswaarde is een lekdebiet (v50) bij 50 Pa gedeeld door het gebouwvolume om

eenheden van ventilatievouden per uur te verkrijgen (ACH = Air Change Rate, h-1). Via

CONTAM kan er gemakkelijk een dergelijk test uitgevoerd worden. Hieronder wordt er

een voorbeeld van een dergelijke test getoond (Figuur 1.2).

3 [J] = [N.m] 4 p.27.12 [2]

1 INLEIDING 5

Figuur 1.2: Luchtdichtheidstest appartement, systeem A, v50 = 3 m³/(h.m²)

Hoe luchtdichter de schil, des te kleine de netto-energiebehoefte voor verwarming, op

voorwaarde dat alle overige parameters gelijk gehouden worden. Een gebrekkige

luchtdichtheid heeft veel nadelen: oncontroleerbaar energieverbruik; tochtproblemen;

slechtere geluidsisolatie; grotere kans op vochtmoeilijkheden; afbraak van de warmte-

isolerende kwaliteit en thermische traagheid etc.

Luchtdichtheid wordt, zoals eerder aangehaald, gemeten door middel van een ‘op-

blaasproef’. Alle buitendeuren, ramen en ventilatievoorzieningen gaan dicht en bin-

nendeuren wordt opengezet. In de plaats van de inkomdeur komt een deur met inge-

bouwde, geijkte ventilator. Daarmee wordt het gebouw in over- of onderdruk gezet.

Per drukstap noteren we het ventilatordebiet :; en het luchtdrukverschil :; = 1 ∙ ∆2=, met a de luchtdichtheidscoëfficiënt en b de luchtdichtheidsexponent van het gebouw.

Hoe kleiner a, des te luchtdichter de verliesoppervlakte5.

Als kenmerkende waarde wordt het ventilatievoud bij een drukverschil van 50 Pa ge-

nomen (v50). Hoe kleiner v50 [h-1], des te beter de luchtdichtheid. Een raming van het

gemiddelde ventilatievoud bij bewoning, uitgaande van v50, gebeurt o.a. met de vuist-

regel: v = v50 / (10... 20) + vu, met vu de extra ventilatie ten gevolge van het gebouwge-

bruik. De laatste jaren worden in diverse landen eisen gesteld aan de luchtdichtheid van

de verliesoppervlakte (Tabel 1.1). Nogmaals, een luchtdichter verliesoppervlakte impli-

ceert dat werk moet worden gemaakt van een goed ontworpen ventilatiesysteem. Zo-

niet, ontstaan vervelende binnenmilieuproblemen uit vlak van comfort, gezondheid en

vochthuishouding.

v50 in [h-1] Wijze van ventileren

> 13 te luchtopen 8 - 13 Gematigd klimaat

Koud klimaat Natuurlijke ventilatie via infiltratie Te luchtopen

5 - 8 Gematigd klimaat Koud klimaat

Te luchtdicht voor natuurlijke ventilatie via infiltratie, te luchtopen voor gestuurde ventilatie Te luchtopen


Gestuurde natuurlijke ventilatie of afzuigventilatie Afzuigventilatie


Gebalanceerde ventilatie Gebalanceerde ventilatie

< 1 Gematigd klimaat Koud klimaat

Gebalanceerde ventilatie Gebalanceerde ventilatie

5 De verliesoppervlakte is de oppervlakte van een gebouwschil die in contact staat met de buitenomgeving.

Project File: app_A_3

time: Jan01 00:00:00

flows: [sm^3/h]

level <1>appartment<1>appartment<1>appartment<1>appartment<1>appartment<1>appartment<1>appartment<1>appartment<1>appartment<1>appartment

from\to 05_Playroom08_Hall 03_Toilet 07_Bedroom202_Kitchen04_Bathroom01_Livingroom06_Bedroom1Cookerhood(Rec)Cookerhood(Sup)duct ambt vol

<1>appartment05_Playroom 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 144,1 30.74

<1>appartment08_Hall 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 18.95

<1>appartment03_Toilet 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3.38

<1>appartment07_Bedroom2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 94,58 23.7

<1>appartment02_Kitchen 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 22.75

<1>appartment04_Bathroom 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 13.5

<1>appartment01_Livingroom 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 250 83.72

<1>appartment06_Bedroom1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 155,4 15.36

<1>appartmentCookerhood(Rec) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

<1>appartmentCookerhood(Sup) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

duct 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

ambt 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

644,08

1 INLEIDING 6

Tabel 1.1: Luchtdichtheid en wijze van ventileren, bron Hens [31]

1.2.2 Natuurlijke ventilatie

1.2.2.1 Drijvende krachten

1.2.2.1.1 Wind

Figuur 1.3: Winddrukken op een gebouwschil

Wind die blaast op een rechthoekig gebouw induceert een positieve druk op de loefzij-

de en een negatieve druk op de lijzijde en in het zog van de zijdelingse vlakken. Dit

maakt dat lucht door openingen gaat en zo vanaf de positieve drukzijdes naar de nega-

tieve drukzijdes door het gebouw stroomt. Op het dak heerst er eveneens een onder-

druk, door de zuiging van de wind (Figuur 1.3).

De ontstane drukverdeling is proportioneel met de heersende windsnelheid en wordt

beschreven door de vergelijking van Bernoulli:

2> = 8 ∙ ?@ ∙ AB2

(1.3)

Met

2> Winddruk op een bepaald punt [Pa] 8 Luchtdensiteit [kg/m³] ?@ Winddrukcoëfficiënt [-] A Lokale windsnelheid op referentiehoogte [m/s]

?@ is een empirisch afgeleide parameter, die hoofdzakelijk gebaseerd is op resultaten

uit windtunneltesten. Er wordt verondersteld dat hij onafhankelijk is van de windsnel-

heid, maar wel varieert volgens de windrichting en locatie op de gebouwschil. Deze

waarde wordt sterk beïnvloed door de (obstructie-elementen in de) omgeving van het

gebouw. Typische ?@-waarden zijn terug te vinden in het AIVC-handboek, Appendix 2,

p.257-260 [45].

De windsnelheid kan worden bepaald met onderstaande formule, die rekening houdt

met de ruwheid van het terreinoppervlak en de hoogte boven de grond. Er wordt ge-

bruikt gemaakt van een referentieniveau voor de windsnelheid (Figuur 1.4). Hiervoor

1 INLEIDING 7

wordt gewoonlijk de gebouwhoogte gekozen. Specifieke winddata zijn normaal nooit

beschikbaar, waardoor informatie van een lokaal weerstation, i.c. Ukkel, moet worden

gebruikt. Zulke data zullen dan worden gecorrigeerd om het verschil in gebouwhoogte

en terreinruwheid in rekening te brengen.

A>CDE,F = A>CDE,GHI ∙ J ∙ K; (1.4) Met A>CDE,F Windsnelheid op gebouwhoogte [m/s] A>CDE,GHI Windsnelheid gemeten op 10 [m] in open landschap [m/s] K Gebouwhoogte [m] J, 16 Constanten afhankelijk van terreinruwheid [-]

Figuur 1.4: Invloed van windprofiel en -snelheid op de lokale windsnelheid

De windkracht die de woning omspoelt is meestal lager dan de gemiddelde, opgegeven

meteorologische windsnelheden voor een bepaalde regio, en de meteorologische ge-

gevens overschatten de winddrukken op de gebouwschil. Dit komt doordat deze waar-

den gemeten worden in een weerstation, in een open vlakte zonder omgevende ge-

bouwen, hindernissen of topografische verschillen en op een hoogte van 10 m.

1.2.2.1.2 Temperatuur

Figuur 1.5: Drukverschillen en luchtstroompatroon door effect van het temperatuurverschil

6 Zie AIVC-handboek p.230 [37]

1 INLEIDING 8

Het drukverschil door schoorsteeneffect ∆2M tussen twee verticaal gelegen openingen

wordt bij toepassing van de ideale gaswetten:

∆2M = −8N ∙ + ∙ 273.15 ∙ (ℎB − ℎS) ∙ T 1�H − 1�CU

(1.5)

Met:

∆2M Drukverschil door het schoorsteeneffect [Pa] 8N Luchtdensiteit bij 273,15 K, 1,29 [kg/m³] g Valversnelling, 9,81 [m/s²] �H Temperatuur buitenlucht [K] �C Temperatuur binnenlucht [K] ℎS Hoogte opening 1 [m] ℎB Hoogte opening 2 [m]

Figuur 1.6: Drukverschil door schoorsteeneffect tussen twee verticaal gelegen openingen

Het vlak waar er geen drukverschil tussen binnen en buiten is, wordt het neutraal druk-

vlak genoemd.

1.2.2.1.3 Combinatie

De totale druk wordt verkregen door de winddruk en druk geïnduceerd door het

schoorsteeneffect bij elkaar op te tellen:

2IVI;;W = 2> + 2M (1.6)

1.2.2.2 Luchtstroom door openingen

Luchtstroming door een lek, een raamaanslag, een deuraanslag, een opening, een roos-

ter, een leiding, een ventilatiepijp... kan men beschrijven via volgende formule voor een

massabalans:

:; = Y;7 ∙ ∆2 = 1 ∙ ∆2= (1.7) Met: 7 In sommige gevallen beschrijft Y; de luchtdoorlatendheid van een onderdeel (denk aan een rooster of een pijp), in andere gevallen gaat het om een waarde per lopende [m] bij voeg, spouw of per [m²].

1 INLEIDING 9

:; Massadebiet van de luchtstroom [kg/s] a Doorlatendheidscoëfficiënt bij 1 Pa [-] ∆2 Drukverschil [Pa] b Doorlatendheidsexponent [-] Y; Luchtdoorlatendheid van een component, 1 ∙ ∆2=ZS [-]

Het verband tussen de luchtstroom Q, als volumebalans, door een opening in een ge-

bouwschil en het drukverschil hierover, noemt men dus de lekkage van die opening en

kan men ook met de volgende, meer klassieke vergelijking voor het luchtdebiet door

een opening beschrijven:

* = ?E ∙ ) ∙ [2 ∙ ∆28 (1.8)

Met:

* Luchtdebiet [m³/s] ?E Ontladingscoëfficiënt voor de opening8 [-] ) Oppervlakte van de opening [m²] ∆2 Drukverschil over de opening [Pa] 8 Luchtdensiteit, 1,2 [kg/m³]

Vaak wordt deze uitdrukking vereenvoudigd tot de bekende krachtwet of ‘Power-law’:

* = ? ∙ ∆2D (1.9) Met:

? Stromingscoëfficiënt [m³/(s∙Pan)] � Stromingsexponent, 0.5 (kleine opening) – 1.0 (grote opening)

[-]

Infiltratie is het gevolg van lucht die stroomt door openingen, groot en klein, opzette-

lijk en ongewild, in de gebouwschil. Simulatieprogramma’s vergen een mathematisch

model van de stroomkarakteristieken van deze openingen. In hoofdstuk 27 van ASHRAE

Fundamentals-handboek [4] is er een inleiding op dit thema te vinden. Er wordt aange-

nomen dat de stroom in elk luchtstroomelement zich volgens de vergelijking van Ber-

noulli gedraagt, met het drukverschil over de opening:

∆2 = ]2S + 8 ∙ ASD2 ^ − ]2B + 8 ∙ ABD2 ^ + 8 ∙ + ∙ (KS − KB)

(1.10)

Met:

∆2 Drukverschil over de opening [Pa] 2S, 2B Statische druk binnen en buiten [Pa] 8 Luchtdensiteit, 1,2 [kg/m³] + Valversnelling, 9,81 [m/s²] KS, KB Hoogte binnen en buiten [m] AS, AB Snelheid binnen en buiten [m/s]

8 Hangt af van de vorm van de opening en het drukverschil

1 INLEIDING 10

Volgende parameters hebben betrekking op de zones: druk, temperatuur en hoogte-

peil. De waarden van de hoogte van de zone worden gebruikt om drukken door het

schoorsteeneffect te bepalen. Als de zone een kamer voorstelt, kunnen de lucht-

stroomelementen die met de kamer verbonden zijn op een andere hoogte liggen dan

de referentiehoogte. De hydrostatische vergelijking wordt gebruikt om het drukverschil

over een luchtstroomelement te relateren aan de hoogtes van de elementuiteinden en

de zone zelf, door te veronderstellen dat lucht in de kamer op constante temperatuur

is. Druktermen kunnen herschikt worden en een mogelijke winddruk voor de openin-

gen in de gebouwschil kan toegevoegd worden, zodat men volgende formule bekomt:

∆2 = 2_ − 2C + 2M + 2> (1.11) Met:

∆2 Drukverschil over de opening [Pa] 2C, 2_ Totale druk in de zones i,j [Pa] 2M Drukverschil als gevolg van verschil in densiteit en hoogte of drukverschil als gevolg van schoorsteeneffect

[Pa]

2> Drukverschil als gevolg van wind [Pa]

1.2.3 Mechanische ventilatie

1.2.3.1 Ventilator9

1.2.3.1.1 Werkingspunt

Het werkingspunt is het snijpunt (3) tussen de ventilatorkromme (1) en de leidingkarak-

teristiek (2) die een tweedegraadsfunctie is.

Figuur 1.7: Ventilatorwerking

1.2.3.1.2 Ventilatorwetten

Bij verandering van het toerental zal het debiet evenredig veranderen:

9 Gebaseerd op documentatie van GEA Happel, http://www.gea-happel.be

1 INLEIDING 11

`��`1. 1`��`1. 2 = a�b��` 1a�b��` 2

(1.12)

De ventilatordruk verandert evenredig met het kwadraat van de toerentalaanpassing:

c`��`1. 1`��`1. 2dB = a�eJ 1a�eJ 2

(1.13)

Het opgenomen vermogen verandert evenredig met de derde macht van de toerenta-

laanpassing:

c`��`1. 1`��`1. 2df = A��9�+�� 1A��9�+�� 2

(1.14)

1.2.3.1.3 Werking van de ventilator

Een ventilator versnelt de lucht op de schoepen. In het slakkenhuis wordt deze snelheid

omgezet in statische druk. Niet alle snelheid wordt omgezet in druk: de overblijvende

restsnelheid, of uittredesnelheid AgHMI, bepaalt de dynamische druk:

2EhD = 8 ∙ AgHMIB2

(1.15)

1.2.3.2 Leidingen

De theorie over leidingen (en kanalen) is goed uitgelegd en samengevat in hoofdstuk

35 van ASHRAE Fundamentals Handbook [4]. Analyse wordt gedaan op basis van de

formules van Bernoulli en zijn veronderstellingen.

De wrijvingsverliezen in een sectie van een leiding of kanaal worden gegeven door:

∆2i = / ∙ jk ∙ 8 ∙ AB2

(1.16)

Met:

∆2i Drukverliezen door wrijving in (sectie van) leiding [Pa] / Wrijvingsfactor [-] j Lengte leiding [m] k Hydraulische diameter [m] 8 Luchtdichtheid, 1,2 [kg/m³] A Snelheid [m/s]

De dynamische verliezen als gevolg van aansluitingen en dergelijke worden op hun

beurt gegeven door:

∆2E = ?E ∙ 8 ∙ AB2

(1.17)

Met:

?E Dynamische verliescoëfficiënt [-]

1 INLEIDING 12

Het totale drukverlies wordt dan gegeven door:

∆2 = ∆2i + l ∆2E

(1.18)

Aangezien m = 8 ∙ A ∙ ) m = n2 ∙ 8 ∙ )B ∙ ∆2/ ∙ jk + ∑ ?E

(1.19)

CONTAM berekent de wrijvingsfactor door gebruik te maken van de niet-lineaire Cole-

brook vergelijking [45, p.2.9 eqn.29b]:

1p/ = 1,44 + 2 ∙ log ]1 + 9.35� ∙ t/k ∙ p/^

(1.20)

Met

t Ruwheid [-] 5� Getal van Reynolds [-]

5� = 8 ∙ 3 ∙ kv = m ∙ kv ∙ )

(1.21)

Deze niet-lineaire vergelijking kan gemakkelijk opgelost worden door volgende itera-

tieve uitdrukking te gebruiken, afgeleid van vergelijking (1.20) via Newtons methode:

+∗ = + − + − + x ∙ ln(1 + + ∙ y)1 + x ∙ y/(1 + + ∙ y)

(1.22)

Met:

g p/ [m³/s] α 1.14 − γ ∙ ln {tk| [-] y 9,3{5� ∙ tk| [-]

x 2 ∙ log(�), = 0,868589

[-]

De convergerende oplossing wordt bereikt in 2 of 3 iteraties van vergelijking (1.22)

door g = als startwaarde te stellen. De opgeslagen g-waarde van een vorige tijdstap

wordt gebruikt om de g-waarde te berekenen voor de volgende tijdstap voor een speci-

fiek leidingelement, en als het stroomdebiet niet drastisch is veranderd, zal er slechts 1

enkele iteratie van de vergelijking (1.22) nodig zijn om de wrijvingsfactor te berekenen.

De exacte afleidingen van vergelijking p/ zijn moeilijk te berekenen, zodoende ge-

bruikt CONTAM een secans-benadering. De afleidingen hebben te lijden onder het

standaard probleem van krachtwetvergelijkingen, nl. ze worden ongedefinieerd als ∆2 naar 0 nadert. Dit wordt opgelost in CONTAM door de lineaire benadering

1 INLEIDING 13

m = ?~ ∙ 8 ∙ ∆2v

(1.23)

Een meer gedetailleerde beschrijving van de stroom in laminair regime kan verder wor-

den ontwikkeld, maar dit zou hoogst waarschijnlijk het detailniveau overschrijden

waarin de rest van het probleem in CONTAM wordt beschreven.

2 LITERATUURSTUDIE 14

2

2. D

LITERATUURSTUDIE

“Een verstandig man beoordeelt het nieuwe naar het oude.” (Sophocles)

“Nuchter zijn en twijfelen, dat is de kern van wijsheid.” (Epicharmos)

2.1 ‘State-of-the-art’: Vraaggestuurde ventilatie

Met de term ‘state-of-the-art’ wordt in wetenschappelijke kringen gedoeld op de hui-

dige stand van zaken, technologie of kennis. De positionering van vraaggestuurde ven-

tilatie in het volledige ventilatieplaatje is niet zonder meer arbitrair, maar is een onder-

deel in de ontwikkeling van de ventilatietechnologie en -kennis.

2.1.1 Definitie

Wat wordt nu precies met bedoeld met vraagsturing, vraaggestuurde ventilatie of

vraaggeregelde10 ventilatie? In het ventilatiehandboek van het AIVC-centrum lezen we

volgende definitie [45]:

‘Vraaggestuurde ventilatiesystemen voorzien dat het (hygiënisch) ventilatiedebiet au-

tomatisch geregeld wordt afhankelijk van de variaties van de binnenluchtkwaliteit.

Ventilatie wordt daardoor enkel geleverd waar en wanneer er nodig is, en op andere

tijdstippen kan de ventilatie gereduceerd worden om ruimteverwarming en koelverlie-

zen te minimaliseren.’

Vraagsturing is met andere woorden optimaal omspringen met de te leveren ventilatie-

lucht op basis van plaats, bezetting en tijdstip.

10 In het Engels spreekt men van ‘Demand Controlled Ventilation’, acroniem DCV


2.1.2 Achtergrond

Enkele trends liggen aan de basis van het groeiende potentieel voor deze technologie.

Als we kijken naar de situatie in Nederland, bestaat hun huizenmarkt anno 2008 uit

30% appartementen (v50, gem = 3-4 h-1) en 70% eengezinswoningen (v50,gem. = 7-9 h-1),

waarbij de nieuwe woningen steeds luchtdichter gebouwd worden [14]. Terzelfder tijd

gaat het bewonersaantal per woning elk jaar stelselmatig achteruit. Zo is de bezetting

met 21% gedaald tussen 1990 en 2005. Ook in Frankrijk is dezelfde trend vast te stellen,

zoals af te lezen in onderstaande tabel [39]:

1973 1984 1992 2002 m²/bewoner 25 31 34 37 Zeer dichte bezetting 4,7% 1,7% 1,3% 0,9% Dichte bezetting 17% 11,1% 9,6% 9,3% Normale bezetting 29,4% 26% 22,8% 22,6% Lagere bezetting 25,6% 29,4% 26,7% 25,7% Onderbezetting 23,% 31,8% 39,7% 41,6%

Tabel 2.1: Franse statistieken (INSEE), 2003, voor de gehele huizenmarkt

In België is deze trend ook vast te stellen, zo blijft uit cijfers van het NIS. Niet enkel in

de Westerse landen, maar ook elders bestaan gelijkaardige cijfers: in Russische stedelij-

ke gebieden is het bewoonbare oppervlakte per persoon in slechts 12 jaar tijd met 26%

gegroeid: van 15,7 m² in 1990 tot 19,8 m² in 2002. Hoewel de grootte nog steeds lager

is dan in Westerse landen, is deze dalende trend ook daar duidelijk te herkennen [39].

Hoe lager de bezetting is, hoe lager de noodzaak tot (continue) ventilatie is en hoe ef-

ficiënter (grotere energiebesparing) bijgevolg vraagsturing wordt. Deze trends bevesti-

gen dus het groeiend potentieel voor vraaggestuurde ventilatie in de nabije toekomst.

2.1.3 Voordelen vraagsturing en energiebesparing

De voordelen ten opzichte van een klassiek systeem C of D zijn11: minder energiever-

bruik bij minstens eenzelfde binnenluchtkwaliteit [13]. Bij klassieke mechanische syste-

men wordt de ventilatorstand manueel zeer vaak bijgeregeld op een te lage stand, ten

gevolge van het vaak storende ventilatorgeluid, met onderventilatie en slechtere bin-

nenluchtkwaliteit als nadelige gevolgen. Bij alle soorten mechanische ventilatiesyste-

men wordt om de hierboven aangehaalde redenen in de praktijk dus vaak te weinig

geventileerd [64], met een slecht binnenluchtkwaliteit tot gevolg.

Het toepassingsgebied van vraaggestuurde ventilatie is zowel nieuwbouw als renovatie

[34, 40]. De slaagkans van vraagsturing in woningen is afhankelijk van de regelgeving,

de kostprijs [39], maar ook de performantie op vlak van binnenluchtkwaliteit en ener-

giebesparing, het algemene comfort, het gemak van onderhoud, het uitzicht... kunnen

zeker een rol spelen (§ 6.2).

Het precieze reductiepotentieel van vraaggestuurde ventilatie hangt af van verscheide-

ne factoren [54, 62]: klimaat, gebouwtype, ventilatiesysteem, bezettingspatroon, lucht-

11 de bespreking van de traditionele ventilatieconcepten gebeurt in § 2.3


dichtheid, hoeveelheid gebouwgebonden contaminanten etc. De energiebesparing ligt,

afhankelijk van het onderzochte model, tussen 5 en 85% (Tabel 2.2).

Gebouwtype Simulatie Meting Klimaat Energiebesparing [9] Kantoor X Matig 75 - 85% [62] Alle X Streng 30 - 45% [65]

Residentieel X X Streng/Matig 26-30%

[54] Commercieel X Streng/Matig Tot 75% [25, 26] Alle X X Matig / Mild 5 – 80% [66] Alle X Matig Tot 50% [10] Kantoor X X Matig Gemiddeld 40 / 42% [23] School X Matig Tot 78.5% [8] Residentieel X Streng 20-30%

Tabel 2.2: Energiebesparing door vraaggestuurde ventilatie

De impact van vraaggestuurde ventilatie op gebouwgebonden contaminanten, voor-

namelijk VOC12, is al vaak bediscussieerd [44], waarbij aangenomen wordt dat, als de

CO2-concentraties door middel van het systeem onder limietwaarden gehouden wor-

den, de andere contaminanten ook voldoende zullen verdund en geëxtraheerd worden.

Opdat dit zou slagen, moeten er twee zaken mee worden genomen: ten eerste bronbe-

strijding van dergelijke contaminanten door de juiste keuze van bouwmaterialen en

constructiewijzen en ten tweede ook altijd een minimaal ventilatiedebiet voorzien [55].

2.1.4 Regelparameters

2.1.4.1 Vooraf

Onder regelparameters worden verstaan die parameters die gebruikt worden om de te

regelen parameters (CO2, relatieve vochtigheid, enthalpie...) of geregelde parameters te

regelen en te optimaliseren.

Vooraleer de werking van de regeling te beschrijven, kan het interessant zijn stil te

staan bij enkele a priori factoren. Zoals al aangehaald is een criterium ter beoordeling

van een ventilatiesysteem bv. de behaalde binnenluchtkwaliteit. Wyon [79] toonde aan

dat prestaties van werknemers in werksituaties in kantoren significant en substantieel

worden beïnvloed door veranderingen in de binnenluchtkwaliteit. Hoewel dit eigenlijk

betrekking heeft op werksituaties, kan deze gedachte toegepast worden op woonsitua-

ties, waar een goede binnenluchtkwaliteit ook essentieel is. Minder comfort wil in feite

zeggen dat het ventilatiesysteem minder performant. Zeer belangrijk hierbij is te weten

de mens 90% van zijn tijd doorbrengt in gebouwen, waarvan het grootste deel in zijn

woning [79].

Er zijn veel regelparameters voorhanden: manuele regeling, timer, lichtschakelaar, rela-

tieve vochtigheid, beweging, VOC of gemengde gassen, CO2, kleine partikels, radon...

VOC-sensoren zijn zeer gevoelig voor geuren en verbrandingsproducten, maar voor een

goede indicatie van de bezetting is CO2 een betere regelparameter [25]. Eveneens is de

afbakening van de juiste grens en het juiste bereik om op te sturen bij VOC-sensoren

12 Volatile Organic Compounds of Vluchtige Organische Componenten


zeer moeilijk en voorlopig niet betrouwbaar genoeg. CO2 daarentegen is een meer ge-

schikte en gebruikte Regelparameter bij vraaggestuurde ventilatiesystemen, maar be-

langrijk daarbij te weten is dat CO2 zeker niet de enige contaminant is. De CO2-

concentraties die in woningen voorkomen zijn op zich totaal niet schadelijk voor de

gezondheid. Daarvoor zijn veel hogere concentraties (en langdurige blootstelling er-

aan) nodig. Wel is CO2 zeer verdienstelijk om de algemene binnenluchtkwaliteit te ken-

nen en hierop vervolgens te sturen [25, 45, 58].

Liddament, Temple en Holton stelden vast dat ook de condities van het buitenklimaat

met hun parameters rekening moeten gehouden worden [45, 65]. De buitentempera-

tuur �H bepaalt mee hoe groot de natuurlijke infiltratie is in een gebouw, en als het

temperatuurverschil tussen binnen en buiten vergroot, kan men in principe de ventila-

torwerking reduceren [65]. Hybride ventilatorregeling beroept zich op dit principe (§

2.4.4.3). Ook de vochtregeling bij toevoerroosters speelt hierop in (§ 2.4.2.2).

2.1.4.2 CO2

De meest gebruikte technologie bij vraaggestuurde ventilatie is primair gebaseerd op

CO2-detectie met behulp van CO2-sensoren. Wat de sensoren betreft, wordt gesteld dat

er per toevoerzone een sensor noodzakelijk is, liefst op een representatieve plek zodat

de bezetting in de zone goed wordt weergegeven [45]. Het is bovendien te vermijden

om die sensor in een tochtstrook, boven warmtebronnen, bij deuren of in een dode

zone te plaatsen [9], omdat dit de meting ernstig kan verstoren, met een foute inter-

pretatie van de resultaten tot gevolg. Lang waren CO2-sensoren zeer duur [55]. Er is

echter beterschap in het vooruitzicht want in 2001 was de prijs op 3 jaar al gehalveerd

tot 250 euro en deze trend blijft zich doorzetten. Tegenwoordig zijn er al CO2-sensoren

op de markt in het buitenland voor ca. 50 euro (Alusta). Deze prijsdaling is een direct

gevolg van de grotere toepassing van vraagsturing en bijgevolg grotere en goedkopere

(serie)productie. Bovendien worden de laatste jaren ook steeds vaker gecombineerde

sensoren op de markt gebracht die de CO2-meting combineren met bv. meting van de

relatieve vochtigheid en/of temperatuur [58]. Ook is de stabiliteit op lange termijn fors

verbeterd en is zelfs zelfkalibratie nu mogelijk [72]: nu zijn de meeste CO2-sensoren

zelfkalibrerend de een 2% nauwkeurigheid hebben en dit gedurende minimaal 5 jaar

[2]. Hun meetbereik ligt daarbij standaard tussen 300 en 3000 ppm. Aangenomen wordt

dat de CO2-concentratie buiten tussen 300 en 400 ppm ligt en naar 500 ppm neigt in de

buurt van drukke wegen of industriegebieden [40].

De regelstrategie van CO2-gebaseerde vraaggestuurde ventilatie is al veelvuldig onder-

zocht en gedocumenteerd, waarbij naar voren kwam dat de premisse van variabele be-

zetting (en dus vraag) primordiaal is. De regeling gebeurt door de grootte van het toe-

voerrooster te variëren en/of de afvoermond of ventilatorsnelheid te veranderen [25,

43].

Wat die regeling specifiek inhoudt, is echter verscheiden bij de verschillende studies. In

onderstaande tabel wordt een overzicht gegeven van enkele belangrijke artikels inzake

CO2-regeling. Belangrijk is hierbij wel te bemerken dat de meeste van deze studies niet

handelen over CO2-regeling in residentiële gebouwen:


TO13 AO Bereik (ABS.) Dode band

Methode

[3] Anon 1986 X 700 - 1000 Proport. [9] Bernard 2000 X 400 - 1200 Proport.

[14] Carpenter 1996 X 800 of 1000 Aan/Uit [16] Davidge 1991 X 800 200 Aan/Uit [19] Donnini 1994 X 600 - 1000 Proport. [28] Fehlmann 1993 X 750 / 1350 150/200 Getrapt [29] Gabel 1986 X 1000 - 1200 Proport. [33] Huze 1994 X 1200 500 Aan/Uit [49] Ogasawara et al. 1979 X 800 - 1000 Proport. [58] Schell 2001 X X 450 - ? Proport [61] Sorenson 1996 X

X 900 - 1000 1000 - ?

200 300

Proport. Proport.

[63] Strindehag 1990 X 600 - ? Proport. [81] Zamboni 1991 X 700 / 1300 Getrapt

Tabel 2.3: Literatuuroverzicht CO2-gebaseerde vraaggestuurde ventilatie

Het literatuuroverzicht over CO2-geregelde ventilatie toont zeer verschillende grens-

waarden en regelstrategieën: aan/uit regeling bij een waarde tussen 600 en 1200 ppm,

eventueel met implementatie van een dode band tussen 200 en 500 ppm. Daarnaast is

er ook sprake van getrapte of proportionele regeling van 0 tot 1 van de afvoermonden

of ventilator bij waarden al vanaf 100 ppm boven buitenniveau, en met eventueel een

dode band van 150 tot 300 ppm [58]. Vaak worden de grenzen 400 tot 1200 ppm ge-

bruikt voor een proportionele regeling [9], maar natuurlijk blijft dit arbitrair en moet

dit per situatie worden onderzocht.

Vroeger werd een CO2-concentratieverschil14 tussen binnen en buiten van 700 ppm als

vuistregel gebruikt [20, 26, 58]. De grenswaarden opgegeven door verschillende instan-

ties, met als belangrijkste het AIVC-centrum, neigen nu naar 1000 ppm (concentratie-

verschil). Mumma [48] en ook [43] maken onrechtstreeks dan weer gebruik van een CO2-

regeling door op basis van het concentratieverschil en het type activiteit de actuele be-

zetting te schatten en daarvoor dan de nodige ventilatiestromen te voorzien, volgens

de genormeerde ventilatiebehoefte per persoon. Wat ook vaak wordt vastgesteld is dat

bewoners bij een hogere CO2-concentratie binnen, als positief effect, een warmer ge-

voel hebben [25].

2.1.4.3 Relatieve vochtigheid

De tweede grote groep van gebruikte Regelparameters voor vraagsturing is de relatieve

vochtigheid. Zoals Liddament het stelt [45], is het beperken van de relatieve vochtigheid

binnen aanvaardbare grenzen nodig om verschillende redenen: (1) het voorkomen van

condensatie op oppervlakken en in constructies zelf, wat zou kunnen leiden tot schade

en vroege aftakeling van materialen; (2) het risico op schimmelgroei verminderen; en

(3) het aantal huismijten limiteren [8]. Een goede detaillering van de constructie om

koudebruggen te vermijden is hierbij een belangrijke randvoorwaarde. Algemeen wor-

13 TO = toevoeropening, AO = afvoeropening, (DO = doorstroomopening) 14 In Tabel 2.3 worden absolute waarden gebruikt, in het vervolg echter zal enkel nog het concentratiever-schil in ppm worden gebruikt.


den die grenzen geraamd op 30 – 70% [78]. Om te sturen op basis van relatieve voch-

tigheid in de droge toevoerruimtes, moet er rekening gehouden worden met de moge-

lijk optredende hysteresis en de fluctuerende relatieve vochtigheid in het buitenklimaat

[62]. In paragraaf § 2.4.2.2 die handelt over de regeling van de toevoerroosters op basis van relatieve vochtigheid, wordt hiermee rekening gehouden.

2.1.5 Componenten van het systeem

Het gebruik van zelfregelende toevoerroosters heeft enkele voordelen ten opzichte van

klassieke toevoerroosters of zogenaamde ‘trickle vents’ [45, 77]: de impact van de vari-

abele condities van het buitenklimaat wordt geminimaliseerd; er is minder tocht; en er

is minder ventilatieverlies. Door de toepassing van zelfregelende roosters van klasse P4,

zal afhankelijk van de luchtdichtheid van het gebouw de gemiddelde luchtstroom met

4 tot 5% worden verlaagd ten opzichte van roosters van klasse P3 en met 11 tot 14% in

vergelijking met roosters van klasse P0 [77].

Een nieuw concept dat steeds maar meer opgang vindt, is het hybride ventilatiesys-

teem. Het principe bestaat erin de natuurlijk optredende drijfkrachten, nl. de thermi-

sche trek die voor een schoorsteeneffect zorgt en de winddrukken, uit te buiten en

wanneer die onvoldoende zijn, om dan een ventilator in te schakelen ter assistentie.

Met andere woorden: ‘Natuurlijk als het kan, mechanisch als het moet’ [76]. In volgende

paragraaf (§ 2.2) wordt hierop ingegaan.

Ten slotte kan men niet langer spreken van optimalisatie van afzonderlijke ventilatie-

componenten, elk als alleenstaand product, maar van de optimalisatie van ventilatie-

concepten [52]. Er moet gekeken naar de meest intelligente combinatie van een venti-

latiesysteem met andere technieken die bestaan: nachtkoeling, warmtepompboiler...

[71].

2.1.6 Gebruikersinteractie

Om het plaatje volledig te maken, mogen de interactie van de gebruiker met het venti-

latiesysteem en de installatie zelf van het systeem niet worden vergeten. Elk systeem

moet gebruiksvriendelijk zijn, dus ook een vraaggestuurd systeem [55].

De installatie van het systeem zelf is van primordiaal belang om een optimale werking

te garanderen. Vaak is er slechte communicatie met de installateur hoe een vraagge-

stuurd ventilatiesysteem goed moet uitgevoerd worden [40]. Onderzoek heeft aange-

toond dat in Nederland 70% van de ventilatiesystemen slecht geïnstalleerd zijn [21],

wat een vermindering van de energieprestatie tot 30% teweeg kan brengen. In ver-

schillende landen is er geleidelijk aan aandacht besteed aan dit probleem door de in-

voering van opleveringsrapporten. In België heeft het WTCB recent een dergelijk rap-

port opgesteld, in Nederland heeft het ingenieursbureau Cauberg-Huygen dit gedaan

[21] en ook in Frankrijk is er een installatiehandboek [30]. Het voorlaatste hoofdstuk § 6

wordt volledig gewijd aan de relatie van bewoners met ventilatiesystemen en de con-

sequenties daarvan.


2.2 Hybride afvoerregeling

In het RESHYVENT-project15 is er onderzoek verricht naar een verdere ontwikkeling van

een ventilator die zeer weinig energie verbruikt; een dakschoorsteenkap die optimaal

de natuurlijke krachten uitbuit; in combinatie met systeem met een lage drukval van

minder dan 20 Pa. Een schakelprincipe kan bv. zijn om de ventilator pas in werking te

stellen als het temperatuurverschil tussen binnen en buiten een bepaalde waarde over-

schrijdt. Ook als bv. de drukval te groot wordt of als een bepaalde grenswaarde van de

CO2-concentratie wordt overschreden, kan de ventilator worden ingeschakeld [9, 37, 38,

40, 51].

2.2.1 Karakterering van de hybride ventilatieprincipes

Heiselberg [30] definieert in zijn handboek over hybride ventilatie drie hybride ventila-

tieprincipes:

• Natuurlijke en mechanische ventilatie

Hier zijn er twee autonome systemen waarbij de regelstrategie ofwel wisselt tus-

sen twee systemen ofwel de taken verdeelt. Bv.: natuurlijke ventilatie in tussen-

seizoen, mechanische ventilatie in winter; mechanische ventilatie tijdens bezet-

ting en natuurlijke ventilatie voor nachtkoeling…

• Natuurlijke ventilatie met assistentie van een ventilator

Als de natuurlijke ventilatie onvoldoende blijkt, wordt de ventilator ingescha-

keld. Bv.: bij verhoogde vraag; als de natuurlijke drijfkrachten onvoldoende zijn;

...

• Mechanische ventilatie die de natuurlijke drijfkrachten maximaliseert

Dit is een geoptimaliseerd lagedruksysteem dat volledig mechanisch werkt,

waarbij de drukverliezen zo laag mogelijk gehouden worden, waardoor de na-

tuurlijke drijvende krachten voor een aanzienlijk deel in de nodige drukval kun-

nen voorzien.

Peter op ’t Veld beschrijft hybride ventilatie als volgt [51]:

“Het mechanisch systeem stabiliseert de onregelmatige natuurlijke krachten in plaats

van energie te consumeren. Heel belangrijk is het om na te denken hoe deze verschil-

lende systemen moeten worden gecombineerd en gestuurd.”

2.2.2 Hybride ventilatieregeling

Een hybride ventilatiesysteem is dus een systeem met 2 modes dat wordt gestuurd om

het energieverbruik te minimaliseren bij het onderhouden van een aanvaardbare bin-

nenluchtkwaliteit en thermisch comfort. De natuurlijke en mechanische mode moeten

dus op de meest efficiënte manier gecombineerd worden.

Bij de literatuurstudie over hybride ventilatie kwam al vlug de grote verscheidenheid

aan onderzoeken, strategieën, regelingen en toepassingsgebieden aan het oppervlak.

Aangezien deze scriptie enige afbakening moet kennen, wordt enkel de meest gebruik-

15 http://www.reshyvent.com


te hybride ventilatieregelingen onderzocht en gesimuleerd, waarbij telkens de eerste

hoofdcategorie (§ 2.2.1) als uitgangspunt wordt genomen.

Er zijn drie grote schakelprincipes of regelprincipes terug te vinden in de literatuur om

te schakelen tussen de natuurlijke en de mechanische mode:

(1) CO2-regeling: Vanaf een bepaalde (grens)concentratie wordt de ventilator inge-

schakeld:

a. Vanaf 1200 ppm absolute CO2-concentratie met een dode band van 100

ppm tot 1100 ppm [24].

b. Vanaf 1050 ppm wordt de ventilator ingeschakeld en bereikt zijn maxi-

mumsnelheid proportioneel tot 1750 ppm [41].

(2) Temperatuurregeling: Als het temperatuurverschil tussen binnen en buiten een

bepaalde waarde overschrijdt wordt ervan uitgegaan dat de natuurlijke trek

door temperatuurverschil voor een voldoende afvoer zal zorgen.

a. ∆`C,H > 10 °C [80]. b. ∆t�,� > 8 °C [41].

(3) Regeling op basis van drukverschil: Via een druksensor die het drukverschil tus-

sen binnen en buiten meet en op basis van deze gemeten waarden de snelheid

van de ventilator regelt.

a. ∆2C,H ↑ ~A�HDICW;IVg ↓ [80]. Andere opties zijn regelingen op basis van een vooraf bepaald tijdschema (bv. bij

nachtkoeling); of op basis van de relatieve vochtigheid in de natte ruimtes; of op basis

van een combinatie van deze 3+2 regelingopties. In deze scriptie wordt het tijdschema

niet gekozen wegens te stroef en aangezien er geen informatie is over de manier

waarop een regeling op basis van drukverschil zou moeten werken, is ook deze regeling

niet gekozen. Daarnaast wordt er gekozen om een nieuwe regeling op basis van de

limietopening van de afvoermonden te testen. Aldus zijn er vier regelopties:

• Temperatuur (§ 4.3.3: n°12)

• Relatieve vochtigheid (§ 4.3.3: n°13a/b)

• CO2 (§ 4.3.3: n°14)

• Limietopening afvoermond (§ 4.3.3: n°15a/b)

o Als een bepaald (grens)debiet of -fractie wordt gevraagd, schakelt de

ventilator in.

o Als het totaal gevraagde debiet een grenswaarde overschrijdt, schakelt de

ventilator in.

2.3 Kwalitatief overzicht van de ventilatieconcepten [31, 45]

2.3.1 Inleiding

Er zijn veel systemen en concepten voorhanden om aan de noodzakelijke ventilatiebe-

hoefte te voldoen, elkeen met zijn eigen voor- en nadelen en daaruit voortvloeiende

beste toepassing. De keuze van een specifiek ventilatieconcept of –systeem is een inte-

grale keuze waarbij met meerdere criteria rekening wordt gehouden: binnenmilieu,


kosten, technische eisen en inpasbaarheid, regelgeving en richtlijnen, bewonergebruik

en -gedrag en energieverbruik. In onderstaande tabel worden deze criteria opgesomd

en verder uitgediept.

Binnenmilieu Kosten Technisch Regelgeving Bewonersgedrag Energie Efficiëntie ventilatie Systeem Beleving Hulpenergie Binnenluchtkwaliteit Installatie Bedienbaarheid Rendement Geurhinder Onderhoud Regelbaarheid Vervuiling systeem Vervuiling Piekventilatie Reinigbaarheid Comfort in elk seizoen Geluidsniveau Inbraakveiligheid Gebruiksvriendelijkheid

Tabel 2.4: Criteria bij keuze van het ventilatieconcept

Meestal wordt de keuze ook beïnvloed door de lokale klimaatcondities of het gebouw-

type in kwestie.

In NBN D50-001 (1991) worden vier vereenvoudigde ventilatiesystemen als wettelijk

toegestane systemen beschouwd in België: systeem A, natuurlijke toe- en afvoer; sys-

teem B, mechanische toevoer en natuurlijke afvoer; systeem C, natuurlijke toevoer en

mechanische afvoer; systeem D, mechanische toe- en afvoer. Hierbij kan systeem B wor-

den geschrapt, aangezien dit systeem weinig populair is in residentiële toepassingen.

Als men dus één van deze vier basissystemen gebruikt in een woning, is er voldaan aan

de wet, ongeacht of zo’n systeem wel performant is op vlak van binnenluchtkwaliteit of

niet. In Nederland moet een ventilatiesysteem bv. in een bepaalde binnenluchtkwaliteit

voorzien, ongeacht het systeem. Zo zou het dus perfect kunnen dat een systeem A in

Nederland niet voldoet.

Natuurlijke toevoer Mechanisch toevoer Natuurlijke afvoer A B Mechanische afvoer C D

Tabel 2.5: Ventilatieconcepten, NBN D50-001

2.3.2 Systeem A: natuurlijke toevoer en afvoer

Dit concept mag niet verward worden met geen ventilatiesysteem. Er is niet alleen maar

de in- en exfiltratie. Wel wordt er vertrouwd op de arbitraire klimaatcondities in de bui-

tenomgeving.

Dit systeem A wordt gekenmerkt door enerzijds de aanwezigheid van regelbare toe-

voeropeningen in de gevels van de ‘droge’ leefruimtes zoals de woonkamer, slaapka-

mers en studeer- of speelkamers. Naast een manueel regelbaar toevoerrooster (klasse

P0) kan ook gekozen worden voor een zelfregelend toevoerrooster16 (klasse P1-P4).

Toevoerroosters zijn zo geconcipieerd dat het nominale debiet wordt verkregen bij een

drukverschil tussen binnen en buiten van 2 Pa. Daarnaast zijn er ook hoofdzakelijk ver-

ticale afvoerkanalen aanwezig, met regelbare afvoeropeningen, en dit ten minste in de

‘natte’ ruimtes zoals de keuken, de wc, de badkamer en eventueel afzonderlijke was-

16 Zelfregelend toevoerrooster = ZRTO


plaatsen. Hiertussen moeten er doorstroomopeningen in bepaalde binnendeuren of -

wanden zitten voor de vrije doorgang van de lucht tussen de ‘droge’ en ‘natte’ ruimtes.

De (natuurlijke) drijvende krachten die werken op de gebouwschil worden veroorzaakt

door de wind en/of de temperatuursgradiënt tussen binnen en buiten, schoorsteendruk

of -effect (§ 1.2). De voor- en nadelen van systeem A zijn:

+ – Ideaal voor mild (en gematigd) klimaat Onvoldoende regeling Hoge appreciatie van opengaande ramen Geen constante luchtstromen Goedkoop Slecht in sterk vervuilde en lawaaierige

ruimtes Geen specifieke ruimte nodig Praktisch is warmteterugwinning onhaal-

baar Minimaal onderhoud Geen filtering van verse lucht mogelijk Niet geschikt in strenge klimaten Grote diameters van afvoerkanalen

Tabel 2.6: Voor- en nadelen van het systeem A

2.3.3 Systeem C: natuurlijke toevoer en mechanische afvoer

Hierbij worden natuurlijke (zelfregelende) regelbare toevoeropeningen in de gevels

van de ‘droge’ ruimtes geplaatst. Via doorstroomopeningen wordt de lucht dan mecha-

nisch geëxtraheerd met behulp van een ventilator en een kanalensysteem in de ‘natte’

ruimtes. De ventilator treedt hier dus zelf op als drijvende kracht. De voor- en nadelen

zijn:

+ - Deels gecontroleerde luchtstromen Installatie- en werkingskosten Bronextractie mogelijk Elektrische energie nodig (Warmteterugwinning mogelijk) Geluidsoverlast Enkel kanalenstelsel voor afvoer Onderhoud Betere binnenluchtkwaliteit Vaste toevoerroosters > oplossing: ZRTO Tocht rond roosters Fluitende roosters Vochtgerelateerde klachten

Tabel 2.7: Voor- en nadelen van het systeem C

2.3.4 Systeem D: mechanische toevoer en afvoer

Bij systeem D verlopen luchtstromen volledig mechanisch met kanalen en ventilatoren.

Als er een balans is tussen die mechanische toe- en afvoer dan spreken we van ‘balans-

ventilatie’. De drijvende krachten zijn nu de overdruk door de inblaasventilatoren en de

onderdruk door de afzuigventilatoren. Hierbij kan er makkelijk warmteterugwinning

worden verwezenlijkt door gebruik te maken van een lucht/lucht-warmtewisselaar die

werkt in gelijk-, tegen- of kruisstroom en zo de enthalpie van de afvoerlucht gebruikt

om de toevoerlucht voor te verwarmen. Systeem D is enkel voordelig als de luchtdicht-

heid van de woning minder dan 1 h-1 is bij 50 Pa overdruk. In milde klimaten zal een

mechanisch toe- en afvoersysteem, zelfs bij een perfect luchtdicht gebouw, meer pri-

maire energie verbruiken dan dat er energie (warmte) kan worden ‘teruggewonnen’. In


het gematigd maritiem klimaat van België is er wel de mogelijkheid om dit systeem

doeltreffend te gebruiken. De voor- en nadelen zijn:

+ – Geregelde luchtstromen 2 systemen dus dubbele installatie- en

werkingskosten Warmteterugwinning Veel elektrische energie nodig Opwarmen toevoerlucht Risico op geluidsoverlast Filtratie van toevoerlucht Veel en regelmatig onderhoud Installatiegekoppelde vervuiling Vervuiling roosters Risico op droge lucht

Vaak slecht geïnstalleerd

Tabel 2.8: Voor- en nadelen van het systeem D

2.3.5 Discussie C of D

In veel artikels, discussies en fora allerhande zijn er duidelijk voor- en tegenstanders van

systeem C (en C+®) of systeem D. Vaststaat dat elk systeem, afhankelijk van het toepas-

singsgebied, het budget, gebruikersvoorkeur, totale kostprijs, zijn voor- en nadelen

heeft. Deze discussie is niet zeker nog niet beslecht, maar zoals de technisch directeur

van het gerenommeerde Nederlandse adviesbureau Cauberg-Huygen Raadgevende In-

genieurs, terecht stelt, is deze discussie omtrent ventilatie te zeer gefixeerd op de te-

genstelling tussen extractieventilatie en balansventilatie. Deze simplificatie doet geen

recht aan het integrale karakter van het binnenmilieu. Zoals al besproken zijn er veel

meer aspecten van belang dan alleen ventilatie (Tabel 2.4). Daarom is een totaalconcept

nodig waarin al deze zaken worden afgewogen.

Nu kan een integraal ontwerp op zich goed in elkaar zitten, maar sneuvelt dit vaak

wanneer de aannemer zich erover ontfermt. Ventilatie wordt losgekoppeld van de rest

en ‘in de markt’ gezet, waarbij de laagste aanbieder de opdracht krijgt. Als er wordt

gekeken met een integrale blik, worden vlug andere conclusies getrokken: goedkoop

blijkt dan duurkoop. Vervolgens gaat het vanwege de grote prijsdruk ook regelmatig

mis in de uitvoering. Het ventilatiesysteem wordt in elkaar geknutseld en als het sys-

teem niet voldoet, dan betalen de bewoner(s) de rekening. Tenslotte dient ook een

goed geïnstalleerd system onderhouden en gereinigd te worden, wat essentieel is voor

een kwalitatief binnenmilieu. In dit kader is dus ook bewustwording bij bewoners be-

langrijk.

Om terug te keren naar de discussie, vervagen geleidelijk aan de grenzen dus deze

twee systemen: vraaggestuurde ventilatie optimaliseert, intelligente hybride systemen

combineren de sterktes van beide systemen. Een totaalconcept is nodig waarbij reke-

ning wordt gehouden met zonnewering, gebouwontwerp, isolatiegraad, luchtdicht-

heid, gebruik van efficiëntere ventilatoren, zelfregelende roosters…


2.4 Mogelijke simulatieopties

2.4.1 Overzicht

Met onderstaand overzicht als kapstok wordt er in deze paragraaf uitleg gegeven, aan

de hand van eenduidige grafieken, over alle simulatieopties die uitgevoerd kunnen en

zullen worden.

CO2 RV θ Q extra TO x x x DO x AO x x V x x x x

Tabel 2.9: Overzichtstabel van de mogelijke simulatieopties

2.4.2 Toevoer

2.4.2.1 CO2-regeling

2.4.2.1.1 Getrapt

Figuur 2.1: Getrapte CO2-regeling van een toevoerrooster

Realiteit: De manuele (na)regelstanden van het toevoerrooster worden geautomati-

seerd en gestuurd. In principe zijn er minimum 5 standen regelbaar door de bewoner

zelf (wettelijk verplicht). De getrapte CO2-regeling neemt de manuele ‘taak’ (of moge-

lijkheid tot regeling) over op basis van het CO2-concentratieverschil. Als het CO2-

concentratieverschil onder een bepaalde waarde valt (bv. 400 ppm) gaat het toevoer-

rooster volledig dicht, boven een bepaalde waarde (bv. 1000 ppm) volledig open, en

tussen deze twee grenswaarden is er een getrapte regeling.

Modellering:

Een eerste benadering van een CO2-gestuurd toevoerrooster is een getrapte regeling in

4 standen van het zelfregelende toevoerrooster. Hierbij werd geopteerd om met vier

0

25

50

75

100

0 200 400 600 800 1000 1200 1400

% opening toevoerrooster

CO2-concentratieverschil

33%

66%


standen te werken die respectievelijk 0%, 33%, 66% en 100% van het nominale debiet

van het zelfregelende rooster doorlaten, afhankelijk van de CO2-concentratie in de des-

betreffende ruimte, die wordt gedetecteerd door een CO2-sensor.

Het algoritme hiervoor is redelijk eenvoudig: de waargenomen CO2-concentratie wordt

vergeleken met opgegeven, zelf bepaalde intervallen, en indien die binnen een derge-

lijk interval valt, wordt er een 1-waarde doorgestuurd naar het zelfregelende rooster.

Bij de eerst gebruikte versie van CONTAM (versie 2.4) was het nog niet mogelijk om

proportioneel te sturen als gevolg van een tekortkoming in het programma. De laatste

(onuitgegeven) versie van CONTAM (versie 2.4b) heeft dit probleem echter kunnen op-

lossen, waardoor proportionele en ook exponentiële regelingen mogelijk werden ge-

maakt.

2.4.2.1.2 Proportioneel

Figuur 2.2: Proportionele CO2-regeling van een toevoerrooster

Realiteit: Net zoals bij de regelkrommes voor de vochtgestuurde afzuiging, kan er bij

deze CO2-regeling van de toevoerroosters een proportioneel verband zijn tussen de mi-

nimum- en maximumopening (bv. respectievelijk 0% en 100%) volgens een interval van

CO2-concentraties.

Modellering: Hetzelfde principe als bij de getrapte regeling wordt hierbij toegepast (§

2.4.2.1.1). Via een CO2-sensor wordt in een toevoerruimte de concentratie aan koolstof-

dioxide gemeten tijdens de simulatie. Deze gemeten waarde wordt gecorreleerd met

de CO2-concentratie buiten en volgens een regelkromme (Figuur 2.2) zal de opening

van het toevoerrooster meer op minder open worden gestuurd. De minimumopening is

in dit geval wel de nulstand, in tegenstelling tot de minimumstand die bij afzuiging van

toepassing is. De geteste intervallen hebben een ondergrens van 750, 850, 950 of 1050

ppm en een bovengrens van 1050, 1150, 1250 of 1350 ppm. Dit maakt dat er 15 (4 x 4 –

1) intervallen worden getest als vertrekpunt.

0

25

50

75

100

0 200 400 600 800 1000 1200 1400

% opening toevoerrooster



2.4.2.1.3 Exponentieel

Figuur 2.3: Exponentiële CO2-regeling van een toevoerrooster (1)

Realiteit: Het proportionele verband tussen de maximum- en minimumopening wordt

vervangen door een exponentieel stijgend verband/functie.

Modellering: Er wordt vertrokken van volgende exponentiële basisfunctie:

/(�) = �B �/ � = p, (2.1)

Met:

� CO2-concentratieverschil [ppm] , Opening rooster, 0 (dicht) – 100 (open) [%]

Aangezien een vierkantswortel niet kan worden ingevoerd in CONTAM, moet deze

functie worden benaderd via 4 lijnstukken (400-550 ppm: rood; 550-700 ppm: geel; 700-

850 ppm: paars; 850-1000 ppm: zwart).

Figuur 2.4: Benadering van de exponentiële functie door lijnstukken

Een tweede exponentieel verband dat wordt uitgetest begint steil in de eerste interval-

len is en zwakt dan af.

0

25

50

75

100

0 200 400 600 800 1000 1200 1400

% opening

toevoerrooster


0

25

50

75

100

0 200 400 600 800 1000 1200 1400% opening toevoerrooster



Figuur 2.5: Exponentiële CO2-regeling van een toevoerrooster (2)

2.4.2.2 Relatieve vochtigheidsregeling [1, 36, 39, 47]

2.4.2.2.1 Inleiding

De theorie achter de werking van een vochtgestuurde toevoerrooster is een in detail

uitgewerkte technologie die voortbouwt op meer dan 20 jaar van experimenten en on-

derzoek, vooral in Frankrijk uitgevoerd. Het is in Frankrijk al toegepast in meer dan 1,5

miljoen woningen. De reden van relatieve vochtigheidsregeling is hoofdzakelijk de

goedkope prijs t.o.v. die van CO2-sensoren.

2.4.2.2.2 Principe

Het principe van regeling van het toevoerrooster op basis van relatieve vochtigheid is in

se niet zo moeilijk.

(1) Doel is om de relatieve vochtigheid te ‘vertalen’ in CO2-concentratie, die zoals

gekend een zeer goede indicator is voor de binnenluchtkwaliteit [25, 45, 58].

(2) Het verband tussen de relatieve vochtigheid en de CO2-concentratie is echter niet

eenduidig bepaald, zoals blijkt uit onderstaande grafiek (Figuur 2.6). Op het eer-

ste gezicht lijkt de ontwikkeling van de CO2-concentratie in deze slaapkamer veel

hoger dan de ontwikkeling van de RV. Ook valt op dat buiten de bezettingsperi-

ode de RV ook varieert, dus onafhankelijk is van de aanwezigheid van een per-

soon!

0

25

50

75

100

0 200 400 600 800 1000 1200 1400% opening toevoerrooster



Figuur 2.6: Evolutie van de CO2 en RV gemeten in een slaapkamer bezet door 1 persoon, [39]

(3) Als er enkel wordt geconcentreerd op de momenten dat de slaapkamer bezet is

(kader) en de ontwikkeling van de absolute vochtigheid wordt uitgezet tegen de

ontwikkeling van het concentratieverschil in CO2, wordt volgende grafiek ver-

kregen (Figuur 2.7):

Figuur 2.7: Verschil in absolute waarden van CO2-concentratie en AV in een slaapkamer bezet

door 1 persoon

Er is m.a.w. een duidelijke verband tussen beide parameters. De relatieve voch-

tigheid kan dus zeker worden gebruikt, maar dit verband moet nog worden ver-

taald naar bruikbare responskrommen op basis van relatieve vochtigheid. Maar

hoe?

(4) De sleutel tot de oplossing ligt [39] in de integratie van de variërende buitenkli-

maatcondities. Want: de variaties van de relatieve vochtigheid in de buitenom-

geving enkel ten gevolge van de variaties van de buitentemperatuur doorheen

het jaar kunnen oplopen tot 30%. Een niet-bezette droge ruimte zal deze fluc-

tuaties bv. perfect volgen. Er is dus, ongeacht bezetting een variatie van de rela-

tieve vochtigheid. De (variërende) buitenklimaatcondities moeten op de een of

andere manier worden geïntegreerd in de responskrommen van de RV-regeling.

(5) De oplossing om deze effecten van de brede variatie van de absolute vochtig-

heid buiten door het jaar te bestrijden, is gebaseerd op een amplificatie van de


relatieve vochtigheid binnen tussen een bezette en niet-bezette ruimte ( = bui-

tenruimte).

(6) Oplossing: enige mogelijkheid was om lokaal de temperatuur in de omgeving

van de (RV-)sensor van het toevoerrooster te verlagen door de thermische in-

vloed van de buitentemperatuur te gebruiken. Met het buitenklimaat wordt re-

kening gehouden en de beperkte variatie van de relatieve vochtigheid in de

droge ruimte wordt vergroot.

2.4.2.2.3 Relatieve vochtigheid

Vooraleer in detail te gaan over hoe het principe van vochtregeling op toevoerroosters

werkt, nemen we eerst het psychrometrische diagram (Mollier-diagram) ter hand, waar

de dampdruk wordt uitgezet ten opzichte van de temperatuur (Figuur 2.8).

Figuur 2.8: Mollierdiagram, dampdruk vs. temperatuur

De relatieve vochtigheid � van de lucht toont de verhouding tussen de absolute voch-

tigheid van de lucht en de verzadigingswaarde bij dezelfde temperatuur:

53 = � = 0�0M;I(�)

(2.2)

De verzadigingswaarde voor de dampdruk of dampconcentratie wordt voor bouwfysi-

sche toepassingen uitsluitend bepaald door de temperatuur van het luchtmengsel. Dit

wordt duidelijk gemaakt in de notatie 0M;I(�). Een benaderende analytische functie van de verzadigingskromme van waterdamp 0M;I(�) wordt gegeven in volgende uitdrukking

voor -10°C < θ < 50°C [35]:

0M;I(�) = exp c65.8094 − 7066.27273.15 + � − 5.976 ∙ ln(273.15 + �)d

(2.3)

Bij temperatuursverandering wijzigt dus ook de relatieve vochtigheid van de lucht. De

nieuwe waarde (index 2) kan eenvoudig worden berekend uit de oorspronkelijke waar-

de (index 1). Aangezien de dampdruk van de lucht 0� constant blijft (isobaar) tijdens de temperatuursverandering, krijgen we volgend verband:

�B = 0�0M;I(�B) = �S ∙ 0M;I(�S)0M;I(�B)

(2.4)

Door afkoeling van de lucht neemt de relatieve vochtigheid dus toe zonder verandering

van de dampdruk. Door het exponentiële verband van dampdruk en temperatuur zal

0

1000

2000

3000

4000

5000

-10 0 10 20 30

Da

mp

dru

k [

Pa

]

Temperatuur [°C]

100%

75%

50%

25%


een verandering van de temperatuur met ±1°C de relatieve vochtigheid met ca. 3% be-

invloedt.

2.4.2.2.4 Sensortemperatuur [39]

Het verhogen van de amplitude van de relatieve vochtigheid wordt bewerkstelligd door

gebruik te maken van een lokale equivalente sensortemperatuur �MHDMVg die de buiten-temperatuur gebruikt om een artificiële relatieve vochtigheid van de sensor 53MHDMVg te creëren. Het concept is dus om een equivalente sensortemperatuur �MHDMVg te creëren, gelegen tussen de binnen- en buitentemperatuur, die zo constant mogelijk is, ongeacht

de luchtstroom die er doorheen stroomt.

De equivalente sensortemperatuur �MHDMVg wordt gegeven door de volgende, empirisch

bepaalde vergelijking [39]:

�MHDMVg = �C − MHDMVg ∙ (�C − �H) Met:

(2.5)

�MHDMVg Equivalente sensortemperatuur [°C] MHDMVg Correctiefactor temperatuur, ≈0.25 (empirisch bepaald) [-]

Figuur 2.9: Variatie van de RV van de sensor en in een kamer, tijdens het stookseizoen (1)

Figuur 2.10: Variatie van de RV van de sensor en in een kamer, tijdens het stookseizoen (2)


Op Figuur 2.9 en Figuur 2.10 wordt het principe van de sensortemperatuur verduidelijkt

aan de hand van twee voorbeelden.

Modellering:

Als we nu vergelijking (2.4) toe passen op de sensor:

53MHDMVg = 0�0M;I(�MHDMVg) = 53C ∙ 0M;I(�C)0M;I(�MHDMVg)

(2.6)

De verzadigingsdampdruk 0M;I(�) kan via (2.3) worden berekend. In CONTAM kan ech-

ter noch een exponentiële noch een logaritmische functie worden bepaald, wat natuur-

lijk een groot probleem is voor een correctie implementatie.

Gelukkig is er een vereenvoudigde oplossing voorhanden, die na lang zoeken (zelf)

werd gevonden, waarbij een eenvoudig verband kon worden vastgesteld tussen verza-

digingsdampdruk 0M;I(�) bij een bepaalde temperatuur en de relatieve vochtigheid.

Hiervoor wordt er eerst gekeken naar het interval waar de sensortemperatuur �MHDMVg zich in ons klimaat zal in bevinden. Als de uiterste grenzen worden genomen: -10°C < �H < 26°C, dan zal de �MHDMVg bij een constante binnentemperatuur van 18°C (in simulaties)

zich bevinden in het interval (2.5): 11°C < �MHDMVg < 20°C. Als nu voor dit interval ook de verzadigingsdampdruk wordt berekend met (2.3) en vervolgens met de twee verbanden @��(��)@��(��) en

�� erbij, wordt vastgesteld (Tabel 2.10; Figuur 2.11):

�MHDMVg [°C]

0M;I(�MHDMVg) [Pa]

�MHDMVg�C 0M;I(�MHDMVg)0M;I(�C)

11 1854 0.61 0.65 12 1976 0.67 0.69 13 2105 0.72 0.73 14 2242 0.78 0.78 15 2386 0.83 0.83 16 2538 0.89 0.88 17 2698 0.94 0.94 18 2868 1.00 1.00 19 3046 1.06 1.06 20 3234 1.11 1.13

Tabel 2.10: Verband sensoren binnentemperatuur; verzadigingsdampdruk van sensor en binnen

Figuur 2.11: Grafisch verband sensoren binnentemperatuur; verzadigingsdampdruk van sensor en binnen

11

13

15

17

19

1853

2353

2853

0.60 0.70 0.80 0.90 1.00 1.10 1.20

Psat(Tsensor)/Psat(Ti) Tsensor/Ti

Dampdruk

[Pa]

Temp.

°C


Er is m.a.w. een eenvoudig verband vast te stellen dat zonder problemen in CONTAM

kan worden bepaald:

�MHDMVg�C ≈ 0�1`(��)0�1`(��)

53MHDMVg = 53C ∙ 0M;I(�C)0M;I(�MHDMVg) ≈ 53C ∙ �C�MHDMVg

(2.7)

2.4.2.3 Andere regelingen

2.4.2.3.1 Begrenzing terugstroming

Figuur 2.12: Begrenzing bij terugstroming van een zelfregelend toevoerrooster

Realiteit: Het toevoerrooster word gesloten als er lucht van binnen naar buiten stroomt

en zo in feite het concept van ventilatielucht, die door droge ruimtes over doorstroom-

openingen naar afvoermonden stroomt, tegenwerkt. Dit fenomeen staat in de litera-

tuur bekend als ‘back-drafting’[13].

Modellering: In het model wordt een filter geplaatst die zorgt dat de rooster dichtgaat

bij negatief drukverschil (d.w.z. lucht die omgekeerd door het gemodelleerde rooster

stroomt tijdens de simulatie).

-200

-175

-150

-125

-100

-75

-50

-25

0

25

50

75

100

-50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50

Debiet Q [m³/h]

Drukverschil [Pa]


2.4.2.3.2 Begrenzing hevige wind

Figuur 2.13: Begrenzing toevoerrooster bij hevige wind (>10 m/s)

Realiteit: Vaak wordt bij hevige wind of stormweer manueel het toevoerrooster dicht-

gedaan. Een automatische ‘begrenzing’ van het toevoerrooster behoort dus tot de mo-

gelijkheden. In de literatuur en ook uit de praktijk, zie § 6.3, komen vaak klachten gere-

lateerd aan hevige wind naar boven bij de bewoners. Hevige wind zorgt ervoor dat de

toevoerroosters beginnen klepperen en fluiten, waardoor bewoners verplicht worden

deze manueel te sluiten.

Modellering: Er wordt een begrenzing of filter op het toevoerrooster geplaatst bij he-

vige wind (v > 10 m/s)17.

2.4.2.3.3 Begrenzing extreme temperatuur

Figuur 2.14: Begrenzing bij extreme temperatuur

Realiteit: Klachten over een te koude binnenkomende verse lucht door het toevoerroos-

ter zijn er vaak. Een regeling zou hierop kunnen inspelen door bij een bepaalde buiten-

temperatuur het toevoerrooster dicht te sturen (0-waarde op Figuur 2.14). 17 10 m/s geldt als een vaak geciteerde snelheid voor hevige wind.

-200

-175

-150

-125

-100

-75

-50

-25

0

25

50

75

100

-10 -5 0 5 10 15 20

Debiet Q [m³/h]

Windsnelheid [m/s]

0

1

-10 -5 0 5 10 15 20

be

gre

nzi

ng

AA

N/U

IT

buitentemperatuur [°C]

2 LITERATUURSTUDIE

Modellering: Plaatsen van een filter op

temperatuur de opening

2.4.2.3.4 Reduceren aantal sensoren

Figuur 2.15: Grondplan van het modelappartement in CONTAM

Realiteit: Kostprijs van sensoren is vaak het grote knelpunt voor een grootschalige

cering op de markt van CO

Modellering: Verminderen van het aantal sensoren door de CO

dige ruimtes, op vlak van bezettingsgraad en

tief geplaatste sensor.

eenzelfde zijde zijn gelegen, of voor een woonkamer en speelkamer samen.

2.4.3 Doorstroom

Realiteit: Doorstroomopeningen en

ventilatieconcept (NBN D50

Modellering: Er zal worden gekeken wat een vergroting en verkleining van deze op

ningen, ten opzichte va

van het systeem.

2.4.4 Afvoer

2.4.4.1 Vocht- en aanwezighe

Realiteit: Dit is de standaard

Plaatsen van een filter op het toevoerrooster die bij een bepaalde buite

temperatuur de opening dichtmaakt.

Reduceren aantal sensoren

: Grondplan van het modelappartement in CONTAM

Kostprijs van sensoren is vaak het grote knelpunt voor een grootschalige

op de markt van CO2-sensoren voor vraaggestuurde ventilatiesystemen.

Verminderen van het aantal sensoren door de CO2-

dige ruimtes, op vlak van bezettingsgraad en -patroon, te vervangen door 1 represen

sensor. Bv. één gemeenschappelijke sensor voor slaapkamers, die aan

zelfde zijde zijn gelegen, of voor een woonkamer en speelkamer samen.

Doorstroom

Doorstroomopeningen en -roosters zijn essentiële onderdelen

ventilatieconcept (NBN D50-001).

Er zal worden gekeken wat een vergroting en verkleining van deze op

ningen, ten opzichte van de wettelijke geëiste grootte als invloed heeft op de werking

en aanwezigheidregeling

Dit is de standaardafvoerregeling die in systeem C+® wordt gebruikt (

35

die bij een bepaalde buiten-

Kostprijs van sensoren is vaak het grote knelpunt voor een grootschalige lan-

sensoren voor vraaggestuurde ventilatiesystemen.

-sensoren van gelijkaar-

patroon, te vervangen door 1 representa-

r voor slaapkamers, die aan

zelfde zijde zijn gelegen, of voor een woonkamer en speelkamer samen.

roosters zijn essentiële onderdelen in het gehele

Er zal worden gekeken wat een vergroting en verkleining van deze ope-

als invloed heeft op de werking

wordt gebruikt (§ 4.2.3.3).


Figuur 2.16: Regelkromme van de vochtregeling PH75 in badkamer en keuken; Q versus RV

Modellering: Hier wordt een sensitiviteitsanalyse verricht naar de grenzen van de te

gebruiken regelkrommes voor de vochtregeling. De blauwe en rode lijn bepalen de

grens van het ‘interval’ waarin de debietregeling van een sensor zich kan in bevinden.

Met andere woorden fluctueert een sensor en bijgevolg het afvoerdebiet binnen be-

paalde grenzen (rode en blauwe lijn). De werkwijze waarop deze regelingen worden

onderzocht, wordt hieronder in detail uitgelegd.

2.4.4.1.1 Regelkrommes

Heel belangrijke in de zoektocht naar een optimaal systeem is de gevoeligheid te on-

derzoeken van de regelkrommes van de relatieve vochtigheid waarop de regeling van

de afvoermonden (en dus het debiet) gebeurt. Twee verschillende zaken worden on-

derzocht: het grafiekbereik van de vochtregeling en het debietbereik dat hiermee zou

gepaard gaan.

2.4.4.1.1.1 Variatie relatieve vochtigheid:

Figuur 2.17: Gevoeligheid van de relatieve vochtigheidsgrenzen

Het grafiekbereik van de vochtregeling ligt standaard op 25 - 70% waarmee bedoeld

wordt dat onder 25% het minimumdebiet wordt gestuurd, boven 70% het maximum-

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 20 40 60 80 100

Afgezogen debiet (m

³/h)

Relatieve vochtigheid (%)

Vochtsturing badkamer/keuken Debiet bij 100Pa

Minimum

Maximum

Gemiddelde

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 20 40 60 80 100

Afgezogen debiet (m

³/h)

Relatieve Vochtigheid (%)

Vochtsturing badkamer/keuken Debiet bij 100Pa

Maximum


debiet en tussen 25 en 70% een proportionele regeling is tussen dat minimum- en

maximumdebiet. De gevoeligheidsintervallen die worden gesimuleerd, zijn: 15/25/35 –

60/70/80 (zwarte vierkantjes Figuur 2.17). Dit zijn dus 3 x 3 of 9 verschillende intervallen.

Deze waarden werden gekozen rond de bestaande waarden 25 – 70.

2.4.4.1.1.2 Variatie debiet:

Ten tweede moet natuurlijk ook gekeken worden naar de overeenkomstige debieten

die zullen worden afgevoerd in de natte ruimtes. In het appartement zijn die natte

ruimtes de wc, de badkamer en de keuken; in de vrijstaande woning komt daar nog de

wasplaats bij. Bij continue mechanische extractie, systeem C, wordt door de norm NBN

D-50 001 geëist dat in de wc 25 m³/h wordt geëxtraheerd en 50 m³/h in de badkamer,

keuken en wasplaats. Bij vraagsturing worden die debieten niet geëist, maar moet er

aangetoond worden dat het systeem minstens gelijkwaardig is aan een bestaand, wet-

telijk toegestane systeem (A/B/C/D) [12].

Figuur 2.18: Regelkromme vochtregeling H50 in wasplaats; Q versus RV

Standaard wordt er uitgegaan van de geleverde waarden voor de verschillende senso-

ren: sensor PT25 in wc; sensor PH75 in badkamer en keuken (figuur 2.16) en sensor H50

in wasplaats (Figuur 2.18). P staat hierbij voor aanwezigheid, T voor tijd en H voor voch-

tigheid.

Zeer belangrijk is nu de uitgangswaarden voor het afvoerdebiet (Figuur 2.16) te bepa-

len: worden de maximumwaarden (blauwe lijn), de minimumwaarden (rode lijn) of de

gemiddelde waarden (zwarte lijn) gekozen? Hoe kan deze keuze het best gemaakt

worden, met als kapstok het vertrekpunt van deze scriptie?

Welnu, de ventilatiesystemen die worden getest, moeten in alle situaties primordiaal

een aanvaardbare binnenluchtkwaliteit kunnen waarborgen. Zoals verder zal bespro-

ken worden in volgend hoofdstuk (§ 3.1.3.5) moet een innovatief systeem minstens ge-

lijkwaardig zijn aan een van de volgende, wettelijke toegestane systemen A, C en C+®.

Hoofddoel van het onderzochte innovatieve vraaggestuurd systeem in deze scriptie ligt

vooral in de verbetering of optimalisatie ten opzichte van het standaardsysteem C+®

waarvan wordt vertrokken. Bij een open keuze als deze is daarom die optie gelicht die

bij dat belangrijkste referentiesysteem C+® de beste binnenluchtkwaliteit ‘genereert’.

Dit zal het moeilijkste te verbeteren zijn als bij een sensitiviteitsanalyse van het afvoer-

debiet de debieten enkel nog verlaagd zullen worden, zoals hier het geval zal zijn.

0

10

20

30

40

50

60

70

0 20 40 60 80 100

Debiet (m

³/h)


Vochtsturing wasplaats: debiet bij 100Pa

Min

Max

Gemiddelde


Samengevat: standaard worden telkens de bovenwaarden of maximumwaarden ge-

bruikt in deze scriptie. (Tabel 2.11). Zo zal het referentiesysteem C+® het strengst moge-

lijke criterium voor binnenluchtkwaliteit genereren waarop dan vergeleken kan worden

aan de hand van het gelijkwaardigheidprincipe voor binnenluchtkwaliteit (§ 3.1.3.5).

Debiet [m³/h]

RENSON PT25 UIT 10 AAN 40

RENSON PH75 <25% 15 25-70% Proportioneel >70% 80

RENSON H50 <25% 14

25-70% Proportioneel

>70% 65

Tabel 2.11: Standaarddebieten van de verschillende afvoermonden

Een gevoeligheidsstudie van deze waarden zal dus worden uitgevoerd, volgens enkele

logische waarden afgeleid uit de maximum- en minimumdebieten die opgegeven zijn

voor de respectieve sensoren. Ook deze gevoeligheidsanalyse is beperkt gehouden tot

haar essentie:

• PT25: 4/7/10 – 25/35/45 [m³/h]

• PH75: 7/11.9/15 – 50/65/80 [m³/h]

• (H50)18

Eerst wordt de ondergrens van de verschillende sensoren gevarieerd om objectief een

analyse te maken van hun invloed. Hierbij worden de 3 + 3 ondergrenzen, 4/7/10 en

7/11,9/15, gecombineerd in de wc, badkamer en keuken van het appartement en de

vrijstaande woning. Er zijn dus 3 x 3 x 3 = 27 mogelijke opties. Voor de overzichtelijk-

heid werd voor de PH75 sensor in de badkamer en in de keuken telkens dezelfde on-

dergrens gekozen in deze gevoeligheidsanalyse19; er worden dus nu 3 x 3 = 9 simulaties

hiervoor uitgevoerd.

Vervolgens worden voor één bepaalde ondergrens bij elke sensor de bovengrenzen van

het afvoerdebiet gevarieerd. Dit levert dus slechts 3 * 3 = 9 simulaties op.

2.4.4.2 Relatieve vochtigheid en CO2-regelng

Realiteit: In plaats van bij aanwezigheid direct het volle debiet te sturen, kan ook CO2-

regeling in combinatie met de standaardvochtregeling in natte ruimtes worden onder-

zocht.

18 Enkel in de vrijstaande woning is er een wasplaats en een H50-sensor, waardoor geopteerd wordt om deze niet te laten variëren in een gevoeligheidszone, ook om het aantal mogelijkheden en dus de simula-tietijd een stuk te kunnen laten zakken. 19 In beide ruimtes worden toch hoogst waarschijnlijk dezelfde sensor geplaatst.


Modellering:

(1) Een eerste voorstel is een proportionele regeling op basis van CO2 en de normale

vochtregeling: hierbij wordt het afzuigdebiet verhoogd als er grote vraag is in de

toevoerruimtes. De aanwezigheidsregeling wordt wel behouden in het wc.

(2) Idem als (1), maar met een dode band.

2.4.4.3 Hybride afvoer

Realiteit: In- en uitschakelen van de afvoerventilator op basis van een bepaald algorit-

me dat gebaseerd kan zijn op temperatuurverschil tussen binnen en buiten, drukval in

het systeem, CO2-concentratie binnen en relatieve vochtigheid in de afvoerruimtes (§

2.2.2). Zo kan elektrische energie worden bespaard waarop een ventilator werkt en kan

de levensduur van de ventilator (en het systeem) worden verlengd.

Modellering:

Via regelingen n°12, n°13a/b, n°14 en n°15a/b die in § 4.3.2 worden gedefinieerd, zal op

basis van respectievelijk temperatuurverschil (Figuur 2.19), relatieve vochtigheid (Figuur

2.20), CO2 (Figuur 2.21) en gevraagd debiet (Figuur 2.22) worden geregeld.

Figuur 2.19: Hybride regeling van de ventilator op basis van temperatuur

0

1

-10 -5 0 5 10 15 20

aan (1) / uit (0)

temperatuur [°C]

Natuurlijk

Mechanisch


Figuur 2.20: Hybride regeling van de ventilator op basis van relatieve vochtigheid in de natte ruimtes

Figuur 2.21: Hybride regeling van de ventilator op basis van CO2-concentratieverschil, met dode band

Figuur 2.22: Hybride regeling van de ventilator op basis van debietfractie van de afvoermonden

0

1

0 20 40 60 80 100

aan (1) / UIT (0)

relatieve vochtigheid [%]

Natuurlijk

Mechanisch

0

1

0 250 500 750 1000 1250

aan (1) / uit (0)

CO2-concentratieverschil [ppm]

Natuurlijk

Mechanisch

0

1

0 20 40 60 80 100

aan (1) / uit (0)

debietfractie afvoermond [%]

Natuurlijk

Mechanisch

3 GELIJKWAARDIGHEID 41

3

3. D

GELIJKWAARDIGHEID

“In de eenvoud ligt de ingang tot de waarheid.” (Lichtenberg)

3.1 Binnenluchtkwaliteit [69]

3.1.1 Economische en gezondheidsfactoren [15]

Verversing van de binnenlucht in woningen in relatie tot energiezuinigheid is zeer ac-

tueel, zeker sinds de olieprijzen de laatste weken zo sterk zijn gestegen. Een drastische

verlaging van de ventilatiedebieten dringt zich zodoende op, opdat de ermee geassoci-

eerde energiekosten zouden worden beperkt. Als negatief gevolg is langzamerhand

het beruchte ‘sick building syndrome’ of ‘ziekegebouwsyndroom’ ontstaan waarbij een

vermenigvuldiging van de symptomen ten gevolge van een gebrek aan voldoende

luchtverversing valt te constateren, met irritatie van de slijmvliezen, hoofdpijn en pro-

blemen met de ademhaling tot gevolg. Het geheel van deze symptomen, opgesomd

door de wereldgezondheidsorganisatie in 2000, is inmiddels geïnventariseerd, maar hun

precieze oorsprong is nog steeds moeilijk opspoorbaar, en ook de gezondheidsrisico’s,

als gevolg van een veelheid van contaminanten aanwezig in de binnenlucht, zijn nog

onbekend.

De luchtkwaliteit waargenomen door de bewoners hangt af van een veelheid van vari-

abele parameters, zoals de interne vervuilingsbronnen, de buitenluchtkwaliteit, de

luchtverversingsdebieten. Ook een geheel van psycho-sociologische parameters kunnen

de individuele perceptie van de binnenluchtkwaliteit veranderen.

Voor een beheersing van de binnenluchtkwaliteit is er dus het probleem van de karak-

terisering van deze kwaliteit, die wordt bemoeilijkt door een veelheid aan contaminan-


ten in de lucht en een veelheid van effecten op de bewoners. Voor de definitie van de

binnenluchtkwaliteit is er een gezondheids- en olfactorisch20 aspect. Het eerste bestaat

erin de binnenluchtkwaliteit te beschouwen uit het standpunt van de effecten op de

gezondheid van de bewoner, waarbij de binnenluchtkwaliteit wordt beschouwd vanaf

de lucht geen enkele contaminant meer bevat boven gevaarlijke concentraties. Bij in-

ademing moet het risico voor de gezondheid verwaarloosbaar zijn. De tweede aanpak

bestaat erin de binnenluchtkwaliteit te beschouwen vanuit het standpunt van haar ef-

fecten op de perceptie van de bewoner en zijn comfort: de perceptie moet comfortabel

en mag niet storend zijn (geen oncomfortabele geur). De binnenlucht zal dus kwalita-

tief worden beschouwd als een meerderheid van de bewoners geen ontevredenheid

uitdrukt of geen ziektesymptomen vertoont tijdens de bezettingsperiode.

3.1.2 Contaminanten en bronnen van vervuiling

3.1.2.1 Inleiding

Zowel interne als externe vervuilingsbronnen zijn aanwezig in een lokaal. Dit is een eer-

ste onderscheid dat onlosmakelijk te maken is in de doelstelling om regelstrategieën te

realiseren voor de binnenluchtkwaliteit.

De externe vervuiling is sterk verbonden met de menselijke activiteit, met name indus-

trie of autowegen, maar kan eveneens worden beïnvloed door fysische en meteorologi-

sche fenomenen zoals de temperatuur en de windsnelheid.

Interne vervuilingsbronnen zijn van verschillende origine. De mens is een van de hoofd-

bronnen van interne vervuiling, door zijn activiteit en bijgaand metabolisme, en ver-

oorzaakt aldus chemische en biologische vervuiling. Andere bronnen die inherent zijn

aan het gebouw zijn eveneens al geïnventariseerd. Zo stoten het gebouw en de con-

structiematerialen tijdens de gehele levensfase meerdere contaminanten uit. Interne

toestellen, verbonden met het functioneren van het gebouwen, waaronder ook de ven-

tilatiesystemen, dragen eveneens bij aan de uitstoot van contaminanten in de binnen-

lucht.

3.1.2.2 Externe vervuiling

Vervuiling van de buitenlucht heeft een grote impact op de binnenluchtkwaliteit. Het is

noodzakelijk om gezonde buitenlucht te hebben voor de verversing van de binnen-

lucht, maar de regeling van de buitenluchtkwaliteit is in het beste geval zeer delicaat,

en vaak gewoon onmogelijk. Hoewel de zuivering van de buitenlucht mogelijk is, is het

een dure oplossing en niet nuttig bij niet-luchtdichte gebouwen, die natuurlijk worden

geventileerd of geventileerd door mechanische extractie.

Zelf als die beheersing van de buitenlucht moeilijk realiseerbaar is en eigenlijk zeer

weinig wordt gedaan, is het daarom niet minder belangrijk om die buitenlucht te inte-

greren in de balans van de binnenluchtkwaliteit en om een inventaris op te stellen van

contaminanten en bronnen, evenals de gekende effecten op de mens.

20 Olfactorisch = betreffende de reukzin of geur


De belangrijkste bronnen van externe vervuiling zijn volgens het AIVC-centrum [45]: S2,

NOx, ozon, lood, VOC, partikels, vezels uitgestoten bij industriële activiteiten, CO, parti-

kels bij wegverkeer, radon, methaan ...

3.1.2.3 Interne vervuiling

De interne bronnen zijn verscheiden en van variabele aard. Interne vervuiling kan ver-

bonden worden met de activiteit van de bewoners en hun metabolisme, met toestellen

in het gebouw en met constructiematerialen. De contaminanten die men terugvindt

zijn vaak in groten getale en erg gediversifieerd, in soms alarmerende concentraties.

Bij metabolische menselijke activiteiten komen er volgende contaminanten vrij: H20,

CO2, partikels, micro-organismen, bacteriën, virussen, geuren... Bij andere menselijke

activiteiten: CO, NOx, CO2, VOC, formaldehyde, partikels, geuren (tabaksrook, verbran-

dingstoestellen, onderhoud... Uit constructiematerialen tenslotte: formaldehyde, radon,

vezels en asbest. Voor de laatste twee categorieën is het vooral van belang het pro-

bleem bij de bron aan te pakken. Voor mensgebonden contaminanten is dit minder

evident en dient met verdunning na te streven door ventilatie.

3.1.2.4 Invloed van contaminanten op de gezondheid

Koolstofdioxide wordt hoofdzakelijk geproduceerd door het menselijke metabolisme,

maar kan ook voortkomen uit verbrandingen. Koolstofdioxide is op zichzelf, behalve bij

zeer hoge concentraties, niet echt toxisch, maar is wel een goede indicator van de glo-

bale binnenluchtkwaliteit (§ 2.1.4.2).

Koolstofmonoxide is een kleurloos en geurloos gas, ontstaat als gevolg van onvolledige

verbranding door een gebrek aan zuurstof en is bovendien veel gevaarlijker dan kool-

stofdioxide.

De vluchtige organische componenten (VOC’s) worden hoofdzakelijk geëmitteerd door

constructiematerialen, onderhoudsproducten, verven en vernissen. Een groot aantal

soorten VOC zijn geïnventariseerd in de binnenlucht, in concentraties die gewoonlijk 2

tot 10 keer hoger liggen dan de concentraties in de buitenlucht. VOC’s hebben een

dubbele impact, gezondheids- en olfactorisch, op de binnenluchtkwaliteit, die voorna-

melijk het ademhalingssysteem treft. De toxiciteit van enkele VOC’s is inmiddels geble-

ken, maar de effecten van vele andere daarentegen blijven nog ongekend, waardoor

de analyse van de binnenluchtkwaliteit moeilijk wordt gemaakt. Daarom wordt de tota-

le hoeveelheid VOC’s (TVOC) gebruikt om het vervuilingsniveau van de VOC’s te karak-

teriseren en om de eerste aanbevelingen over toegestane concentraties te maken. Een

concentratie van de TVOC’s beneden 300 mg/m³ verzekert een luchtkwaliteit die geen

klachten veroorzaakt bij de bewoners [45].

De giftigheid van andere gassen, aldehyden, NOx, radon, asbest, SO2,O3... wordt hier

buiten beschouwing gelaten. Hiervoor wordt doorverwezen naar bv. Cordier [15] of het

handboek van het AIVC-centrum [45].


3.1.3 Binnenluchtklassen

De norm NBN EN 13779 onderscheidt vier klassen van binnenluchtkwaliteit: IDA21-

klassen 1 tot 4. Zoals in § 3.1.2 aangehaald, blijkt dat de CO2-concentratie in een ruimte

een zeer goede indicator is voor de concentratie van mensgebonden contaminanten. In

de buitenlucht is er een constante concentratie van ca. 350 ppm – 400 ppm aanwezig,

afhankelijk van de omgeving (stad - platteland). Als comfortindicatie dient men dan

ook steeds het verschil in CO2-concentratie tussen binnen en buiten te beschouwen.

De CO2-productie van personen is een (evenredig) gevolg van het metabolisme, en zo-

doende ook met de meeste bio-effluenten. Om de binnenluchtkwaliteit te evalueren

kan men dus gebruik maken van de CO2-concentratie in de verschillende ruimtes waar-

aan de bewoners worden blootgesteld. Bij de berekening van die waardes wordt enkel

gekeken naar de momenten waarbij de personen effectief aanwezig zijn in een be-

paalde ruimte. In NBN EN 13779 vinden we volgende klassering van binnenluchtklassen

op basis van de CO2-concentratie.

Categorie CO2-niveau boven buitenluchtlucht in ppm Typisch bereik Standaard waarde IDA1 ≤ 400 350 IDA2 400-600 500 IDA3 600-1000 800 IDA4 > 1000 1200

Tabel 3.1: Binnenluchtklassen (IDA), [45]

3.1.3.1 Belgische norm NBN D50-001 [12]

De Belgische norm NBN D50-001 is zeer ‘voorschrijvend’; dit wil zeggen dat de norm het

overgrote deel van de eisen betreffende ventilatiesystemen voor woningen bevat. Dit is

echter niet ideaal, omdat de norm zo de rol van de reglementering overneemt. Idealiter

bevatten normen de procedures nodig voor de beoordeling van de prestaties van een

product of systeem. De minimumeisen waaraan een product of een systeem moet vol-

doen, worden daarentegen vastgelegd in een reglementering die naar de desbetref-

fende normen verwijst.

In tegenstelling tot de meeste van onze buurlanden is er in België geen expliciet criteri-

um om de binnenluchtkwaliteit voor woningen te evalueren. In NBN D50-001 en bijlage

V van het EPB-besluit [32] worden geen eisen gesteld aan de binnenluchtkwaliteit, maar

enkel aan het ventilatiesysteem en –concept. Ook in het oudere ‘Besluit van de Vlaamse

regering houdende maatregelen tot bestijding van de gezondheidsrisico’s door veront-

reiniging van het binnenmilieu’ wordt enkel een richtwaarde gegeven van 900 mg/m³

(458 ppm) en geen bovengrens.

De systemen die wettelijk toelaatbaar zijn, gelden dus als referentiesystemen en zo-

doende zal de binnenluchtkwaliteit die met die systemen behaald wordt, gelden als

criterium.

21 IDA = InDoor Air


3.1.3.2 Nederlandse normering

In de Nederlandse norm NEN 5128 wordt voor de beoordeling van het binnenklimaat

de LVI-index gebruikt, wat staat voor Lage Ventilatie Index [74, 75]. In deze LVI-index

komt zowel de mate waarin de ventilatie te laag is, als de tijdsperiode waarover de ven-

tilatie te laag is tot uiting via een zogenaamde dosis-effect-relatie. Uit een histogram

van de genormeerde effectieve ventilatie (*HD) kan de LVI dan afgeleid worden (ge-

kleurd deel in Figuur 3.1). De genormeerde effectieve ventilatie *HD is gedefinieerd als de verhouding tussen de grensconcentratie ?�gHDM en de optredende concentratie ?C:

*HD = ?�gHDM?C

(3.1)

In woningen is de grenswaarde voor de CO2-concentratie bv. gelijk aan 1350 ppm,

waarbij men rekent met een concentratie in de buitenlucht van 350 ppm. Bij de bere-

keningen is dan ook enkele rekening gehouden met een verschil binnen - buiten van

1000 ppm. De LVI is het totale percentage van de tijd dat er niet aan dit criterium is

voldaan. De grenswaarde voor de LVI voor de aanwezige bewoners op basis van de

blootstelling aan CO2-concentratie, die wordt geproduceerd door de bewoners, be-

draagt gemiddeld 0,005 of 0,5% (figuur 3.1).

Figuur 3.1: Nederlandse normering; Lage Ventilatie Index

Op deze manier kan men dus enkele criteria formuleren ten aanzien van de prestaties

van het ventilatiesysteem op het vlak van binnenluchtkwaliteit. Men kan niet enkel de

LVI-index bepalen, maar ook bijkomende grenzen stellen aan maximale concentratie-

pieken (*HD < 0.5), overschrijdingsuren en dergelijke meer op één en dezelfde grafiek.

Indien men beschikt over duidelijke criteria om de grenzen te stellen is dit een zeer

bruikbare methode die veel informatie geeft.

Op het gebied van binnenluchtkwaliteit zijn er in België echter geen duidelijke criteria

voor residentiële gebouwen. Bovendien is een groot aantal criteria niet wenselijk om de

vergelijking van verschillende systemen overzichtelijk te houden.

3.1.3.3 Franse normering

In de Franse richtlijn ‘Modalités d’instruction des Avis Techniques sur les systèmes de

ventilation asservis’ vinden we volgende paragraaf terug:


‘De ppmh gecumuleerd op basis van 2000 moet minder zijn dan 500000 in de kamer

bezet door twee personen en in de woonruimte’ 22

Hieruit is moeilijk af te leiden of men de absolute dan wel de relatieve concentraties als

basis gebruikt voor de berekening. Het is niet duidelijk of men enkel met de overschrij-

dingen dan wel met de totale concentratie rekening moet houden. Gesteld dat men

enkel de overschrijdingen optelt, is dit zeker geen streng criterium. Daar er 8760 uren in

een jaar zijn, zou de gemiddelde concentratie als volgt zijn:

2000 009 + 500000 009 ∙ ℎ8760 ℎ = 2057 009 (3.2)

Indien men met de waarde van de concentratie volledig rekening houdt, is er een groot

verschil tussen de impact van een CO2-concentratie van 1999 ppm en die van 2001 ppm.

In principe is enkel het verschil in concentratie met de buitenomgeving van belang en

niet de absolute waarde. Met deze methode js het ook mogelijk om de cumulatieve

CO2-concentratie te begrenzen. Een voordel hiervan is dat de resultaten van verschil-

lende simulaties makkelijk met elkaar kunnen worden vergeleken.

3.1.3.4 Criterium

Na overweging van de verschillende mogelijkheden werd gekozen om de cumulatieve

CO2-concentratie als basis te nemen, vergelijkbaar met de Franse methode. Bij de bere-

keningen wordt de CO2-concentratie in de buitenomgeving constant gehouden op 350

ppm. Aangezien er verschillende systemen met elkaar worden vergeleken, is het niet

nodig een arbitraire bovengrens vast te stellen waaraan de systemen moeten voldoen.

Enkel de concentratiegrens waarbij er met de overschrijdingen rekening wordt gehou-

den, dient te worden vastgelegd. Die grens moet dus het moment dat de luchtkwaliteit

te wensen overlaat, representeren waarbij het effect op de gezondheid en comfort niet

meer verwaarloosbaar is.

In bijlage VI van het EPB-besluit [32] (ventilatievoorzieningen voor niet residentiële ge-

bouwen – bepalingsmethode en eisen) vinden we in § 7.1: ‘Kwaliteit van de binnen-

lucht’:

‘Bij de dimensionering van ventilatiesystemen mag het ontwerpdebiet niet kleiner zijn

dan het minimumdebiet dat overeenkomt met binnenluchtklasse IDA3.’

De uitdrukking van de eisen is beschreven in de norm NBN EN 1377 (Ventilation for

non-residential buildings – Performance). Zoals hoger beschreven, komt dit overeen met

de grens tussen IDA-klasse 3 en IDA-klasse 4: uitgedrukt in ppm is dit dus een concen-

tratieverschil van 1000 ppm met buiten (350 ppm + 1000 ppm = 1350 ppm absoluut).

Ook uit de literatuurstudie is gebleken dat deze grens vaak wordt gebruikt als grens

voor comfortklachten.

Aan de hand van dat criterium moet het innovatieve systeem dus worden vergelijken

met de wettelijk toegestane ventilatiesystemen in België. Daarbij kan de vergelijking

22 ‘Les ppm heures cumulés de base 2000 devront être inférieures à 500000 dans la chambre occupée par

deux personnes et dans le séjour’


best gemaakt worden met vereenvoudigde ventilatiesystemen bepaald in NBN D50-001:

systeem A, B, C en D. Bij de vergelijking van de verschillende systemen wordt bij systeem

A aannemen dat er zelfregelende roosters zijn. Er kan worden verondersteld dat dit de

binnenluchtkwaliteit negatief zal beïnvloeden, en daardoor als ondergrens kan dienen

om de binnenluchtkwaliteit te beoordelen bij innovatieve systemen.

Uit een eerste analyse in [69] blijkt dat een permanent werkend systeem D bij nominaal

debiet steeds met een betere binnenluchtkwaliteit gepaard gaat dan systemen A en C.

Systeem B is niet opgenomen in de vergelijkende kwalitatieve studie aangezien dit sys-

teem niet courant wordt toegepast in de Belgische woningbouw (§ 2.3). Aangezien het

innovatieve systeem slechts moet voldoen aan de eis dat de binnenluchtkwaliteit min-

stens gelijkwaardig moet zijn aan het referentiesysteem, kan systeem D dus verder bui-

ten beschouwing worden gelaten.

3.1.3.5 Gelijkwaardigheidprincipe binnenluchtkwaliteit

Het gelijkwaardigheidprincipe stelt nu dat bij het innovatieve systeem de BLK, i.c. uit-

gedrukt in cumulatieve CO2-concentratie, steeds beter moet zijn dan bij systeem A of

systeem C. Bij de verwerking van de resultaten berekent men voor elk van de drie sys-

temen de som van de cumulatieve CO2-concentratie voor elke simulatie. Het gelijk-

waardigheidprincipe eist dat de som voor systeem C+innovatief nooit de hoogste waarde

van de drie is, en bovendien ook beter is dan systeem C+®. Doel is immers een verdere

optimalisatie van het bestaande systeem C+®, waardoor een vergelijking met dit laatste

systeem zich ten zeerste opdringt en dus essentieel is.

3.2 Efficiëntie ventilatie

Een tweede criterium dat in beschouwing wordt genomen, is de extractie van contami-

nanten uit de ‘natte ruimtes’. De afvoer van contaminanten op die plaats is een wezen-

lijk onderdeel van het systeem en is dan ook belangrijk. De efficiëntie van de ventilatie

wordt berekend door tijdens de simulatie in de woningen een fictief traceergas los te

laten, dat geen invloed heeft op de luchtdichtheid in CONTAM en dus louter als tra-

ceergas wordt ingebracht in het model. Dit fictieve gas, bv. zwavelhexafluoride SF6, zal

worden geëmitteerd of losgelaten telkens er iemand in een van de natte ruimtes aan-

wezig is. Zodoende zal in de evaluatiestrook (§ 3.5) ook de efficiëntie van de extrac-

tie/ventilatie worden gebruikt als vergelijkingsmateriaal.

3.3 Energie

3.3.1 Inleiding

Ventilatie en infiltratie dragen voor een groot deel bij tot de totale energieverliezen in

gebouwen. Soms zijn zulke verliezen opzettelijk, bv. als overtollige warmte geventi-

leerd wordt naar buiten. Deze warmte kan komen van een proces of activiteit in de

woning, maar kan ook direct geassocieerd worden met een warmtevraag voor verwar-

ming van het gebouw. Als thermische behandeling van de lucht nodig is om ongecon-

troleerde of onnodig overdreven luchtverversing te compenseren, dan wordt er energie

verspild. Er is gelukkig een aanzienlijk potentieel om de energievraag bij ventilatie te

reduceren. Het gebruiken van methodes voor energiebesparing berusten op het verbe-


teren van de luchtdichtheid van gebouwen en het minimaliseren van de nood tot venti-

latie. Geregelde ventilatie, voornamelijk tijdens periodes van warmte- of koudevraag,

zal verder het vermogen reduceren. Via warmteterugwinning is ook bijkomende ener-

giereductie mogelijk, maar factoren zoals de strengheid van het klimaat, de hoeveel-

heid energie nodig om dat systeem te kunnen laten werken, de luchtdichtheid van het

gebouw... bepalen of warmteterugwinning al dan niet opportuun is.

3.3.2 Kwantificeren energiebesparing

Om een idee te hebben van de hoeveelheid energieverlies door ventilatie, worden de

warmteverliezen door ventilatie (enthalpie of warmte-inhoud) voor een heel stooksei-

zoen benaderd met de volgende formule [45]:

�� = l 8 ∙ �@ ∙ *C ∙ ��C(C) − �H(C)��gHDMIVV~MHCFVHDC � S [J]

(3.3)

Met:

�� Warmteverlies door ventilatie [J] 8 Luchtdensiteit, 1,2 [kg/m³] �@ Specifieke warmtecapaciteit van droge lucht op �C = 18°C, 1005

[J/(kg∙K)]

*C Totaal luchtinfiltratie- en ventilatiedebiet op uur i [m³/h] �C(C) Binnentemperatuur op uur i [K] �H(C) Buitentemperatuur op uur i [K]

Rekening houdend met:

�� = �� ∙ �� = T� ∙ ℎ3600U 8 ∙ �@ = 1206 T �9³ ∙ YU = 0.34 T � ∙ ℎ9³ ∙ YU

wordt de formule vaak in de volgende vorm herschreven:

�� = l 0.34 ∙ � ∙ 3 ∙ ��C(C) − �H(C)��gHDMIVV~MHCFVHDC � S �Wh�//�kWh�

(3.4)

Met:

n Ventilatievoud [h-1] V Binnenvolume [m³] 0.34 Warmtecapaciteit van droge lucht [Wh/(m³∙K)]

Aan de hand van het totale energieverlies door ventilatie ��, uitgedrukt in Wh of cou-

ranter in kWh, is het mogelijk om de energie-impact van een bepaald ventilatiesysteem

te kwantificeren. In de uitvoerbestanden van CONTAM kan de Air Change Rate [ACH]

of het ventilatievoud n direct worden afgelezen en worden gebruikt om deze energie-

verliezen door ventilatie te becijferen.

Om de energieverliezen bij appartementen enerzijds en vrijstaande woningen ander-

zijds te kunnen vergelijken, kan het overzichtelijker zijn het totale energieverlies door


ventilatie ��, uitgedrukt in kWh te herschalen naar het energieverlies per bewoonbare

oppervlakte: kWh/m². Deze bewoonbare oppervlakte is 87,0 m² voor het appartement

en 135,1 m² voor de vrijstaande woning. Zodoende wordt een eerste inzicht gegeven in

de mogelijkheid van die bepaalde regeling op vlak van energiewinsten bij de twee ge-

bouwtypes.

3.4 Prestatiefuncties [15, 22]

3.4.1 Inleiding

De evaluatie van regelingen is een noodzakelijke etappe in de ontwikkeling van Regel-

strategieën van de ventilatie. Deze evaluatie kan zich, naast de in § 3.1, § 3.2 en § 3.3

besproken individuele prestatiecriteria zoals energieverbruik, binnenluchtkwaliteit en

efficiëntie van de extractie/ventilatie, ook manifesteren in zogenaamde prestatiefunctie

of kostenfuncties, die op basis van die prestatiecriteria en bijhorende gewichten logisch

in een ‘functie’ worden gegoten. Zodoende is het mogelijk om elke regeling te evalue-

ren op een meer globale manier door een prestatievergelijking uit te voeren. De twee-

de doelstelling voor regelingen, naast de optimalisatie van de individuele criteria, is dus

om deze onderzochte prestatiefuncties te minimaliseren (lees: optimaliseren).

Drie prestatiefuncties, hierna genoteerd als F1, F2, F3, zijn ontwikkeld naargelang men

een evaluatie van een regeling bekijkt uit het standpunt van binnenluchtkwaliteit,

energetische prestatie of vanuit beide.

3.4.2 Prestatiefunctie F1

Figuur 3.2: Cumulatieve CO2-niveaus in ppm.h met de grens op 1350 ppm

De eerste prestatiefunctie, F1, richt zich erop om de prestatie van een regeling te evalu-

eren uit het standpunt van het respecteren van de CO2-bovengrensconcentratie in de

woning. Een eenvoudige, vaak gebruikt aanpak voor een eerste evaluatie van regelin-

gen [7] bestaat erin om de cumulatieve overschrijding van een bepaalde CO2-niveau

gedurende het stookseizoen in de simulatie te bepalen. Deze functie lijkt goed op het

gekozen criterium voor de binnenluchtkwaliteit in § 3.1. De volgende formule toont dit:


mS = ∑ 91�¤�?¥B�C − �?¥B��gHDM; 0§C̈ � S © �009�

(3.8)

Met:

CO2,i Absolute CO2-concentratie in een lokaal op tijdstip i [ppm] CO2,grens Absolute CO2-grensconcentratie [ppm] N Aantal tijdstappen [-]

Naargelang van de gekozen grenswaarde voor CO2, 1350 ppm, 1000 ppm of bv. 800

ppm, zal de evaluatie en, de facto, de prestatie van de regeling verschillend zijn. Er

word i.c. enkel de grenswaarde van 1350 ppm gebruikt (§ 3.1). Deze andere grenswaar-

den komen of kwamen vroeger vaak terug in de literatuur.

Een performante regeling ten aanzien van de prestatiefunctie F1 zal een regeling zijn

die de functie minimaliseert, nl. een waarde nastreeft die naar 0 nadert, door de CO2-

concentraties zo veel mogelijk onder de bepaalde grenswaarde te houden.

Men kan in deze functie nog verder een onderscheid maken door zowel op lokaal ni-

veau als op woningniveau te kijken naar deze prestatiefunctie. In deze scriptie werd er

enkele naar het globale niveau gekeken op niveau van een woning.


Figuur 3.3: Verband tussen percentage ontevredenen en het CO2-concentratieverschil, bron [27]

De eerste prestatiefunctie F1 houdt slechts rekening met de kwaliteit van de binnen-

lucht ten aanzien van het respecteren van een vooraf bepaalde grenswaarde (Figuur

3.2). Anders gezegd kan met deze functie geen onderscheid worden gemaakt tussen

regelingen die zorgen voor een strikte naleving van deze grenswaarde of ruim onder

de grenswaarde blijven. Dit houdt een gereduceerde aanpak in van de evaluatie van

regelingen wat betreft de binnenluchtkwaliteit als men het effect op het comfortge-

voel bij bewoners niet in rekening brengt. De tevredenheid zal groter zijn als deze on-

derschrijding van de voorgestelde grenswaarde groter is (Figuur 3.2). Nu kan men een


verband opstellen tussen CO2,i, CO2,e en het percentage ontevredenen23, wat in detail

uitgewerkt is door onder anderen Fanger [27]:

2VDI = 395 ∙ exp {−15.15 ∙ �?¥B,C − ?¥B,H�ZN.Bª|

(3.9) Met:

2VDI Percentage ontevredenen door de luchtkwaliteit [%] ?¥B,C CO2-concentratie in een lokaal [ppm] ?¥B,H CO2-concentratie buiten [ppm] De overweging van het bewonerscomfort bij de evaluatie van regelingen krijgt boven-

dien zin als een algemene vermindering van de tevredenheid van bewoners ten aanzien

van binnenomgevingen een opmerkelijke daling van de productiviteit teweegbrengt,

zoals aangehaald in de literatuurstudie (§ 2.1) [25]. Dus zal een verhoging van de onte-

vredenheid een verlaging van de activiteit creëren en een vermindering van de produc-

tiviteit.

De prestatiefunctie F2 bestaat erin te bepalen wat de gemiddelde waarde van het per-

centage ontevredenen is tijdens het volledige, gesimuleerde stookseizoen. Deze presta-

tiefunctie F2 wordt als volgt berekend:

mB = ∑ 395 ∙ exp {−15.15 ∙ �?¥B,C − ?¥B,H�ZN.Bª|C̈ � S ©

(3.10)


De prestatiefunctie F3 die hierna wordt opgesteld en uitgelegd, heeft als doelstelling

een evaluatie op basis van meerdere criteria te implementeren van de globale prestaties

van de regelingen. Daar de vorige ontwikkelde prestatiefuncties slechts een evaluatie

van de regelingen bevatten uit het standpunt van binnenluchtkwaliteit, zal de derde

functie F3 nog andere criteria zoals energieverbruik en levensduur van de toestellen

bevatten. Al deze criteria worden toegevoegd om te zorgen voor een algemene evalua-

tie van de prestatie van de regelstructuren.

3.4.4.1 Criteria

Steunend op het onderzoek van El Mankibi [68], zijn de beschouwde criteria om de

prestatiefunctie F3 te definiëren:

• Criterium binnenluchtkwaliteit

CBLK komt voort uit de definitie van de prestatiefunctie F1, nl.:

?«¬ = 91�¤�?¥B�C − �?¥B��gHDM; 0§ �009�

(3.11)

• Criterium energie

Het energetische criterium Cenergie,1 wordt gedefinieerd als:

23 Om het percentage ontevredenen voor te stellen, wordt vaak de Engelse term ‘Predicted Percentage of Dissatisfied (PPD)’ gebruikt.


?HDHg�CH,S = l 2~ ��IVHMIHW ~

(3.12)

Met:

(3.13) 2~ Verbruikte vermogen door toestel k [W]

Het verbruikte vermogen door de ventilator (enig toestel) wordt bepaald door het ver-

versingsdebiet van de lucht. Het vermogen van de ventilator (vgl. 1.14) is evenredig met

de derde macht met het ventilatiedebiet Q [m³/h], met een maximaal vermogen van 54

W voor een verversingsdebiet van 250 m³/h.

c*B*Sdf = c2B2Sd

(3.14)24

2B = c*B*Sdf ∙ 2S

(3.15)

Met:

*S Maximaal debiet, 250 [m³/h] *B Debiet op elke tijdstap [m³/h] 2S Maximaal vermogen, 54 [W] 2B Vermogen op elke tijdstap [W]

Het ventilatieverlies kan gemakkelijk worden berekend uit het bestand *.ACH dat CON-

TAM kan genereren waarbij de verversingsdebieten (Air Change Rates) per tijdstap

worden weergegeven. Zo kan via een vergelijking (3.4) het tweede energiecriterium

worden berekend:

?HDHg�CH,B = l A��`�.1`��A��.�� J�ℎ�C

(3.16)

• Criterium levensduur van de toestellen

Het criterium voor de levensduur bestaat erin te kijken hoe vaak de mechanische on-

derdelen van het ventilatiesysteem, m.n. de ventilator en de motoren in de roosters,

werken. Er wordt vertrokken van een vereenvoudiging bij de toestellen, waarbij enkel

de werking van de ventilator in dit criterium zal worden gebruikt.

Het criterium wordt aldus gedefinieerd als een binaire variabele die op elk tijdstap (een

kwartier) een waarde 1 aanneemt als de ventilator werkt, zoniet een 0-waarde gene-

reert. Met andere woorden wordt er enkel gekeken naar de werking van de ventilator,

waarbij dan aangenomen wordt dat in normale, niet-hybride toestand dit criterium al-

tijd een 1 waarde geeft. Enkel als het systeem hybride schakelt tussen natuurlijke en

mechanische werking, kan er gekeken worden naar het percentage van de tijd dat die

ventilator aanstaat.

Het doel van dit criterium is op een eenvoudige manier de afschrijvingskost (i.c. slechts

van één component) van een ventilatiesysteem te becijferen en in rekening te brengen

24 = vergelijking (1.14)


in de totale kostenfunctie. Zo zal dus de ventilator langer meegaan als de ventilator

minder moet werken, absoluut gezien (aan/uit), en zal vervolgens de levensduur van de

ventilator (en het gehele systeem) stijgen, wat de ‘kostprijs’ bijgevolg zal verlagen.

?WH�HDME��gIVHMIHWWHD = ®1, A��`�.1`�� ¯��J`0, K��` ° �ℎ�

(3.17)

3.4.4.2 Gewichten

De beschrijving van een prestatiefunctie met meerdere criteria impliceert aldus ook nog

de definiëring van de gewichten die aan elk gekozen criterium moeten worden toege-

wezen. Er zijn meerdere methodes om de gewichten van deze criteria te definiëren. De

meest gebruikte methode bestaat erin om het totale gewicht gelijk te stellen aan 1,

waarbij de respectieve gewichten worden verdeeld volgens belangrijkheid die men aan

de criteria toekent. Deze werkwijze van definitie van gewichten is echter niet voldoen-

de in het kader van deze scriptie, omdat de vergelijking van de criteria (van nature erg

verscheiden) willekeurig blijft. De keuze is zo gemaakt om een economische evaluatie

te houden van elk gekozen criterium, door een overeenstemming op te stellen tussen

de criteria en de economische impact, waarbij elk criterium wordt herleid tot een kost.

Deze methode, al uiteengezet door o.a. El Mankibi [22] en Cordier [15], stelt voor de

gewichten van de criteria als volgt te definiëren:

• Gewicht binnenluchtkwaliteitscriterium

Het gewicht van het criterium binnenluchtkwaliteit wordt gedefinieerd op een manier

om de kosten voortvloeiend uit noodzakelijke luchtverversing om de CO2-concentratie

op niveau van de grenswaarde te herstellen. Uiteindelijk wordt volgende vergelijking

gebruikt om tot dit gewicht te komen:

«¬ = 2* ∙ ] 3?�gHDM − ?H^ ∙ ?J�ℎ ��e��/009�

(3.18)

Met:

«¬ Gewicht criterium binnenluchtkwaliteit [-] 3 Volume woning [m³] ?�gHDM CO2-grensconcentratie, 1350 [ppm] ?H CO2-buitenconcentratie [ppm] ?~±² Kostprijs per kWh [€/kWh] P Vermogen ventilator, 0,054 [kW] Q Maximaal debiet ventilator Renson type EX250MC,

250 [m³/h]

Nu wordt voor de prijs van de elektriciteit de prijs op 15 april 2008 van de leverancier

Nuon gekozen volgens het Nuon ‘Vaste Prijs Energie’ tegen 0.0950 euro/kWh.

«¬,SfªN@@G = «¬ = 4.350 ³ − 006 ��e��/009�

(3.19)

• Gewicht energiecriterium


Het gewicht voor het eerste criterium energie (elektriciteitsverbruik van ventilator) is:

HDHg�CHS = 0.095 ∙ a`3600 ∙ 1000 ��e��/��

(3.20)

Met tijdtap van 1 [h]: dt = 3600 s:

HDHg�CHS = 0.095 ∙ 36003600 ∙ 1000 = 9.50³ − 005 ��e��/��

(3.21)

Het gewicht voor het tweede criterium energie daartegenover (ventilatieverlies), maakt

gebruikt van de prijs per kWh voor gas op 15 april 2008 bij Nuon ‘Vaste Prijs Energie’,

van 0.04 euro/kWh:

HDHg�CHB = 0.04 ��e��/J�ℎ�

(3.22)

• Gewicht levensduurcriterium van de toestellen

Voor de ventilator wordt het gewicht van het levensduurcriterium bepaald ten opzichte

van de aankoopkost van het toestel (nl. het aantal werkingsuren). De levensduur van de

ventilator EX250M van Renson wordt geschat op 10 jaar25 ( = 87600 h) tegen een aan-

koopprijs van 900euro / 3, aangezien dit de prijs was op 01/05/2008. Er wordt dus aan-

genomen dat in het totale pakket voor het systeem C+® de prijs van de ventilator onge-

veer een derde van die totaalkost bedraagt. Aangezien de levensduur (en werking) van

de ventilator representatief is voor de levensduur van het gehele systeem van regelaars

(ventilator en motoren voor toevoerroosters en afvoermonden), wordt het criterium:

MI;=�HDICW;IVg = 30087600 = 3.43 ∙ 10Zf ��e��/ℎ�

(3.23)

3.4.4.3 Prestatiefunctie F3

Samengevat krijgen we dan volgende prestatiefunctie:

mf = 1©a` ∙ l�«¬ ∙ ?«¬C + HDHg�CH,C ∙ ?HDHg�CH,CC + WH�HDME��gIH�HDICW;IVg ∙ ?WH�HDME��gIH�HDICW;IVg,C �¨C � S ´ �e�� µ

(3.24)

Met:

?C Criterium op tijdstip i [-] «¬ Gewicht binnenluchtkwaliteitscriterium [-] HDHg�CH Gewicht energiecriterium [-] MI;= Gewicht levensduurcriterium [-] N Aantal tijdstappen [-] dt Duur van een tijdstap [s]

Er kan vervolgens enkel gekeken worden naar de tijdsperiode van enkel het stooksei-

zoen (1 oktober – 15 april; 197 dagen):

25 Waarde die vaak terugkomt bij de levensduur van ventilatoren.


mf = l�«¬ ∙ ?«¬C + HDHg�CH,C ∙ ?HDHg�CH,CC + WH�HDME��gIH�HDICW;IVg ∙ ?WH�HDME��gIH�HDICW;IVg,C �¨C � S ´ �e��`��J��K��µ

(3.25)

3.5 Evaluatiestrook

NAAM BLK_1 BLK_2 ENERGIE ENERGIE* ηvent F1, 1350 F2,GLO F3,1350

[%] [ppmh] [kWh] [kWh/m²] [-] [ppm] [%] [€/st.s.] 26

Tabel 3.2: Evaluatiestrook ter beoordeling van de gelijkwaardigheid van innovatieve ventilatie-systemen

Tabel 3.2 toont de evaluatiestrook waarmee de evaluatie of beoordeling van de gelijk-

waardigheid van de geteste innovatieve vraaggestuurde ventilatiesystemen C+® zal ge-

beuren. De tabel vertoont drie hoofdcategorieën, telkens in een dik, zwart kader:

• (1) de naam van het geteste systeem, dat is opgesteld volgens de stamboom-

structuur waarvan de opbouw in § 4.3.2 zal worden verklaard;

• (2a) de individuele gelijkwaardigheid criteria BLK_1 en BLK_2 die respectievelijk

staan voor het percentage van de overschrijding boven de CO2-drempel van 1350

ppm en de cumulatieve overschrijding uitgedrukt in ppm.h (§ 3.1); (2b) de ener-giecriteria ENERGIE en ENERGIE* die respectievelijk staan voor het ventilatiever-

lies in kWh en het ventilatieverlies per bewoonbare oppervlakte in kWh/m² (§

Fout! Verwijzingsbron niet gevonden.); (2c) de efficiëntie van de verwijde-

ring van contaminanten ηvent [-] (§ 3.2);

• (3) de drie prestatiefuncties (§ 3.4) F1,1350, F2,GLO en F3,1350 die respectievelijk • (3) de drie prestatiefuncties (§ 3.4) F1,1350, F2,GLO en F3,1350 die respectievelijk

staan voor een gezondheidscriterium, tevredenheidscriterium en totaal criteri-

um.

26 euro/st.s. = euro per stookseizoen

4 MODEL 56

4

4. D

MODEL

“Men moet zich een eenvoudig doel voor ogen stellen, dan kan men dat via gecompli-

ceerde omwegen bereiken.” (Charles de Gaulle)

“Alles moet zo eenvoudig mogelijk gehouden worden, maar ook niet eenvoudiger.”

(Albert Einstein)

Figuur 4.1: Grafische lay-out van het model en verwachte uitvoer

4 MODEL 57

4.1 CONTAM

4.1.1 Beschrijving van het programma

CONTAM heeft als simulatieprogramma een aantal specifieke pluspunten: het is gratis

te verkrijgen op de webpagina van het NIST27, het heeft een gebruiksvriendelijke inter-

face en er kunnen gemakkelijk diverse regelingen voor ventilatiesystemen worden ge-

creëerd.

Daartegenover staat dat in CONTAM de mogelijkheid om de binnentemperatuur �C te laten variëren tijdens de simulaties erg beperkt is. Het programma is ook niet gekop-

peld aan een thermische berekening van de binnentemperatuur �C. Dat is momenteel

enkel mogelijk met de veelgebruikte koppeling COMIS-TRNSYS, maar daar is er het

probleem van het modelleren van regelingen dan weer. Momenteel zijn de makers van

CONTAM bezig om een thermo-dynamische simulatiesoftware zelf aan te bieden die

met CONTAM zou kunnen worden gekoppeld.

4.1.2 Theorie

4.1.2.1 Veronderstellingen van het model

Om de luchtstromen en de verspreiding van contaminanten in gebouwen te kunnen

analyseren, worden er in het programma mathematische verbanden gebruikt, die ver-

onderstellingen bevatten waardoor het model eenvoudiger wordt gemaakt ten opzich-

te van de gemodelleerde fenomenen. Hierop volgt een korte beschrijving van enkele

gemaakte veronderstellingen van het model:

Goed gemengde zones: Deze veronderstellingen refereren naar de behandeling van

elke zone als een enkele knoop, waarbij de lucht zich in perfect gemengde condities

bevindt. Deze condities zijn temperatuur, druk (die hydrostatisch varieert) en concen-

traties van contaminanten. Als gevolg kunnen met lokale effecten in een bepaalde zo-

ne niet geen rekening worden gehouden.

Behoud van massa: Bij het simuleren van een stationaire toestand geldt er behoud van

massa van de lucht in elke zone. Dit impliceert dat lucht bijgemaakt noch vernietigd

kan worden in een zone.

Opspoorbare contaminanten: Opspoorbare contaminanten komen in lage concentraties

voor in het model zodat zij de densiteit van de lucht in de zone niet beïnvloeden. Het

programma laat zo toe dat bepaalde contaminanten een niveau bereiken dat normaal

de luchtdensiteit zou moeten aantasten, maar het programma zal ze hierbij steeds als

‘opspoorbare contaminanten’ behandelen.

Luchtstroompad: Luchtstroom door verscheidene luchtstroomelementen wordt gemo-

delleerd door een machtswet of een kwadratisch verband tussen luchtstroom en druk-

verschil over het luchtstroompad. Deze verbanden zijn modellen op zichzelf, en hieraan

moet grote zorg worden besteed bij implementatie, zodat de gebouwkarakteristieken

gepast worden vertaald in het geïdealiseerd gebouw.

27 National Institute of Standards and Technology – http://www.nist.gov/

4 MODEL 58

‘Source-sink’ modellen: CONTAM voorziet verschillende toevoer/afvoer-elementen of

representaties van processen die contaminanten genereren of verwijderen. Deze ele-

menten zijn gebaseerd op in de literatuur ontwikkelde modellen. Belangrijk is de ge-

paste modellen te gebruiken in overeenstemming met wat wordt beoogd.

4.1.2.2 Analyse contaminanten

Het CONTAM-contaminant-verspreidingsmodel is een implementatie van Axleys metho-

de [6]. De basis voor een verspreidingsmodel van contaminanten is de toepassing van

behoud van massa voor alle elementen in een regelvolume. Een regelvolume is een vo-

lume van lucht dat kan staan voor enkele ruimte, een deel van een ruimte, verscheidene

gekoppelde ruimtes of een leidingenkanaal. De precieze werking wordt beschreven in

de handleiding van het softwarepakket [73].

4.1.2.3 Terminal Loss Coefficient (TLC)

Bij de afvoermonden in CONTAM moeten enkele parameters worden ingevuld:

- Terminal Loss Coefficient: dit is het drukverlies bij de afvoermond. De bereke-

ning ervan redelijk is redelijk ingewikkeld (zie hierna).

- (Free Face Area: vrije oppervlakte aan de afvoermond, waarmee enkel de on-

middellijke luchtsnelheid bij de afvoermond wordt berekend.)

Standaard zijn er drie types afvoermonden bij Renson op de markt, waarvan de karak-

teristieken worden uitgedrukt aan de hand van de stromingscoëfficiënt en de stro-

mingsexponent. Het is zo dat bij de installatie die afvoermonden niet worden ingere-

geld om het nominale debiet te verkrijgen. In de berekeningen en simulaties wordt er

dus gerekend met de aangeleverde standaardwaardes, onafhankelijk van de afwijking

ten opzichte van de nominale debieten.

Om nu de Terminal Loss Coefficient TLC of TLC1 te berekenen, moeten we gebruik ma-

ken van de volgende formules:

6j?S = ∆0{8 ∙ A2 |

(4.1)

Door gebruik te maken van vergelijking (1.9) en:

* = 3600 ∙ A ∙ ) [m³/h] (4.2)

kan vergelijking (4.1) verder worden omgevormd tot:

6j?S = 2 ∙ 3600B ∙ )B8 ∙ ?B ∙ ∆0BDZS

(4.3)

Met:

6j?S Verliescoëfficiënt ter hoogte van de afvoermond [-] ∆0 Gemiddeld drukverschil over 1 jaar [Pa] 8 Massadichtheid lucht [kg/m³] A Luchtsnelheid [m/s] ? Stromingscoëfficiënt [m³/(h∙Pan)]

4 MODEL 59

� Stromingsexponent [-] Q Debiet [m³/h]

De TLC is dus afhankelijk van het drukverschil (tenzij n = 0.5) over de afvoermond en

wordt iteratief berekend, omdat het drukverschil over de afvoermond op zijn beurt af-

hankelijk is van het debiet en de TLC. Dat drukverschil is functie van de afgezogen de-

bieten bij de andere afvoermonden, drukverschillen over de gevels (en het dak), tempe-

ratuurverschillen tussen binnen en buiten, de luchtdichtheid van de woning... Het is

onmogelijk om voor elke set parameters de TLC iteratief te gaan berekenen. Daarom is

hij berekend voor een gemiddelde waarde van alle parameters en wordt hij constant

gehouden voor alle simulaties. De schommeling van de TLC ten gevolge van optredende

drukverschillen is beperkt.

Standaard is het afvoerdebiet in de verschillende ruimtes functie van de aanwezigheid

en/of de relatieve vochtigheid. Het debiet in open stand wordt vervolgens vermenig-

vuldigd met een factor x tussen 0,1875 en 1. De parameter waarop de regeling gebeurt

om het debiet te laten variëren is nu die TLC.

Het verband in CONTAM tussen de verliescoëfficiënten van een afvoermond en het re-

gelsignaal of regeling S hierop, is:

?H = ?I + 1 − ¶¶

(4.3)

Met

?H Terminal Loss Coefficient, TLC2 ?I Terminal Loss Coefficient, TLC1 [-] ¶ Regelsignaal [1E-06 tot 1] [-]

Door deze techniek te gebruiken, zal een invoersignaal van ¶ van 0,0 voor een zeer ho-ge verliescoëfficiënt zorgen en bij een invoersignaal van ¶ van 1,0 zal het verlies ge-woon bepaald worden door de ?I. Een ¶ tussen 1E-06 en 1 zal gebruikt worden om de

waarde van ?I volgens de bovenstaande formule te verhogen.

Nu zal de TLC dus moeten variëren in functie van de relatieve vochtigheid: 6j?B = /(53). Die relatieve vochtigheid bepaalt hoeveel het debiet gereduceerd wordt ten

opzichte van het maximale afvoerdebiet: 6j?B = /(��ae�`��/1�`�� a�b��` � �0 − 1�). 6j?B = ?H = ?I + 1 − ¶¶ = 6j?S + 1 − ¶¶

(4.4) ¶ = 16j?B − 6j?S + 1

(4.5) Vergelijking (4.3) wordt opnieuw gebruikt, waarbij vervolgens de stromingsexponent

constant wordt verondersteld:

6j?B = 2 ∙ 3600B ∙ )B8 ∙ �² ∙ ?B ∙ ∆0BDZS = 6j?S�B

(4.6)

Dit geeft dus:

4 MODEL 60

¶ = 16j?S�B − 6j?S + 1 = 16j?S ∙ { 1�B − 1| + 1 ¶ = 16j?S ∙ c1 − �B�B d + 1

(4.7)

Via deze omweg wordt dus de regeling van de afvoermonden gerealiseerd in CONTAM.

In § 4.3.3 onder n°2 is deze regeling in grafische vorm terug te vinden.

4.2 Opbouw van het model

Enkel de specifieke parameters voor elk systeem worden in deze paragraaf uitgelegd.

De plannen/gevelaanzichten en de algemene parameters die gebruikt worden bij het

opbouw van het model zijn in de Bijlage terug te vinden.

4.2.1 Plannen en gevelaanzichten

Bijlage A

4.2.2 Hygiënische ventilatiebehoeften

Bijlage B

4.2.3 Algemene parameters

Bijlage C

4.2.4 Systeemparameters

Hieronder verstaan we de elementen die eigen zijn aan een specifiek ventilatiesysteem.

De complete beschrijving is in het vooronderzoek terug te vinden [69].

4.2.4.1 Systeem A

4.2.4.1.1 Toevoerroosters:

Gebruik van zelfregelende roosters van Renson, type Invisivent, Screenvent en AR-reeks,

waarbij de opgegeven meetgegevens in m³/h bij normale omstandigheden van 20°C en

101325 Pa omgerekend zijn naar massadebiet in kg/s. Er zijn twee te constateren open

neergaande krommen, waarvan het gemiddelde werd genomen om de werkelijkheid

zo goed mogelijk te benaderen. Bij negatief drukverschil geldt de gewone krachtwet.

Aangezien in CONTAM een richtingscoëfficiënt van een lijnstuk tussen twee ingevoerde

punten niet negatief kan zijn, zal het zelfregelende effect maar beperkt ingevoerd

kunnen worden (met 1 i.p.v. 2 buigpunten). Het verschil door deze invoer werd ge-

raamd op 0,5%. De roosters werden vervolgens gedimensioneerd volgens NBN D50-001,

waarbij dus bij een drukverschil van 2 Pa het debiet gelijk is aan het nominale debiet

volgens tabel 1 van de genoemde norm.

4 MODEL 61

4.2.4.1.2 Afvoermonden:

Volgens NBN D50-001 gemodelleerd zodanig dat bij 2 Pa drukverschil het nominale de-

biet wordt afgezogen.

4.2.4.1.3 Afvoerkanalen:

Perfect luchtdicht, geen stromingsweerstanden en ruwheid van de kanalen niet in re-

kening gebracht. Het uiteinde van de kanalen is op dezelfde hoogte geplaatst als bij de

andere systemen. De diameters zijn zo gekozen dat de luchtsnelheid kleiner is dan 1

m/s.

4.2.4.2 Systeem C


Hierbij worden de simulaties eveneens gedaan met zelfregelende roosters (zie § 4.2.4.1)


De afvoermonden maken dat de afgezogen debieten te allen tijde conform NBN D50-

001 zijn: keuken (50 m³/h), badkamer (50 m³/h), wc (25 m³/h) en, indien van toepassing,

wasplaats (50 m³/h). Systeem C als referentiesysteem is dus perfect ingeregeld.


Hierbij wordt het Darcy-Colebrook-model voor gebruikt, waarbij ronde kanalen van

PVC en flexibele kanalen zijn gekozen. In [69] is de opbouw van de invoer van de af-

voerkanalen voor de vrijstaande woning al gedaan. Hier wordt enkel nog de afvoerka-

nalen voor het appartement uitgelegd.

De kanalen die vertrekken uit de keuken en de wc hebben een diameter van 125 mm,

het kanaal in de badkamer 80 mm, die allemaal horizontaal naar één punt in de keuken

worden geleid om dan verticaal naar het dak van het appartementsgebouw te gaan.

Het verticale tracé heeft een gemiddelde lengte van 2 maal de verdiepingshoogte of 2 x

3 = 6 m, om een appartement voor te stellen dat in het midden van een appartements-

blok ligt van vijf verdiepingen (geldt als een goede gemiddelde waarde in Vlaanderen

[59]).

De luchtdichtheid van de kanalen wordt gekozen volgens Bijlage A bij EN 13779 en de

final draft van de Europese norm prEN 15242. De eerste norm beveelt aan om klasse A

toe te passen en het percentage van het lekverlies tot de nominale debieten tot 3% te

beperken. De tweede norm voorziet een standaardwaarde gelijk aan 2.5 * maximale

waarde van klasse A.

2.5 ∙ J.1�� )3 = 0.0675 �./(� ∙ 9B)@121� (4.8)

De ruwheid van de kanalen is gekozen uit het handboek van ASHRAE [4] uit tabel 8 op

p.35.7 waarbij pvc- kanalen een ruwheid van 0.03 mm hebben en soepele kanalen 3

mm. Daarbij is ook al rekening gehouden met de plaatsing, koppeling en tussenafstan-

den tussen de koppelingen.

4 MODEL 62

Om de invloed van de drukverliezen ten slotte in rekening te brengen, worden de in [4]

uitgedrukte ‘fitting loss coefficients’ berekend voor de verschillende elementen die in

het kanalenstelsel voorkomen.

Tabel 4.1: ‘Fitting loss coefficients’ van het kanalenstelsel in het appartement

Ter informatie werden de ‘fitting loss coefficients’ voor het kanalenstelsel in het gepu-

bliceerde vooronderzoek [69] inmiddels aangepast:

Tabel 4.2: ‘Fitting loss coefficients’ van het kanalenstelsel in de vrijstaande woning

De afvoer van de extractielucht gebeurt in het appartement collectief ter plaatse van

het platte dak met behulp van een afvoerkap die in dit simulatiemodel van hetzelfde

type is als bij de vrijstaande woning (Xtravent), maar wel een groter afzuigdebiet aan-

kan.

4.2.4.2.4 Regeling:

n.v.t.

4.2.4.3 Systeem C+®


zie § 4.2.4.1


Zie § 4.2.4.1.2


zie § 4.2.4.1.3

4.2.4.3.4 Regeling:

De regeling gebeurt op basis van relatieve vochtigheid en aanwezigheidsdetectie.

VAN NAAR Mat. Q v100 Ruwheid Lengte Diam.1 Diam.2 Buig. ζ buig ζ junction Total ζ

[m³/h] [L/s.m²] [mm] [m] [m] [m] # [-] [-] [-]

kitchen FAN PVC 50 1.347 0.03 0.5 0.2 0.06 1 0.5 0 0.5

toilet FAN PVC 25 1.347 0.03 3.5 0.2 0.06 1 0.5 0 0.5

bathroom FAN PVC 50 1.347 0.03 0.1 0.1 0.04 1 0.5 0 0.5

FAN out Flexible 125 1.347 3 1.2 0.16 0.16 0 2 0 0

VAN NAAR Mat. Q v100 Ruwheid Lengte L min L med Lmax Diam.1 Diam.2 Buig. ζ buig ζ junction Total ζ

[m³/h] [L/s.m²] [mm] [m] [m] [m] # [-] [-] [-]

keuken junction 1 PVC 50 1.347 0.01 0.1 0.1 0.1 0.1 0.2 0.06 1 0.5 0 0.5

wasplaats junction 1 PVC 50 1.347 0.01 0.5 0.5 0.5 0.5 0.1 0.04 1 0.5 0 0.5

junction 1 junction 2 PVC 100 1.347 0.01 2.8 2.8 2.8 2.8 0.2 0.06 0 0.5 0.5 0.5

junction 2 FAN PVC 100 1.347 0.01 6 2 6 9 0.2 0.06 2 0.5 0 1

wc junction 3 PVC 25 1.347 0.01 2.7 2.7 2.7 2.8 0.2 0.06 1 0.5 0 0.5

badkamer junction 3 PVC 50 1.347 0.01 0.5 0.5 0.5 0.5 0.1 0.04 1 0.5 0 0.5

junction 3 junction 4 PVC 75 1.347 0.01 0.5 0.5 0.5 0.5 0.2 0.06 0 0.5 0.5 0.5

junction 4 FAN PVC 75 1.347 0.01 7 4 7 10 0.2 0.06 2 0.5 0 1

FAN out Flex. 175 1.347 3 1.2 1.2 1.2 1.2 0.16 0.16 0 2 0 0

4 MODEL 63

• De aanwezigheid wordt geregistreerd via een bewegingsdetector, die een reac-

tietijd van slechts enkele seconden heeft die verwaarloosbaar is voor dit onder-

zoek. Deze sensor wordt geplaatst in de keuken, badkamer en wc. In de keuken

en badkamer wordt er 30 minuten nageventileerd, in de wc 20 minuten. De

aanwezigheidsregeling krijgt, bij aanwezigheid, voorrang op het gestuurde de-

biet op basis van de relatieve vochtigheid en zet het debiet op de open stand

(Figuur 4.2).

• In de keuken, badkamer en bij de vrijstaande woning ook de wasplaats, is er een

vochtsensor aanwezig, die het af te voeren debiet stuurt volgens de onderstaan-

de grafiek:

Figuur 4.2: Vochtregeling systeem C+®

• Er wordt dus bij de verwerking van de signalen steeds voorrang gegeven aan de

regeling die het hoogste debiet vereist.

4.3 Optimalisatie

4.3.1 Opties

De bevindingen uit de literatuurstudie in § 2.4 betreffende mogelijke opties tot optima-

lisatie van regelingen van de verschillende componenten in het ventilatiesysteem, zijn

in onderstaande tabel 4.3 samengevat en dienen als overzicht voor de simulaties.

CO2 RV Θ P Q Aanwezigheid extra Toevoer x x x x Doorstroom x x Afvoer x x x x Ventilator x x x x x x

Tabel 4.3: Simulatieopties voor alternatieve, innovatieve regelingen

4.3.2 Stamboomstructuur

De omzetting van alle opties in het simulatieproces in een overzichtelijke en logische

beschrijving of betiteling wordt gedaan door gebruik te maken van een zogenaamde

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

0 20 40 60 80 100verh

oudin

g t

ot

het

nom

inaal debie

t


Vochtsturing badkamer/keukenDebiet bij 100Pa

4 MODEL 64

stamboomstructuur. Dit houdt in dat een overzichtelijke naamstructuur gekozen wordt

zodat alle simulaties in één oogopslag kunnen worden bevat en beschreven.

Figuur 4.3: Stamboomstructuur

4 MODEL

4.3.3 Regelingen o

In CONTAM gebeurt een bepaalde

lei signalen. Deze worden logisch verbonden tot een representatie van een fenomeen.

Hierna volgen de opgestelde

noemd. Deze worden

zen in de interface van het model.

kunnen worden gevonden in

n°1_Dampkap

Wat?

Dampkap in de keuken die

wordt de dampkap volledig opengez

verd. Op alle andere mom

Werking?

Het invoersignaal I is het kookschema dat op

Switch’ (A), toekomt, samen met een constante met waarde 0.

n°2_Conversie naar signaal S

Wat? Omvorming van het invoersignaal, nl. de fractie van het te regelen debiet x. De

ling S gebeurt volgens d

minal Loss Coefficient.

Werking?

Het linker deel verwerkt

mee de afvoermond kan worden

rechtstreeks het debiet. Dit is een noodzakelijke te volgen secondaire weg in CONTAM.

Hierbij wordt gebruikt gemaakt van volgende vier eenvoudige operatoren: G

en G4.

Het rechterdeel (“vierkant”) is

lang het gaat om een constante extractie, systeem C, waarop geen

dus altijd een uitvoersignaal 1 geeft, ofwel om een vraagge

wel regeling gebeurt volgens de eerder uitgelegde methode.

Regelingen opgemaakt in CONTAM

een bepaalde regeling aan de hand van een combinatie van all


Hierna volgen de opgestelde regelingen die in CONTAM superelementen worden

in een aparte laag opgesteld, waarnaar dan kan worden verw

zen in de interface van het model. De betekenis van bepaalde standaardoperatoren

kunnen worden gevonden in Bijlage D.

Dampkap in de keuken die onafhankelijk van ventilatiesysteem functioneert. Bij koken

wordt de dampkap volledig opengezet, waarbij een debiet van 200 m³/h

verd. Op alle andere momenten werkt de dampkap niet: 0 m³/h.

Het invoersignaal I is het kookschema dat op het uitvoersignaal, een ‘Upper Limit

, toekomt, samen met een constante met waarde 0.

a190J10 � ®0, ��` J�J��1, J�J�� ° n°2_Conversie naar signaal S

invoersignaal, nl. de fractie van het te regelen debiet x. De

S gebeurt volgens de onderstaande formule, die deels werkt op basis van de

minal Loss Coefficient.

erwerkt de fractie van het te regelen debiet x tot een

de afvoermond kan worden geregeld. De TLC wordt dus gevarieerd in plaats van


Hierbij wordt gebruikt gemaakt van volgende vier eenvoudige operatoren: G

Het rechterdeel (“vierkant”) is enkel om te deze regeling uit of in te schakelen naarg

lang het gaat om een constante extractie, systeem C, waarop geen

een uitvoersignaal 1 geeft, ofwel om een vraaggeregel

gebeurt volgens de eerder uitgelegde methode.

65

een combinatie van aller-


en die in CONTAM superelementen worden ge-

in een aparte laag opgesteld, waarnaar dan kan worden verwe-

De betekenis van bepaalde standaardoperatoren

onafhankelijk van ventilatiesysteem functioneert. Bij koken

et, waarbij een debiet van 200 m³/h wordt gele-

het uitvoersignaal, een ‘Upper Limit

(4.9)

invoersignaal, nl. de fractie van het te regelen debiet x. De rege-

e onderstaande formule, die deels werkt op basis van de Ter-

tot een signaal S, waar-

. De TLC wordt dus gevarieerd in plaats van


Hierbij wordt gebruikt gemaakt van volgende vier eenvoudige operatoren: G1, G2, G3

uit of in te schakelen naarge-

lang het gaat om een constante extractie, systeem C, waarop geen regeling nodig is en

regelde extractie, waarop

4 MODEL

n°3_Relatieve Vochtigheid afvoer

Wat?

Bepalen van de regelkromme

functie van de heersende relatieve vochtigheid.

Werking?

De gemeten absolute vochtigheid in kg

vochtigheid bij 18°C, via operator G4, om vervolgens volgens een bepaalde rege

kromme een fractie van het maximal

voor wordt eerst de ondergrens afgetrokken, dan vermenigvuldigd met de (maximale

minimale) fractie en gedeeld door de (maximale

onderfractie weer erbij op te tellen (G1, G2, G3 en G4).

deze sturing geïntegreerd.

Figuur

Voor relatieve vochtigheden tussen

/�� Boven 53M�@ en onder fractie, �CDi. n°4_Aanwezigheid afvoer

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0

Afg

ezo

gen

deb

iet

(m³/

h)

¶ � 11 �²�² · 6j?S X 1 n°3_Relatieve Vochtigheid afvoer

kromme die de openingfractie x van de

heersende relatieve vochtigheid.

emeten absolute vochtigheid in kg wordt eerst omgeschaald naar d

, via operator G4, om vervolgens volgens een bepaalde rege

een fractie van het maximale debiet, x, als uitvoersignaal te

voor wordt eerst de ondergrens afgetrokken, dan vermenigvuldigd met de (maximale

minimale) fractie en gedeeld door de (maximale – minimale) RV, om dan als laatste de

onderfractie weer erbij op te tellen (G1, G2, G3 en G4). Zo wordt de regel

geïntegreerd.

Figuur 4.4: Grenzen RV-regeling in badkamer en keuken

Voor relatieve vochtigheden tussen 53CDi en 53M�@ geldt dus de volgende formule:

� � ¹�53 53CDi� w ] �M�@ �CDi53M�@ 53CDi^º X �CDi en onder 53CDi geldt de maximumfractie, �M�@, respectievelijk minimu

n°4_Aanwezigheid afvoer

Vochtsturing Badkamer/keuken

Debiet bij 100Pa

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

Relatieve Vochtigheid (%)

Ondergrens RV-sturing

Bovengrens RV-sturing

Ondergrens open stand

Bovengrens open stand

66

(4.10)

van de afvoermond uitzet in

wordt eerst omgeschaald naar de relatieve

, via operator G4, om vervolgens volgens een bepaalde regel-

tvoersignaal te verkrijgen. Hier-

voor wordt eerst de ondergrens afgetrokken, dan vermenigvuldigd met de (maximale –

minimale) RV, om dan als laatste de

Zo wordt de regelkromme in

en keuken

geldt dus de volgende formule:

(4.11)

, respectievelijk minimum-

90 100

Ondergrens RV-sturing

Bovengrens RV-sturing

Ondergrens open stand

Bovengrens open stand

4 MODEL

Wat?

Regelen van de afvoer op basis

Werking?

Het invoersignaal I is de

signaal (1 of 0), dat eerst via de operator

wordt nageventileerd:

gens wordt met dit signaal en een constante onderfractie, via de operator

het maximum bepaald

operator S1, die de debietfractie begrenst op de maximale debietfractie.

n°5_CO2 toevoer getrapt

Wat?

Getrapte naregeling in 4 standen, 0%

van het zelfregelende

tuur.

Werking?

Op basis van een bepaald temperatuurregime en CO

signaal gegenereerd dat het rooster open of dicht stuurt.

nog geen proportionele

in het model opgenomen die volgens bovenstaande superelementen open of dicht g

stuurd worden. Het is zo dat op elk moment slecht 1 rooster kan open

realiteit. Als bovenstaande drie standen of superelementen een uitvoersignaal van 0

genereren, komt dat over

bepaalde standen voor een bepaald temperatuurregime, is grotendeels gebase

vertrouwelijke gegevens

Regelen van de afvoer op basis van aanwezigheid.

Het invoersignaal I is de aanwezigheidsdetectie in de ruimte in de vorm van een binair

signaal (1 of 0), dat eerst via de operator N (Signal Delay by input

20 of 30 minuten afhankelijk van de plaats is de norm. Vervo

dit signaal en een constante onderfractie, via de operator

het maximum bepaald via operator S2. Ten slotte wordt een minimum bepaald, via

de debietfractie begrenst op de maximale debietfractie./�� ®�CDi , +�� b�K�``��+�M�@, b�K�``��+ ° toevoer getrapt

in 4 standen, 0% – 33% – 66% – 100% van het nominal

toevoerrooster op basis van CO2-concentratie en buitentemper

Op basis van een bepaald temperatuurregime en CO2-concentratie wordt een uitvoe

signaal gegenereerd dat het rooster open of dicht stuurt. Aangezie

nog geen proportionele regeling mogelijk was, zijn er hier vier aparte toevoerroosters

in het model opgenomen die volgens bovenstaande superelementen open of dicht g

stuurd worden. Het is zo dat op elk moment slecht 1 rooster kan open


genereren, komt dat overeen met een vierde stand van 0% opening. De keuze van die

bepaalde standen voor een bepaald temperatuurregime, is grotendeels gebase

gegevens van Renson N.V.

67

detectie in de ruimte in de vorm van een binair

Signal Delay by input) een bepaalde tijd

van de plaats is de norm. Vervol-

dit signaal en een constante onderfractie, via de operator M, met de

. Ten slotte wordt een minimum bepaald, via

de debietfractie begrenst op de maximale debietfractie.

(4.12)

van het nominale debiet

concentratie en buitentempera-

concentratie wordt een uitvoer-

Aangezien in de eerste versie

mogelijk was, zijn er hier vier aparte toevoerroosters

in het model opgenomen die volgens bovenstaande superelementen open of dicht ge-

stuurd worden. Het is zo dat op elk moment slecht 1 rooster kan openstaan, zoals in


opening. De keuze van die

bepaalde standen voor een bepaald temperatuurregime, is grotendeels gebaseerd op

4 MODEL

n°6_CO2 toevoer proportioneel

Wat?

Proportionele naregeling

teerde CO2-concentratie in de ruimte.

Werking?

Eenvoudige functie die

grensconcentraties.

/�� »¼½¼¾�CDi X ] �M�@?¥B,M�@

n°7_CO2 toevoer exponentieel

Wat?

Stijgende exponentiële na

»¼¼¼¼¼¼¼½¼¼¼¼¼¼¼¾ ¿À Á ÂÃ Á ÄÅ°Ç, 100 �%�¿É Á ÂÃ � 15°? �/ 23°? � ÂÃ� 750 �009�750 1000 �009�1000 1350 �009�� 1350 �009� , 0 �%�33 �%�66 �%�100 �%�À Á ÂÃ Á ¿É°Ç� 1000 �009� 0 �%�1000 1350 �009� 33 �%� � 1350 �009� 100 �%�ÂÃ Á ¿É°Ç� 1000 �009� 0 �%�1000 1350 �009� 33 �%�1350 1700 �009� 66 �%�� 1700 �009� 100 �%�

°

toevoer proportioneel

naregeling van het zelfregelende toevoerrooster

concentratie in de ruimte.

Eenvoudige functie die de fractie van de naregeling x[0-1] bepaal

�CDi , ?¥B � ?¥M�@ �CDiM�@ ?¥B,CDi^ · �?¥B ?¥B,CDi�, ?¥B,CDi ��M�@, ?¥B Ê ?¥

toevoer exponentieel 1

Stijgende exponentiële naregeling van het zelfregelende toevoerrooster

68

(4.13)

toevoerrooster op basis van gedetec-

bepaalt op basis van CO2-

?¥B,CDi� ?¥B � ?¥B,M�@?¥B,M�@°

(4.14)

toevoerrooster op basis van

4 MODEL

de CO2-concentratie.

Werking?

Aangezien een exponentiële functie

benadering worden maken door middel van 4 lijnstukken.

zien in de vier horizontale lijnen

ling. Er is met andere woorden vier keer een proportionele

ment, met telkens een andere hellingsgraad voor elk lijnstuk/interval.

n°8_CO2 toevoer exponentieel

Wat?

Dalende exponentiële na

CO2-concentratie.

Werking?

Idem als bij punt 7.

n°10_Toevoeropening dicht bij tegenstroom

Wat?

Toevoeropening wordt gesloten als er de lucht van binnen naar buiten stroomt

de toevoerroosters. Hierbij wordt terugstrom

Werking?

(1) Meten van de overdruk in de ruimte, invoersignaal I, en als deze positief is, dan

wordt het uitvoersignaal O een 0

door een binair getal te generen door middel van de

waarden: overdruk of invoersignaal I en constante waarde 1 (operator M).

(2) Door een limietwaarde in te stellen op

0 Pa, anders gaat het

is een eenvoudigere

n°11_Relatieve Vochtigheid toevoer proportioneel

een exponentiële functie niet kan worden gekozen

maken door middel van 4 lijnstukken. Deze 4 lijnstukken

in de vier horizontale lijnen in bovenstaande tekening van

. Er is met andere woorden vier keer een proportionele regeling


toevoer exponentieel 2

exponentiële naregeling van het zelfregelende toevoerrooster

_Toevoeropening dicht bij tegenstroom

Toevoeropening wordt gesloten als er de lucht van binnen naar buiten stroomt

. Hierbij wordt terugstroming of ‘back-drafting’ uitgesloten.

Meten van de overdruk in de ruimte, invoersignaal I, en als deze positief is, dan

wordt het uitvoersignaal O een 0-waarde. Dit wordt in dit superelement

door een binair getal te generen door middel van de operator J op basis van twee


Door een limietwaarde in te stellen op het toevoerrooster zelf: mini

het rooster dicht. De tekenconventie bepaalt de stroom

eenvoudigere optie dan optie (1).

_Relatieve Vochtigheid toevoer proportioneel

69

niet kan worden gekozen in CONTAM, moet een

Deze 4 lijnstukken zijn te

in bovenstaande tekening van de betreffende rege-

regeling in dit superele-


toevoerrooster op basis van

Toevoeropening wordt gesloten als er de lucht van binnen naar buiten stroomt door

ting’ uitgesloten.

Meten van de overdruk in de ruimte, invoersignaal I, en als deze positief is, dan

waarde. Dit wordt in dit superelement verkregen

operator J op basis van twee


zelf: minimumwaarde is

rooster dicht. De tekenconventie bepaalt de stroomwijze. Dit

4 MODEL

Wat?

Naregelen van de toevoerroosters

Werking?

Eerst wordt linksboven de relatieve vochtigheid van de sensor bepaald om dan vervo

gens volgens bepaalde regel

steunend op hetzelfde principe als bij superelement n°3. De precieze bepaling van de

sensortemperatuur en relatieve vochtigheid van de sensor wordt in de

tie uitgelegd.

n°12_Hybride afvoer_Temperatuur

Wat?

Omschakelen tussen natuurlijke afvoer en mechanische ventilatorwerking op basis van

het temperatuurverschil tussen

Werking?

Als het temperatuurverschil

schrijdt, bv. 8°C of K, dan schakelt de ventilator uit en wordt er als gevolg van grotere

natuurlijke drijfkrachten enkel natuurlijk

Het rechterdeel in het superelement regelt dit. Het linkerdeel is louter een inversie van

het uitvoersignaal op de natuurlijke afvoermond (TLC), dat ervoor zorgt dat de

stand oneindig groot wordt en dus dicht wordt gestuurd bij werking van de ventilator.

n°13_Hybride_Relatieve vochtigheid (1) (2)

de toevoerroosters op basis van de relatieve vochtigheid.

Eerst wordt linksboven de relatieve vochtigheid van de sensor bepaald om dan vervo

gens volgens bepaalde regelkromme een fractiedebiet te verkrijgen


ensortemperatuur en relatieve vochtigheid van de sensor wordt in de

_Hybride afvoer_Temperatuur

chakelen tussen natuurlijke afvoer en mechanische ventilatorwerking op basis van

temperatuurverschil tussen binnen en buiten.

temperatuurverschil tussen binnen en buiten een bepaalde g

, dan schakelt de ventilator uit en wordt er als gevolg van grotere

natuurlijke drijfkrachten enkel natuurlijke lucht afgevoerd.


het uitvoersignaal op de natuurlijke afvoermond (TLC), dat ervoor zorgt dat de

wordt en dus dicht wordt gestuurd bij werking van de ventilator.A��`�.1`�� ®))©, ∆� Á ∆��gHDM Ë(6, ∆� � ∆��gHDM ° _Hybride_Relatieve vochtigheid (1) (2)

70

op basis van de relatieve vochtigheid.

Eerst wordt linksboven de relatieve vochtigheid van de sensor bepaald om dan vervol-

te verkrijgen als uitvoersignaal,


ensortemperatuur en relatieve vochtigheid van de sensor wordt in de betreffende sec-


tussen binnen en buiten een bepaalde grenswaarde over-

, dan schakelt de ventilator uit en wordt er als gevolg van grotere


het uitvoersignaal op de natuurlijke afvoermond (TLC), dat ervoor zorgt dat de weer-

wordt en dus dicht wordt gestuurd bij werking van de ventilator.

(4.16)

4 MODEL

Wat?


de relatieve vochtigheid.

Werking?

(1) Als de maximale relatieve vochtigheid van alle natte

waarde overschrijdt,

(2) Idem als (1), maar via operator

de ventilator blijft werken tot de relatieve vochtigheid een bepaalde

onder het schakelpunt door blijft werken.

Inversie zie punt 11.

n°14_Hybride_CO2

Wat?


de temperatuur.

Werking?

Als de maximale CO2-concentratie, bepaald via operator

mum van alle gedetecteerde CO

den, wordt de ventilator in werking gesteld door een uitvoersignaal A��`�.1`��

Inversie zie punt 11.

n°15_Hybride_limietopening afvoermonden(1) (2)


relatieve vochtigheid.

de maximale relatieve vochtigheid van alle natte ruimtes

waarde overschrijdt, dan schakelt de ventilator in.

A��`�.1`�� ®))©, 53 Ê 53�gHDM Ë(6, 53 � 53�gHDM ° Idem als (1), maar via operator B, wordt een dode band toegevoegd die maakt dat

de ventilator blijft werken tot de relatieve vochtigheid een bepaalde

onder het schakelpunt door blijft werken.


concentratie, bepaald via operator O die verwijst naar het max

mum van alle gedetecteerde CO2-concentraties in de droge ruimtes

den, wordt de ventilator in werking gesteld door een uitvoersignaal A��`�.1`�� ®))©, ?¥B,G;Ì Ê ?¥B,�gHDM Ë(6, ?¥B,G;Ì � ?¥B,�gHDM °

_Hybride_limietopening afvoermonden(1) (2)

71


ruimtes een bepaalde grens-

(4.17)

toegevoegd die maakt dat

de ventilator blijft werken tot de relatieve vochtigheid een bepaalde dode band


die verwijst naar het maxi-

ruimtes, wordt overschre-

den, wordt de ventilator in werking gesteld door een uitvoersignaal met waarde 1. °

(4.18)

4 MODEL

Wat?


limietwaarden van de opening van de afvoermonden in de natte

Werking?

(1) Vanaf het moment dat

wordt, uitgedrukt in de

lator in.

A��`�.1`��

(2) Vanaf het moment dat h

bieten, een bepaalde grenswaard

A��`�.1`�� Í))©

�/ A��`�.1`��

hakelen tussen natuurlijke afvoer en mechanische ventilatorwerking op basis van

limietwaarden van de opening van de afvoermonden in de natte

het moment dat er in een natte ruimte een bepaald debiet gevraagd

t, uitgedrukt in debietfractie x, boven een grenswaarde,

A��`�.1`�� Î))©, max��D;IIH ÐHW,C� Ê ��gHDM Ë(6, max��D;IIH ÐHW,C� � ��gHDM ° het moment dat het totale gevraagde debiet of dus de

bieten, een bepaalde grenswaarde overschrijdt, schakelt de ventilator in.

Í))©, max {l�D;IIH ÐHW,C · *D;IIH ÐHW,C| Ê *Ë(6, max {l�D;IIH ÐHW,C · *D;IIH ÐHW,C| � *

A��`�.1`�� »¼½¼¾l �C · *C,G;ÌDC � S Ê �%�100 · l *C,G;ÌD

C � S , a1� l �C · *C,G;ÌDC � S � �%�100 · l *C,G;ÌD

C � S , a1�

72

hakelen tussen natuurlijke afvoer en mechanische ventilatorwerking op basis van

limietwaarden van de opening van de afvoermonden in de natte ruimtes.

bepaald debiet gevraagd

bietfractie x, boven een grenswaarde, schakelt de venti-

°

(4.19)

et totale gevraagde debiet of dus de som van alle de-

overschrijdt, schakelt de ventilator in. *�gHDM *�gHDM °

(4.20)

1 0°

(4.21)

5 RESULTATEN 73

5

5. D

RESULTATEN

“Slagen doe je door te mislukken.” (Harry Mulisch)

“Scepticisme is de kuisheid van het intellect.” (George Santanyana)

5.1 Simulaties

Figuur 5.1: Herneming stamboomstructuur (zie § 4.3.2)

De resultaten worden zo weergegeven in een tabel dat een beter of slechter resultaat

ten opzichte van systeem C+® in respectievelijk groen of rood wordt gekleurd. Als een

resultaat bovendien niet gelijkwaardig is aan een resultaat bij systeem A of C, wordt dit

resultaat doorstreept. [a] en [w] staan hierbij voor appartement en woning.

5 RESULTATEN 74

5.1.1 Algemeen A/C/C+®

Als vergelijkingsmateriaal worden drie systemen gebruikt: A, C en C+®. De resultaten

staan hieronder genoteerd (Tabel 5.1), (Tabel 5.2), (Tabel 5.3):

NAAM BLK_1 BLK_2 ENERGIE ENERGIE* η F1, 1350 F2,GLO F3,1350

[%] [ppmh] [kWh] [kWh/m²] [-] [ppm] [%] [€/st.s.]

aA06 14.00 1907895 2463.1 28.3 970.5 403.5 18.0 123.0

aA3 11.10 1020595 2652.3 30.5 928.8 215.9 16.6 126.7

aA6 7.58 470345 2878.4 33.1 896.1 99.5 15.4 133.4

aA9 4.80 213403 3102.3 35.7 873.2 45.1 14.4 141.2

aA12 2.55 98164 3328.4 38.3 856.3 20.4 13.6 149.8

wA06 5.53 459579 2039.8 15.1 414.2 97.2 12.6 99.8

wA3 4.13 262706 2545.7 18.8 381.1 55.6 11.5 119.2

wA6 1.88 69884 3132.5 23.2 354.9 14.8 10.3 141.8

wA9 0.56 15192 3668.9 27.2 337.3 3.2 9.4 163.0

wA12 0.19 4231 4138.2 30.6 325.2 0.9 8.7 181.8

Tabel 5.1: aA / wA



aC06 1.16 97194 2437.0 28.0 271.2 20.6 12.9 117.2

aC3 1.10 64307 2542.5 29.2 267.7 13.6 12.4 121.4

aC6 0.79 22041 2674.7 30.7 266.8 4.7 12.1 126.6

aC9 0.31 5603 2830.6 32.5 266.5 1.2 11.8 132.7

aC12 0.09 629 3001.0 34.5 266.3 0.1 11.4 139.5

wC06 1.18 25508 3609.4 26.7 532.0 5.4 10.2 218.2

wC3 1.52 46395 3976.2 29.4 527.6 9.8 9.7 232.9

wC6 0.63 11014 4403.0 32.6 521.3 2.3 8.8 250.0

wC9 0.08 914 4808.5 35.6 513.6 0.2 7.3 266.1

wC12 0.01 15 5192.1 38.4 504.7 0.0 7.2 281.4

Tabel 5.2: aC / wC



aC+06 4.61 402636 2007.0 23.1 265.8 85.2 15.2 100.0

aC+3 4.04 251728 2131.4 24.5 263.1 53.2 14.6 104.4

aC+6 3.02 120160 2289.6 26.3 262.4 25.4 13.9 110.1

aC+9 1.51 52504 2466.2 28.3 262.1 11.1 13.4 116.9

aC+12 0.84 21145 2653.8 30.5 262.0 4.5 12.8 124.3

wC+06 3.87 248892 2387.1 17.7 525.6 52.6 11.3 120.8

wC+3 1.78 80026 2935.6 21.7 520.7 16.9 10.1 141.9

wC+6 0.46 11664 3593.9 26.6 514.2 2.5 8.8 167.9

wC+9 0.12 2092 4238.3 31.4 506.1 0.4 7.9 193.5

wC+12 0.01 117 4848.0 35.9 496.8 0.0 7.2 217.8

Tabel 5.3: aC+ / wC+

5 RESULTATEN 75

5.1.2 Toevoeropening

5.1.2.1 CO2-REGELING

5.1.2.1.1 Getrapt

Regeling: n°5 (vgl. 4.13)


[%] [ppmh] [kWh] [kWh/m²] [-] [ppm] [%] [€/st.s.]28

aC++06TOiTii 0.73 15133 1700.3 19.5 310.2 3.2 16.2 85.4

aC++3TOiTii 4.14 241085 1948.7 22.4 266.9 51.0 15.6 97.0

aC++6TOiTii 3.41 136130 2085.1 24.0 263.5 28.8 14.8 102.0

aC++9TOiTii 2.07 60890 2230.5 25.6 262.6 12.9 14.2 107.5

aC++12TOiTii 1.11 24740 2390.4 27.5 262.2 5.2 13.6 113.8

wC++06TOiTii 0.00 0 1826.3 13.5 559.3 0.0 13.1 96.1

wC++3TOiTii 1.29 12358 2158.4 16.0 522.2 2.6 13.2 110.6

wC++6TOiTii 0.86 8771 2717.9 20.1 515.6 1.9 11.7 132.8

wC++9TOiTii 0.09 1174 3296.2 24.4 508.3 0.2 10.2 155.8

wC++12TOiTii 0.00 0 3855.7 28.5 499.0 0.0 9.1 178.1

Tabel 5.4: Toevoer, CO2, getrapt

Uit de simulaties vallen onmiddellijk enkele interessante resultaten op:

• [a]29 Bij de laagste luchtdichtheid v50 = 0.6m³/(h.m²) is de binnenluchtkwaliteit

opmerkelijk beter, samen met een energie’winst’ van 306.7 kWh (3.6 kWh/m²),

wat leidt tot de prestatiefunctie F3 van 85.4 euro voor het gehele stookseizoen (-

14.6 euro).

• [a+w]30 Energiebesparing van 182.7 (v50 = 3) tot 306.7 kWh (v50 = 0.6) in [a]; en

560.8 (v50 = 0.6) tot 992.3 kWh (v50 = 12) in [w]. Procentueel gezien is de energie-

besparing bij de woning het grootst (25.7% tot 49.4%). In het appartement ligt

die besparing tussen 8.6% en 15.3%.

• [w] De regeling scoort het best in de woning; F3 (-24.7 tot 39.7 euro).

5.1.2.1.2 Proportioneel

Voor alle 5 de luchtdichtheden [06, 3, 6, 9, 12 m³/(h.m²)] worden drie proportionele

hoofdregelingen getest: C3/8 = [750 - 1000 ppm]; C8/15 = [1000 - 1350 ppm] en C3/15 =

[750 - 1350 ppm]. Hieruit zal direct blijken welke optie de beste is:

Regeling: n°6 (vgl. 4.14)



aC++06TOiPiiC3/8 0.44 12541 1718.8 19.8 308.6 2.7 14.9 86.2

aC++3 TOiPiiC3/8 3.70 229332 1961.7 22.5 266.8 48.5 15.1 97.4

28 = euro per stookseizoen 29 [a] = in het appartement 30 [w] = in de woning

5 RESULTATEN 76

aC++6TOiPiiC3/8 3.05 121533 2102.1 24.2 263.5 25.7 14.5 102.6

aC++9TOiPiiC3/8 1.53 53154 2252.6 25.9 262.6 11.2 13.9 108.4

aC++12TOiPiiC3/8 0.86 21466 2415.0 27.8 262.2 4.5 13.4 114.7

wC++06TOiPiiC3/8 0.00 0 1839.3 13.6 558.5 0 12.1 96.7

wC++3 TOiPiiC3/8 0.60 14952 2189.6 16.2 522.7 3.2 12.2 111.8

wC++6TOiPiiC3/8 0.56 10726 2743.0 20.3 516.0 2.3 11.1 133.8

wC++9TOiPiiC3/8 0.10 1253 3310.9 24.5 508.6 0.3 9.9 156.4

wC++12TOiPiiC3/8 0.00 0 3864.0 28.6 499.4 0.0 8.9 178.4

Tabel 5.5: Toevoer, CO2, proportioneel, C3/8

• [a+w] Ook hier scoort de regeling beter bij de lagere lichtdichtheden, voorname-

lijk bij v50 = 0.6, waar BLK_2 opmerkelijk beter scoort (ook beter dan bij de ge-

trapte regeling). De energiewinst is vergelijkbaar als bij de getrapte regeling.

Ook de kostenfunctie F3 is ongeveer hetzelfde.

• [a] F2 geeft bij v50 = 0.6 als een van de weinige keren zelfs een beter resultaat.



aC++06TOiPiiC3/15 0.45 12151 1709.6 19.7 309.5 2.6 15.5 85.8

aC++3 TOiPiiC3/15 3.61 229727 1956.1 22.5 266.9 48.6 15.3 97.2

aC++6TOiPiiC3/15 3.04 122843 2095.5 24.1 263.5 26.0 14.6 102.4

aC++9TOiPiiC3/15 1.57 54488 2242.7 25.8 262.6 11.5 14.0 108.0

aC++12TOiPiiC3/15 0.90 22268 2403.2 27.6 262.2 4.7 13.5 114.3

wC++06TOiPiiC3/15 0.00 0 1833.6 13.6 558.5 0.0 12.6 96.4

wC++3 TOiPiiC3/15 0.65 15325 2173.7 16.1 522.5 3.2 12.7 111.2

wC++6TOiPiiC3/15 0.61 10891 2728.5 20.2 516.0 2.3 11.4 133.3

wC++9TOiPiiC3/15 0.10 1269 3301.2 24.5 508.6 0.3 10.1 156.0

wC++12TOiPiiC3/15 0.00 0 3857.6 28.6 499.4 0.0 9.0 178.2


• [a+w] De proportionele regeling verloopt hier over een groter interval [750 –

1350 ppm], maar de energiebesparing is slechts minimaal (bij eenzelfde binnen-

luchtkwaliteit).



aC++06TOiPiiC8/15 0.54 14066 1694.9 19.5 312.7 3.0 16.6 85.2

aC++3 TOiPiiC8/15 3.70 233907 1945.0 22.4 267.0 49.5 15.7 96.8

aC++6TOiPiiC8/15 3.04 124934 2083.6 23.9 263.6 26.4 14.8 101.9

aC++9TOiPiiC8/15 1.63 55941 2227.5 25.6 262.6 11.8 14.2 107.4

aC++12TOiPiiC8/15 0.96 23178 2385.5 27.4 262.2 4.9 13.7 113.6

wC++06TOiPiiC8/15 0.00 0 1820.1 13.5 561.7 0.0 13.6 95.7

wC++3 TOiPiiC8/15 0.69 14737 2150.0 15.9 522.4 3.1 13.5 110.2

wC++6TOiPiiC8/15 0.65 10807 2709.7 20.1 515.9 2.3 11.8 132.5

wC++9TOiPiiC8/15 0.11 1223 3289.4 24.3 508.6 0.3 10.3 155.5

wC++12TOiPiiC8/15 0.00 0 3850.4 28.5 499.4 0.0 9.1 177.9

5 RESULTATEN 77


De proportionele regeling begint hier pas vanaf 1000 ppm:

• [a+w] Het percentage ontevredenen F2 stijgt, waarbij in de woning zelfs bij alle

luchtdichtheden een hogere waarde te noteren valt t.o.v. de waarde verkregen

bij referentiesystemen A & C.

• [a] De binnenluchtkwaliteit is iets slechter, maar een verder energiebesparing is

mogelijk: 186.4 bij v50 = 3 tot 312.1 kWh bij v50 = 0.6.

• [w] Betere binnenluchtkwaliteit en verder energiebesparing: 567.0 bij v50 = 0.6

tot 997.6 kWh bij v50 = 12.

• [a+w] Dit is de meest performante strategie bij CO2-regeling op vlak van ener-

giebesparing. Ook moet worden bemerkt dat deze regeling slechts maximaal 1%

beter scoort bij het appartement t.o.v. systeem C (en 0.6% bij de woning t.o.v.

systeem C).

5.1.2.1.3 Exponentieel

Regeling: n°7 (E) en n°8 (E²)



aC++06TOiEiiC3/15 0.53 12642 1700.7 19.5 311.2 2.7 16.3 85.4

aC++3 TOiEiiC3/15 3.61 208015 1950.0 22.4 267.0 44.0 15.5 96.9

aC++6TOiEiiC3/15 2.96 103046 2088.6 24.0 263.6 21.8 14.7 102.0

aC++9TOiEiiC3/15 1.59 46564 2233.0 25.7 262.6 9.8 14.1 107.6

aC++12TOiEiiC3/15 0.92 19293 2392.1 27.5 262.2 4.1 13.6 113.8

wC++06TOiEiiC3/15 0.00 0 1826.1 13.5 559.7 0.0 13.2 97.3

wC++3 TOiEiiC3/15 0.70 11542 2159.7 16.0 522.4 2.4 13.2 110.6

wC++6TOiEiiC3/15 0.65 9777 2716.6 20.1 515.9 2.1 11.7 132.7

wC++9TOiEiiC3/15 0.10 1158 3293.6 24.4 508.6 0.2 10.2 155.7

wC++12TOiEiiC3/15 0.00 0 3852.9 28.5 499.4 0.0 9.1 178.0

Tabel 5.8: Toevoer, CO2, exponentieel [1], C3/15

• [a+w] Ten opzichte van de proportionele regeling (Tabel 5.6) is er een matige

verbetering bij BLK_2 en ENERGIE, voornamelijk bij v50 vanaf 3 m³/(h.m²).

• [a+w] F2 toont een vermeerdering van de ontevredenen tot 0.8% [a] en 0.6%

[w]. Bij de prestatiefunctie F3 is er een zeer lichte verbetering vast te stellen.



aC++06TOiE²iiC3/15 4.25 390277 1923.5 22.1 270.3 82.5 15.5 96.5

aC++3 TOiE²iiC3/15 3.86 249039 2074.1 23.8 264.0 52.7 14.8 102.1

aC++6TOiE²iiC3/15 2.95 120908 2227.7 25.6 262.7 25.6 14.1 107.7

aC++9TOiE²iiC3/15 1.52 53073 2396.5 27.5 262.3 11.2 13.5 114.1

aC++12TOiE²iiC3/15 0.87 21459 2575.3 29.6 262.1 4.5 13.0 121.2

wC++06TOiE²iiC3/15 3.13 167152 2100.6 15.5 526.3 35.4 11.9 109.0

wC++3 TOiE²iiC3/15 1.92 84919 2581.4 19.1 521.2 18.0 11.0 127.7

5 RESULTATEN 78

wC++6TOiE²iiC3/15 0.58 12280 3197.9 23.7 515.2 2.6 9.6 152.0

wC++9TOiE²iiC3/15 0.12 1940 3813.7 28.2 507.3 0.4 8.6 176.5

wC++12TOiE²iiC3/15 0.01 50 4399.7 32.6 498.1 0.0 7.8 199.8

Tabel 5.9: Toevoer, CO2, exponentieel [2], C3/15

Ten opzichte van de resultaten van de eerste exponentiële regeling (Tabel 5.8), kan

men het volgende zeggen:

• [a+w] Algemeen zijn de resultaten minder goed bij alle luchtdichtheden op vlak

van energie en binnenluchtkwaliteit. Wel betere tevredenheid (F2). De kostprijs

bij F3 stijgt bovendien tot 11.1 euro [a] en tot 21.8 euro [w].

• [a+w] De uiterst lage cumulatieve overschrijding (BLK_2) bij v50 = 0.6 is bij deze

regeling niet langer vast te stellen. Hoe dit precies komt, is echter niet direct

duidelijk. Wel kan met zekerheid worden besloten dat de eerste exponentiële

regeling de betere resultaten oplevert.

5.1.2.2 RV-REGELING

Regeling: n°11



aC++06TOiiPiiR3/12 4.74 354607 1803.3 20.7 289.7 75.0 16.6 91.3

aC++3TOiiPiiR3/12 4.47 278748 2000.8 23.0 265.6 59.0 15.3 99.2

aC++6TOiiPiiR3/12 3.35 156087 2149.1 24.7 263.2 33.0 14.5 104.7

aC++9TOiiPiiR3/12 2.05 76422 2306.9 26.5 262.5 16.2 14.2 110.7

aC++12TOiiPiiR3/12 1.21 35828 2475.3 28.5 262.2 7.6 13.4 117.2

wC++06TOiiPiiR3/12 0.62 14813 1987.5 14.7 531.4 3.1 11.8 103.8

wC++3TOiiPiiR3/12 3.09 118035 2403.1 17.8 520.8 25.0 11.7 120.8

wC++6TOiiPiiR3/12 0.61 14495 2987.2 22.1 514.9 3.1 10.2 143.6

wC++9TOiiPiiR3/12 0.13 2195 3578.1 26.5 500.5 0.5 9.0 167.1

wC++12TOiiPiiR3/12 0.01 117 4147.8 30.7 498.3 0.0 8.1 189.7

Tabel 5.10: Toevoer, RV, proportioneel, R3/12

Bij deze regeling moet niet direct worden gekeken naar de effectieve besparingen die

kunnen worden verkregen ten opzichte van de referentiesystemen, maar moet wel de

mogelijkheid tot regeling worden onderzocht. Er moet m.a.w. uit de resultaten kunnen

worden opgemaakt of vochtregeling van de toevoerroosters in se mogelijkheden biedt:

• [a+w] Gelijkaardige resultaten zijn vast te stellen in vergelijking met die bij de

CO2-regeling.

• [a+w] Energiebesparing is hierbij eveneens mogelijk, al is de algemene prestatie

minder uitgesproken dan bij die CO2-regelingen. De goedkopere prijs van een

RV-sensor t.o.v. een CO2-sensor is niet in rekening gebracht in de totale kosten-

functie F3; deze ligt bij deze regeling wel hoger, maar kan in realiteit wel lager

uitvallen.

• [w] Enkel in de woning is het fenomeen van de zeer performante regeling (ster-

ke verlaging BLK_2) bij de laagste luchtdichtheid (v50 = 0.6) vast te stellen.

5 RESULTATEN 79

• Geconcludeerd kan worden dat deze regeling zeker perspectieven biedt als

goedkoper alternatief.

5.1.2.3 Extra

Regeling: N°10



aC+06TOivTii& 19.32 714333 1685.0 19.4 313.3 151.1 18.7 87.8

aC++3TOivTii& 5.99 420160 1940.8 22.3 267.1 88.9 16.2 97.4

aC++6TOivTii& 4.43 257662 2080.7 23.9 263.5 54.5 15.1 102.4

aC++9TOivTii& 3.31 133282 2226.4 25.6 262.6 28.2 14.4 107.7

aC++12TOivTii& 1.94 60968 2387.0 27.4 262.2 12.9 13.8 113.8

wC+06TOivTii& 6.96 468502 2059.9 15.2 543.6 52.6 12.8 104.9

wC++3TOivTii& 3.84 246626 2326.3 17.2 525.7 52.2 11.5 118.3

wC++6TOivTii& 1.78 80026 2935.6 21.7 520.7 16.9 10.1 141.9

wC++9TOivTii& 0.46 11664 3593.9 26.6 514.2 2.5 8.8 167.9

wC++12TOivTii& 0.12 2092 4238.3 31.4 506.1 0.4 7.9 193.5

Tabel 5.11: Toevoer, drukverschil, terugstroming

Het bedwingen van de terugstroming door de toevoerroosters levert volgend beeld op:

• [a+w] Een slechtere binnenluchtkwaliteit is vast te stellen, maar deze is wel nog

steeds beter dan bij systeem A. Wel kan een aanzienlijke energiewinst worden

behaald (tot -3.7 kWh/m² [a] en tot -4.9 kWh/m² [w]) en dito lagere kost (F3).

• [a] De tevredenheid bereikt bij twee luchtdichtheden een kritisch punt.

• [a+w] Terugstroming verhinderen blijkt op het eerste gezicht geen noodzaak te

zijn als men daarbij de binnenluchtkwaliteit of efficiëntie van de ventilatie zou

willen verbeteren. Integendeel, de cumulatieve overschrijding vergroot (BLK_2).

• [a+w] BLK_1 overschrijdt bij de laagste luchtdichtheid de percentages die zijn

verkregen bij de referentiesystemen, niettegenstaande de cumulatieve over-

schrijding (BLK_2) bij het appartement wel onder de grens blijft.

Regeling: n°6 (vgl. 4.14) & manueel het aantal sensoren reduceren



aC+06TOiPiiC3/15£v1 0.50 13737 1707.7 19.6 310.5 2.9 15.8 85.7

aC++3TOiPiiC3/15£v1 3.81 233473 1957.2 22.5 266.9 49.4 15.3 97.3

aC++6TOiPiiC3/15£v1 3.13 123752 2098.4 24.1 263.5 26.2 14.6 102.5

aC++9TOiPiiC3/15£v1 1.58 54419 2244.9 25.8 262.6 11.5 14.0 108.1

aC++12TOiPiiC3/15£v1 0.90 22162 2404.5 27.6 262.2 4.7 13.5 114.3

aC+06TOiPiiC3/15£v2 0.46 12397 1714.6 19.7 307.4 2.6 15.3 86.0

aC++3TOiPiiC3/15£v2 3.80 232516 1956.2 22.5 266.8 49.2 15.3 97.2

aC++6TOiPiiC3/15£v2 3.18 127194 2097.0 24.1 263.5 26.9 14.7 102.5

aC++9TOiPiiC3/15£v2 1.69 57370 2243.4 25.8 262.6 12.1 14.1 108.0

5 RESULTATEN 80

aC++12TOiPiiC3/15£v2 0.97 23878 2402.7 27.6 262.2 5.1 13.5 114.3

Tabel 5.12: Toevoer, CO2, proportioneel, C3/15, reductie van sensoren [a_v1,a_v2]

De twee gekozen manieren om het aantal CO2-sensoren te reduceren, berust natuurlijk

op een specifieke (projectgebonden) keuze. Voor het appartement houden de twee

versies in dat er 1 sensor is voor de twee slaapkamers (gelegen aan dezelfde zijde van

het gebouw) en 1 sensor voor de woonkamer en speelkamer (andere zijde). De eerste

sensor voor de slaapkamers is in de eerste versie (v1) geplaatst in de grootste slaapka-

mer en in de tweede versie (v2) in de kleinste slaapkamer. Bij beide versies wordt de

andere sensor in de woonkamer geplaatst, die vaker bezet wordt dan de speelkamer en

zo dus een objectiever beeld kan vormen van de ventilatievraag.

• Verrassend komen hier ongeveer dezelfde resultaten naar voren als bij de ge-

wone regeling met alle CO2-sensoren. Blijkbaar zal als gevolg van de eigen-

schappen van de kamers in het model (slaapkamers met ongeveer dezelfde be-

zetting) één goed geplaatste sensor een even goed resultaat kunnen opleveren.

• Een gelijkaardig resultaat toont aan dat, indien het gebruikte bezettingspatroon

van de slaapkamers zeer sterk gelijklopend is, een reductie van het aantal senso-

ren in se mogelijk is.



wC+06TOiPiiC3/15£v1 0.00 0 1835.1 13.6 557.8 0.0 12.6 97.6

wC+3TOiPiiC3/15£v1 0.66 15414 2176.4 16.1 522.4 3.3 12.7 111.3

wC+6TOiPiiC3/15£v1 0.62 10910 2730.4 20.2 515.9 2.3 11.4 133.3

wC+9TOiPiiC3/15£v1 0.10 1272 3308.7 24.4 508.6 0.3 10.1 156.1

wC+12TOiPiiC3/15£v1 0.00 0 3858.9 28.6 499.3 0.0 9.0 178.2

wC+06TOiPiiC3/15£v2 0.00 0 1853.5 13.7 555.6 0.0 12.1 98.4

wC+3TOiPiiC3/15£v2 1.20 35386 2215.9 16.4 522.2 7.5 12.4 112.9

wC+6TOiPiiC3/15£v2 0.67 12949 2792.1 20.4 515.8 2.7 11.2 134.6

wC+9TOiPiiC3/15£v2 0.11 1527 3320.8 24.6 508.6 0.3 9.9 156.8

wC+12TOiPiiC3/15£v2 0.01 39 3876.2 28.6 499.3 0.0 9.0 178.6

Tabel 5.13: Toevoer, CO2, proportioneel, C3/15, reductie van sensoren [w_v1,w_v2]

Zoals bij het appartement (Tabel 5.12) worden bij de woning de sensoren in de woon-

en speelkamer in beide versies gereduceerd tot één sensor. De sensoren in de drie

slaapkamers worden in versie 1 niet gereduceerd, maar in versie 2 wel gereduceerd tot

1 sensor in de grootste slaapkamer.

• Versie 1 levert bijna dezelfde resultaten op als een sturing met sensoren in alle

(toevoer)kamers. Dit komt waarschijnlijk door de lage bezetting en de lage ven-

tilatiebehoefte van de speelkamer, waar geen CO2-sensor meer aanwezig is.

• Versie 2 levert in vergelijking met versie 1 iets slechtere resultaten op, maar zijn

bijna te verwaarlozen.

• Ook hier is dus een reductie van het aantal (dure) CO2-sensoren mogelijk, op

voorwaarde dat de ruimtes die samengenomen worden een gelijkaardig bezet-

tingspatroon en vergelijkbare ventilatievraag hebben.

5 RESULTATEN 81

5.1.3 Doorstroomopening

Regeling: Doorvoerroosters vergroten rechtstreeks via multiplicator in CONTAM



aC++06DO@05 5.31 407579 1862.7 21.4 281.1 86.2 15.7 93.2

aC++3DO@05 4.46 261789 1952.2 22.4 277.5 55.4 15.3 96.5

aC++6DO@05 3.56 147878 2092.2 24.0 276.8 31.3 14.9 101.8

aC++9DO@05 1.95 71228 2264.1 26.0 276.5 15.1 14.3 108.5

aC++12Do@05 0.96 31545 2453.4 28.2 276.4 6.7 13.8 116.0

wc+06DO@05 3.71 267829 2315.1 17.1 530.3 56.6 11.5 117.6

wc+3DO@05 1.67 83050 2884.8 21.4 524.2 17.6 10.5 139.9

wc+6DO@05 0.59 19039 3553.6 26.3 518.6 4.0 9.3 166.2

wc+9DO@05 0.27 4603 4207.4 31.1 511.9 1.0 8.3 192.2

wc+12DO@05 0.11 575 4826.1 35.7 503.8 0.1 7.5 216.9

Tabel 5.14: Doorvoer, grootte x 0.5

• [a+w] De binnenluchtkwaliteit verslechtert t.o.v. C+®. Dat er daarentegen minder

ventilatieverlies is, is wel te verwachten, maar die energiebesparing is uiteinde-

lijk niet overdreven groot: [a] tot 201.9 kWh; [w] tot 50.8 kWh.



aC++06DO@2 3.22 22941 2159.6 24.8 258.1 47.2 14.6 106.3

aC++3DO@2 3.21 158025 2369.4 27.2 256.5 33.4 13.5 113.9

aC++6DO@2 2.49 75539 2580.4 29.7 255.8 15.6 12.7 121.8

aC++9DO@2 1.09 25577 2776.5 31.9 255.6 5.4 12.0 129.4

aC++12DO@2 0.52 8828 2968.7 34.1 255.4 1.9 11.5 137.0

wc+06DO@2 3.44 174065 2500.4 18.5 522.1 36.8 10.8 125.1

wc+3DO@2 2.18 95947 3039.4 22.5 515.1 20.3 9.5 145.9

wc+6DO@2 0.77 18263 3692.7 27.3 506.0 3.9 8.3 171.8

wc+9DO@2 0.13 2038 4335.9 32.1 496.1 0.4 7.4 197.4

wc+12DO@2 0.01 34 4941.2 36.6 486.1 0.0 6.8 221.5

Tabel 5.15: Doorvoer, grootte x 2

• [a+w] Het ventilatieverlies (ENERGIE) is zoals verwacht groter. De binnenlucht-

kwaliteit (behalve bij v50 = 3 of 6 m³/(h.m²) [w]) is er licht op vooruitgegaan. Ook

de algemene kostprijs (F3) is licht gestegen: [a] +6.3 euro tot +12.7 euro; [w] 3.7

euro tot 4.3 euro.

• [a+w] Er kan worden geconcludeerd dat op vlak van de binnenluchtkwaliteit, er

beter grote doorstroomopeningen zouden moeten worden voorzien. Dit zou wel

leiden tot iets hogere ventilatieverliezen.

5 RESULTATEN 82

5.1.4 Afvoeropening31

5.1.4.1 Alternatieve regelkrommes

5.1.4.1.1 Ondergrens van het afvoerdebiet

Regeling: n°3 (vgl. 4.11) (xinf laten variëren)



aC++9AOiiPiiR3/12 2.12 64048 2370.8 27.3 264.4 13.5 13.8 113.2

aC++9AOiiPfiR3/12 2.37 69886 2340.2 26.9 264.6 14.8 14.0 111.7

aC++9AOiiPciR3/12 2.54 75891 2313.5 26.6 265.4 16.1 14.1 110.6

aC++9AOiiPifR3/12 2.15 64546 2367.6 27.2 264.5 13.7 13.8 112.8

aC++9AOiiPffR3/12 2.47 72404 2330.2 26.8 265.0 15.3 14.0 111.3

aC++9AOiiPcfR3/12 2.64 79181 2299.4 26.4 265.9 16.7 14.2 110.0

aC++9AOiiPicR3/12 2.38 69683 2343.9 26.9 265.5 14.7 13.9 111.9

aC++9AOiiPfcR3/12 2.53 75740 2316.0 26.6 265.6 16.0 14.1 110.7

aC++9AOiiPccR3/12 2.74 82477 2285.8 26.3 266.5 17.4 14.2 109.5

Tabel 5.16: Afvoer, RV, proportioneel, R3/12, sensitiviteit ondergrens [4 / 7 / 11 m³/h – 7 / 11.9 / 15 m³/h] [appartement]

• De prestatiefunctie F1 zakt maximaal met 3.9 ppm en de bijhorende energie-

winst wordt geraamd op slechts 3.7 euro maximaal ten opzichte van de maxima-

le ondergrens 11 m³/h voor het wc en 15 m³/h voor de badkamer en keuken.

• Er kan worden aangenomen dat de keuze van een lage/middel/hoge ondergrens

van het afvoerdebiet in de natte ruimtes niet genomen moet worden uit hoofde

van energiewinst, maar vrij is.

• Voornamelijk het feit dat er een minimaal debiet moet aanwezig zijn om ge-

bouwgebonden contaminanten te kunnen afvoeren, is essentieel. De keuze van

bepaalde ondergrenzen blijkt dus niet van essentieel belang te zijn.

5.1.4.1.2 Bovengrens van het afvoerdebiet

Regeling: n°3 (vgl. 4.11) (xsup laten variëren)



aC++9AOiiPggR3/12 1.92 70321 2259.3 26.0 352.4 14.9 14.1 107.8

aC++9AOiiPghR3/12 1.89 64068 2322.3 26.7 306.7 13.6 13.9 110.6

aC++9AOiiPgiR3/12 1.85 58651 2391.8 27.5 275.9 12.4 13.6 113.8

aC++9AOiiPhgR3/12 2.17 77355 2245.6 25.8 343.7 16.4 14.3 107.2

aC++9AOiiPggR3/12 2.15 67360 2308.2 26.5 298.0 14.2 14.0 110.1

aC++9AOiiPgiR3/12 2.06 61776 2377.3 27.3 267.1 13.1 13.8 113.2

aC++9AOiiPigR3/12 2.43 81331 2238.8 25.7 339.0 17.2 14.4 107.0

31 Voor sommige opties van regelingen zijn er bepaalde parameters aangepast ten opzichte van het refe-rentiesysteem, waardoor bepaalde verkregen waarden niet overeenkomen met de vertrekwaarden. Dit is niet erg omdat er nu meestal niet langer ten opzichte van een referentiesysteem vergelijkingen worden getrokken, maar onderling ten opzichte van elkaar.

5 RESULTATEN 83

aC++9AOiiPihR3/12 2.35 70407 2300.3 26.4 293.2 14.9 14.1 109.8

aC++9AOiiPiiR3/12 2.24 65882 2369.4 27.2 262.3 13.9 13.9 112.9

Tabel 5.17: Afvoer, RV, proportioneel, R3/12, sensitiviteit bovengrens [wc 25 / 35 / 45 m³/h – bad-kamer en keuken 50 / 65 / 80 m²/h] [appartement]

• Lagere bovengrenzen leiden logischerwijze tot lagere ventilatieverliezen, maar

het verlies in binnenluchtkwaliteit (BLK_2: verschil van 32680 ppm) of tevreden-

heid (F2 0.8%) is niet zeer groot.

• De afvoer gebeurt hierbij op basis van een vochtregeling. Belangrijk is hierbij dus

ook te kijken naar de efficiëntie van de verwijdering van contaminanten ηvent:

tussen de optie (45 & 80 m³/h) en (25 & 50 m³/h) is er een verschil van 90,1 of

34,4% minder efficiëntie.



wC++9AOiiPggR3/12 0.05 398 4461.2 33.0 556.4 0.1 7.7 201.8

wC++9AOiiPghR3/12 0.04 388 4514.7 33.4 499.6 0.1 7.5 205.3

wC++9AOiiPgiR3/12 0.04 305 4552.1 33.7 457.8 0.1 7.4 207.9

wC++9AOiiPhgR3/12 0.05 397 4470.2 33.1 543.4 0.1 7.7 202.3

wC++9AOiiPggR3/12 0.04 387 4523.2 33.5 486.3 0.1 7.5 205.8

wC++9AOiiPgiR3/12 0.04 301 4560.4 33.8 444.3 0.1 7.4 208.3

wC++9AOiiPigR3/12 0.05 376 4465.4 33.1 535.7 0.1 7.7 202.0

wC++9AOiiPihR3/12 0.04 347 4518.6 33.4 478.4 0.1 7.5 205.4

wC++9AOiiPiiR3/12 0.04 333 4555.9 33.7 436.3 0.1 7.4 208.0

Tabel 5.18: Afvoer, RV, proportioneel, R3/12, gevoeligheid van de bovengrens [wc 25/35/45 m³/h – badkamer /keuken 50/65/80 m²/h] [woning]

• De minimale bovengrens van 25 m³/h in de wc kan worden uitgesloten omdat de

efficiëntie van de ventilatieafvoer bij die grens slechter is dan alle referentiesys-

temen.

• De verschillen van de bovengrenzen zijn in de woning nog kleiner (relatief ge-

zien) dan in het appartement. De keuze van bepaalde bovengrenzen wordt

daardoor nog vrijer.

• [a+w] De te behalen algemene winst (F3) is bij beide woningtypes maximaal 6,2

euro. Percentueel gezien is die winst ca.12% bij het appartement t.o.v. 6% in de

woning.

• [a+w] De afweging van de verbetering van de binnenluchtkwaliteit t.o.v. de mo-

gelijke energiebesparing blijft delicaat. Uit deze resultaten kan geen sluitende

conclusie worden getrokken.

5.1.4.1.3 Responskromme relatieve vochtigheid

Gevoeligheid van de grenzen van de relatieve vochtigheid voor de afvoer worden hier-

bij geanalyseerd. Bereik is 15/25/35% (ondergrens) - 60/70/80% (bovengrens).



aC++9AOiiPiiR1/10 1.64 58100 2422.9 27.8 277.4 12.3 13.5 115.0

5 RESULTATEN 84

aC++9AOiiPiiR3/10 2.15 66954 2358.2 27.0 279.5 14.2 13.9 112.3

aC++9AOiiPiiR5/10 2.89 85626 2274.6 26.1 282.9 18.1 14.3 108.9

aC++9AOiiPiiR1/12 1.89 64908 2384.8 27.4 278.4 13.7 13.7 113.4

aC++9AOiiPiiR3/12 2.37 71022 2326.7 26.7 280.4 15.0 14.0 111.0

aC++9AOiiPiiR5/12 3.00 88637 2264.9 26.0 283.5 18.7 14.4 108.5

aC++9AOiiPiiR1/14 2.14 67641 2359.5 27.1 279.1 14.3 13.9 112.4

aC++9AOiiPiiR3/14 2.56 74923 2309.9 26.6 281.1 15.8 14.1 110.3

aC++9AOiiPiiR5/14 3.07 90849 2258.4 26.0 283.9 19.2 14.4 108.3

Tabel 5.19: Afvoer, RV, proportioneel, bereik R 1/3/5 – 10/12/14 [appartement]

• Hogere onder- en bovengrens leidt logischerwijs tot minder ventilatie en lagere

energieverliezen. De efficiëntie van de verwijdering van contaminanten ηvent

daalt echter niet overdreven veel.



wC++9AOiiPiiR1/10 0.04 273 4635.2 34.3 435.5 0.1 7.4 212.6

wC++9AOiiPiiR3/10 0.04 273 4585.8 33.9 436.1 0.1 7.4 209.9

wC++9AOiiPiiR5/10 0.04 273 4517.7 33.4 437.8 0.1 7.4 206.1

wC++9AOiiPiiR1/12 0.04 340 4605.1 34.1 435.5 0.1 7.4 210.7

wC++9AOiiPiiR3/12 0.04 333 4555.9 33.7 436.3 0.1 7.4 208.0

wC++9AOiiPiiR5/12 0.04 323 4493.0 33.3 438.3 0.1 7.4 204.4

wC++9AOiiPiiR1/14 0.04 319 4581.7 33.9 435.6 0.1 7.4 204.4

wC++9AOiiPiiR3/14 0.04 312 4534.1 33.6 436.7 0.1 7.4 206.6

wC++9AOiiPiiR5/14 0.04 303 4476.5 33.1 438.8 0.1 7.5 203.3

Tabel 5.20: Afvoer, RV, proportioneel, bereik R 1/3/5 – 10/12/14 [woning]

• Zonder hierbij rechtstreeks naar het algemene niveau van de relatieve vochtig-

heid te kijken, kan er worden aangenomen dat hogere intervalgrenzen een licht

positief effect kunnen hebben bij optimalisatie inzake energetisch rendement.

• Eventueel kan worden gekozen voor een hoger maximumdebiet in combinatie

met hogere intervallen van de vochtregeling van de afvoermond, waardoor zo

efficiënter kan worden geventileerd. Omgekeerd kan ook, maar ηvent zou hierbij

wel hoger kunnen uitvallen.

5.1.4.2 Andere opties



aC++9AOviiPiiC7/15R3/12 3.45 129302 2100.1 24.1 539.2 27.3 15.2 101.2

aC++9AOviiPiiC3/10R3/12 2.58 102045 2137.8 24.6 519.3 21.6 14.8 102.6

aC++9AOviiPiiC3/15R3/12 3.14 117925 2108.4 24.2 533.5 24.8 15.1 101.5

aC++9AOviiPiiC3/8R3/12 2.36 91838 2151.9 24.7 507.6 19.4 14.6 103.2

aC++9AOviiPiiC1/6R3/12 1.72 60993 2207.3 25.4 479.9 12.9 14.0 105.3

aC++9AOviiPiiC3/6R3/12 2.13 78258 2183.3 25.1 490.8 16.6 14.3 104.4

aC++9AOviiPiiC1/4R3/12 1.46 52602 2267.9 26.1 455.4 11.1 13.5 107.9

aC++9AOviiPiiG3µ150R3/12 2.01 69453 2213.4 25.4 485.6 14.7 14.2 105.7

5 RESULTATEN 85

aC++9AOviiPiiC3/8G6µ100R3/12 2.36 91256 2160.8 24.8 507.1 19.3 14.6 103.5

aC++9AOviiPiiC3/6G4µ100R3/12 1.94 70612 2192.8 25.2 487.8 14.9 14.3 104.8

aC++9AOviiPiiC1/4G2µ100R3/12 1.19 36714 2296.9 26.4 451.7 7.8 13.3 109.1

aC++9AOviiPiiC1/4G3µ50R3/12 1.39 50190 2280.2 26.2 454.1 10.6 13.5 108.4

Tabel 5.21: Afvoer, RV/CO2, proportioneel & grens, R3/12, gevoeligheid van CO2

Indien aanwezigheid vervangen wordt door CO2-meting, kunnen de ventilatieverliezen

verder worden beperkt. Hoe lager de proportionele CO2-regeling begint, bv. al vanaf

650 ppm concentratieverschil, hoe beter de binnenluchtkwaliteit wordt. Op een be-

paald punt is er zowel een hogere binnenluchtkwaliteit als een lager ventilatieverlies.

Als CO2-sensoren goedkoop genoeg zijn, is dit misschien wel een goed alternatief voor

aanwezigheidsregeling.

Verder moet nog worden opgemerkt dat ook op basis van de verschillende standen van

de toevoerroosters kan worden gestuurd i.p.v. rechtstreekse meting van CO2 in de af-

voerruimte. Dit wordt toegepast bij o.a. het vraaggestuurde systeem van Alusta, een

Nederlandse ventilatiefirma.

5.1.5 Afvoerkanaal/Ventilator

Ten slotte komt de hybride afvoerregeling op basis van CO2, RV, temperatuur en debiet

als laatste onderdeel in het simulatieproces aan bod. Een van de belangrijke criteria die

moet worden bekeken is de energiewinst en het kostprijsvoordeel die er te behalen

zijn, afgewogen natuurlijk tegen de binnenluchtkwaliteit.

5.1.5.1 CO2



aC++06ViTiiGC12µ100 6.44 349289 1360.7 15.6 886.8 73.9 19.1 58.8

aC++06ViTiiGC10µ100 6.03 370289 1440.7 16.6 853.2 78.9 18.5 63.2

aC++06ViTiiGC8µ100 5.84 370120 1529.3 17.6 803.8 78.9 17.9 68.8

aC++06ViTiiGC6µ100 5.32 348235 1636.8 18.8 744.8 73.7 17.3 74.2

aC++06ViTiiGC4µ100 4.77 335108 1747.8 20.1 669.6 70.9 16.7 79.2

aC++06ViTiiGC11µ150 6.39 350212 1380.4 15.9 882.7 74.1 18.9 59.9

aC++06ViTiiGC9µ150 6.02 363671 1450.5 16.7 845.1 76.9 18.3 63.9

aC++06ViTiiGC7µ150 5.77 368289 1544.2 17.7 794.8 77.9 17.8 69.2

aC++06ViTiiGC5µ150 5.21 346597 1654.5 19.0 731.1 73.3 17.2 75.2

aC++06ViTiiGC3µ150 4.64 335328 1778.0 20.4 645.5 70.9 16.5 82.1

aC++06ViTiiGC10µ200 6.31 347920 1396.3 16.0 879.0 73.6 18.7 60.8

aC++06ViTiiGC8µ200 5.98 358742 1466.5 16.9 873.9 75.9 18.2 64.8

aC++06ViTiiGC6µ200 5.75 365372 1570.3 18.0 784.0 77.3 17.6 70.5

aC++06ViTiiGC4µ200 5.16 348508 1682.9 19.3 716.4 737 17.0 78.0

Tabel 5.22: Ventilator, CO2, getrapt, grens & dode band [appartement]

• Wat direct opvalt, zijn de relatief hoge waarden bij ηvent, die sterk aanleunen bij

de efficiëntie behaald bij systeem A, en de lagere algemene tevredenheid. Deze

lage globale tevredenheid verwijst naar de hoge algemene concentraties die te-

5 RESULTATEN 86

rug te vinden zijn in de lucht, maar zegt niets over de overschrijding van de

grensconcentraties zoals in BLK_2.

• Daarentegen vallen ook de voordelen direct op: kleinere cumulatieve overschrij-

ding (BLK_2: verbetering zelfs t.o.v. C+®), zeer lage energieverliezen (-238 tot -

646.3 kWh) en de zeer lage kostenfunctie F3 (-18.9 tot -41.2 euro).

• Het gebruik van een dode band is aan te raden om fluctuaties rond het schakel-

punt te voorkomen. Specifiek onderzoek naar hoe groot die dode band precies

moet zijn, is er niet gebeurd, zodat daarover geen uitspraak kan worden ge-

daan.

• Er kan worden geconstateerd dat hogere schakelpunten voordelig uitvallen (ra-

tio energiewinst en verlies binnenluchtkwaliteit). In enkele gevallen is BLK_2

zelfs verbeterd bij een hoger schakelpunt.



wC++06ViTiiGC12µ100 4.53 216119 1498.7 11.1 1079.4 45.7 13.9 63.9

wC++06ViTiiGC10µ100 4.67 241029 1545.8 11.4 1024.1 51.0 13.9 66.8

wC++06ViTiiGC8µ100 4.68 252364 1602.6 11.9 951.3 53.4 13.7 70.3

wC++06ViTiiGC6µ100 4.65 258954 1663.2 12.4 857.3 54.8 13.4 74.3

wC++06ViTiiGC4µ100 4.51 259664 1762.6 13.0 740.1 54.9 13.1 80.4

wC++06ViTiiGC11µ150 4.51 215451 1506.9 11.2 1060.4 45.6 13.9 64.4

wC++06ViTiiGC9µ150 4.65 240458 1554.7 11.5 1004.8 50.9 13.8 67.4

wC++06ViTiiGC7µ150 4.63 250839 1618.5 12.0 926.1 53.1 13.7 71.3

wC++06ViTiiGC5µ150 4.56 255801 1692.2 12.5 823.0 54.1 13.4 75.8

wC++06ViTiiGC3µ150 4.40 257732 1785.8 13.2 700.8 54.5 12.9 81.9

wC++06ViTiiGC10µ200 4.46 214664 1515.1 11.2 1042.9 45.4 13.9 64.9

wC++06ViTiiGC8µ200 4.61 239285 1564.7 11.6 986.7 50.6 13.8 68.0

wC++06ViTiiGC6µ200 4.55 248865 1632.9 12.1 901.3 52.6 13.6 72.4

wC++06ViTiiGC4µ200 4.47 253933 1707.7 12.6 789.0 53.7 13.3 76.9

Tabel 5.23: Ventilator, CO2, getrapt, grens & dode band [woning]

• De cumulatieve overschrijding (BLK_2) is in de woning in de helft van de geteste

intervallen (iets) hoger en in de helft (iets) lager.

• De energieverliezen zijn hier zelfs nog lager: van -601.3 tot -888.4 kWh. De kos-

tenfunctie F3 is 38.9 tot 56.9 euro lager.

• De efficiëntie van de afvoer van contaminanten daarentegen is in alle geteste

gevallen wel lager dan bij systemen A en C, alsook de tevredenheid (F2).

5.1.5.2 Relatieve vochtigheid



aC++06ViiTiiGR8µ10 15.92 1890587 1419.2 16.3 2336.1 399.9 20.2 67.8

aC++06ViiTiiGR9µ10 16.27 1914498 1417.5 16.3 2391.2 404.9 20.3 67.5

aC++06ViiTiiGR10µ10 16.64 1935735 1420.5 16.3 2428.0 409.4 20.5 67.5

aC++06ViiTiiGR11µ10 16.83 1945745 1419.4 16.3 2451.4 411.5 20.5 67.4

aC++06ViiTiiGR12µ10 17.01 1956298 1379.6 15.9 2489.9 413.8 20.6 65.6

5 RESULTATEN 87

wC++06ViiTiiGR8µ10 Fout





Tabel 5.24: Ventilator, RV, getrapt, grens & dode band

• Scoort slechter dan systeem A op vlak van BLK_1, BLK_2, ηvent, F1 en F2.

• Niettegenstaande de energiewinst is deze regeltechniek niet aan te raden.

5.1.5.3 Temperatuur



aC++06ViiiTGT1 5.08 422121 2187.2 25.1 343.8 89.3 15.8 105.6

aC++06ViiiTGT3 5.73 483168 2166.7 24.9 398.6 102.2 16.1 104.2

aC++06ViiiTGT5 6.78 572635 2108.4 24.2 482.8 121.1 16.5 100.6

aC++06ViiiTGT7 7.92 743485 2005.1 23.0 608.7 157.3 17.5 94.5

wC++06ViiiTGT1 4.04 262531 2279.9 16.9 612.8 55.5 11.7 114.8

wC++06ViiiTGT3 4.24 271775 2258.9 16.7 693.3 57.5 11.9 112.7

wC++06ViiiTGT5 4.42 274764 2201.4 16.3 838.1 58.1 12.1 108.1

wC++06ViiiTGT7 4.69 285102 2100.4 15.5 1024.3 60.3 12.5 100.7

Tabel 5.25: Ventilator, temperatuur, getrapt, grens

• [w] Minder ventilatieverlies bij een iets hogere cumulatieve overschrijding

(BLK_2).

• [a] Er valt (behalve bij regeling GT7) op geen enkel criterium winst te behalen.

• [w+a] Schakeling van de ventilator tussen aan en uit op basis van de tempera-

tuur lijkt, uit deze eerste resultaten, niet onmiddellijk de meest aangewezen re-

gelstrategie te zijn bij hybride schakelingen.

5.1.5.4 Debiet



aC++06VviTiiGQ8v1 7.23 476144 1952.2 22.4 301.9 100.7 16.6 90.9

aC++06VviTiiGQ10v1 9.72 912488 1889.6 21.7 303.7 193.0 17.4 88.4

aC++06VviTiiGQ12v1 9.83 932480 1874.2 21.5 304.3 197.2 17.4 87.6

aC++06VviTiiGQ14v1 9.87 935319 1873.3 21.5 304.5 197.8 17.4 87.5

aC++06VviTiiGQ8v2 9.83 932469 1872.5 21.5 305.3 197.2 17.4 87.5

aC++06VviTiiGQ10v2 12.88 1580587 1639.3 18.8 392.5 334.3 18.8 78.3

aC++06VviTiiGQ12v2 14.62 1899020 1492.4 17.2 466.4 401.7 19.5 71.9

aC++06VviTiiGQ14v2 17.49 1930837 1328.0 15.3 659.4 408.4 20.6 63.3

wC++06VviTiiGQ8v2 2.91 96521 1699.5 12.6 810.3 19.8 12.2 78.7

wC++06VviTiiGQ10v2 3.59 125779 1508.1 11.2 1136.8 26.6 13.0 65.8

wC++06VviTiiGQ12v2 4.30 168553 1401.4 10.4 1501.6 35.7 13.8 58.3

wC++06VviTiiGQ14v2 5.08 200898 1329.9 9.8 1968.0 42.5 14.2 54.2

5 RESULTATEN 88

Tabel 5.26: Ventilator, debiet, getrapt, grens [2 variaties]

• [a] Versie 1 genereert een betere luchtkwaliteit dan versie 2. De winst op F3

loopt van 9.1 euro tot 12.5 euro bij versie 1 en van 12.5 euro tot 28.1 euro bij

versie 2 (de laatste regeling niet meegerekend).

• [w] Goede resultaten voor BLK_1, BLK_2, ENERGIE en F3. De (niet-aanvaardbare)

efficiëntie van de afvoer van contaminanten is waarschijnlijk te wijten aan de

regelstrategie, die de ventilator slechts zeer occasioneel aanstuurt. Echter is het

wel tegenstrijdig dat binnenluchtkwaliteit dan wel goed is.

• [w] In CONTAM kan de eerste regeling niet worden gesimuleerd door een niet te

vinden fout.

5.2 Overzicht

5.2.1 Toevoer

Zelfregelende toevoerrooster

Zonder specifieke neerslag van het energiebesparende potentieel van zelfregelende

toevoerroosters kan de energie-efficiëntie van systeem Cinnovatief worden verbeterd door

klasse P4 toe te passen in plaats van P3 [69].

CO2-regeling

Bij alle CO2 -gestuurde toevoerroosters zijn de cumulatieve overschrijdingen van de CO2-

grensconcentraties overal sterk verlaagd (BLK_2), waardoor de binnenluchtkwaliteit

hierdoor beter wordt. Echter bij de helft van de luchtdichtheden is er een hoger over-

schrijdingspercentage (BLK_1). De ventilatie wordt met andere woorden naar een zui-

niger niveau gebracht, dat zich onmiddellijk uit in een lagere efficiëntie ηvent.

De energiebesparingen die kunnen worden genomen, zijn bij het appartement:

• van 19.5% (Prop. C3/8) - 20.5% (Prop. C8/15) tot 29.5% (Prop. C3/8)- 30.5%

(Prop. C8/15) t.o.v. systeem C;

• van 8.0% (Prop. C3/8) – 8.7% (Prop. C8/15) tot 14.4% (Prop. C3/8) – 15.6% (Prop. C8/15) t.o.v. systeem C+®;

en bij de vrijstaande woning is die energiebesparing:

• van 25.6% (Prop. C3/8) - 25.8% (Prop. C8/15) tot 49.0% (Prop. C3/8)- 49.6%

(Prop. C8/15) t.o.v. systeem C;

• van 20.3% (Prop. C3/8) – 20.6% (Prop. C8/15) tot 25.4% (Prop. C3/8) – 26.8% (Prop. C8/15) t.o.v. systeem C+®.

Als voordelig effect is bij de laagste luchtdichtheid v50 = 0.6 m³/(h.m²) en bij alle regelin-

gen een opmerkelijke (algemene) verbetering vast te stellen. De tweede onderzochte

exponentiële regeling (C+TOiE²iiC3/15) levert de minste energiebesparing van alle CO2-

regelingen op: slechts 2.7% tot maximaal 12.1% t.o.v. systeem C+®. Geconcludeerd kan

worden dat deze regeling zeker aan te raden is.

Vochtregeling

5 RESULTATEN 89

Regeling van de toevoer op basis van relatieve vochtigheid is een verbazend goed al-

ternatief. De prestatie ligt echter lager en dient de regeling nog verder getest en ont-

wikkeld te worden. Zolang het prijsverschil tussen CO2- en RV-sensoren nog groot is, is

verdere ontwikkeling van dit type regeling zeker interessant.

Extra

Terugstroming verhinderen blijkt op het eerste gezicht geen noodzaak te zijn als men

daarbij de binnenluchtkwaliteit of efficiëntie van de afvoer van contaminanten zou wil-

len verbeteren. Integendeel, de cumulatieve overschrijding vergroot zelfs.

Reductie van sensoren blijkt uit de enkele gevoerde testen mogelijk. Wel is de voor-

waarde dat de ruimtes die worden samengenomen (voor het plaatsen van 1 sensor) een

gelijkaardig bezettingspatroon en ventilatievraag hebben. Bij slaapkamers is dit bv.

mogelijk. Natuurlijk is dit alles behalve de meest ideale oplossing indien de kamers een

totaal verschillende vraag kennen.

5.2.2 Doorvoer

Er kan worden geconcludeerd dat op vlak van de binnenluchtkwaliteit, er beter grotere

doorstroomopeningen zouden moeten worden voorzien. Dit zou wel leiden tot iets

hogere ventilatieverliezen.

5.2.3 Afvoer

Debietgrenzen

Uit de gevoeligheidsanalyse van de debietgrenzen blijkt dat de ondergrenzen van de

regelkrommes voor de afvoer niet zo belangrijk zijn. Wel moet er een altijd een mini-

mumdebiet zijn. Voornamelijk het feit dat er een minimumdebiet moet aanwezig zijn

om de gebouwgebonden contaminanten continu te kunnen afvoeren, is essentieel. De

afweging van de verbetering van de binnenluchtkwaliteit t.o.v. de mogelijke energie-

besparing blijft delicaat. Uit deze resultaten kan geen echte conclusie worden getrok-

ken.

Interval van de relatieve vochtigheid

Zonder hierbij rechtstreeks naar het algemene niveau van de relatieve vochtigheid te

kijken, kan we worden aangenomen dat hogere intervalgrenzen een licht positief ef-

fect kunnen hebben bij optimalisatie inzake energie-efficiëntie. Eventueel kan worden

gekozen voor een hoger maximumdebiet in combinatie met hogere intervallen van de

vochtregeling van de afvoermond, waardoor zo efficiënter kan worden geventileerd.

Alternatief

Indien ten slotte de aanwezigheidsensor wordt vervangen door een CO2-meting (direct

of indirect), kunnen de ventilatieverliezen verder worden beperkt. Hoe lager de propor-

tionele CO2-regeling begint hoe beter de binnenluchtkwaliteit wordt. Op een bepaald

punt is er zowel een betere binnenluchtkwaliteit als een lager ventilatieverlies. Als CO2-

sensoren goedkoop genoeg zijn, is dit misschien wel een goed alternatief voor aanwe-

zigheidsregeling. Beter is misschien indirect te sturen op basis van de openingstanden

5 RESULTATEN 90

van de verschillende toevoerrooster natuurlijk in combinatie met vochtregeling (waarbij

de regeling die het hoogste debiet eist, voorrang krijgt).

5.2.4 Ventilator

Hybride afvoerregeling blijkt zeer interessant en een laatste stap in de optimalisatie van

ventilatiesystemen. Omschakeling op basis van CO2 blijkt uit de resultaten de beste re-

gelstrategie te zijn. Vocht- of temperatuurregeling van de ventilator is niet aan te ra-

den. Grote winsten kunnen hierbij worden geboekt t.o.v. de referentiesystemen (ENER-

GIE): tot 32.2% t.o.v. systeem C+ en 44.2% t.o.v. systeem C bij het appartement; tot

37.2% t.o.v. systeem C+ en 58.5% t.o.v. systeem C bij de vrijstaande woning.

6 GEBRUIKERSINTERACTIE 91

6

6. D

GEBRUIKERSINTERACTIE

“Tussen droom en daad staan wetten in de weg en praktische bezwaren.” (W. Elsschot)

“De theorie droomt, de praktijk leert.” (Karl von Holtei)

Vooraleer over te gaan tot de conclusies van deze scriptie over optimalisatie van vraag-

sturing, wordt het bewonersgedrag ten aanzien van ventilatiesystemen behandeld. Re-

gelmatig wordt er ook onderzoek gedaan naar bewonersgedrag of gebruikersinteractie

met ventilatiesystemen. Deze onderzoeken tonen allemaal aan dat bewonersgedrag

een zeer grote invloed heeft op de uiteindelijke prestaties van een ventilatiesysteem.

De opbouw van dit hoofdstuk is als volgt:

• Eerst worden de kernpunten uit enkele onderzoeken beschreven, als addendum

bij de algemene literatuurstudie (§ 2.1);

• Vervolgens wordt de nadruk gelegd specifiek op de problematiek van balansven-

tilatiesystemen met betrekking tot bewonersgedrag in de Nederlandse wijk Va-

thorst;

• Het zwaartepunt ligt ten slotte in het laatste onderdeel, waar een enquête

wordt besproken, die door mijzelf werd opgesteld en afgenomen in het eerste

semester (december 2007 – januari 2008). Daarbij wordt antwoord gegeven op

enkele specifieke vragen over de gebruikersinteractie met ventilatiesystemen in

Vlaanderen. Ook wordt gekeken of de eerder geponeerde stellingen (uit het

buitenland) bevestigd dan wel ontkracht worden in Vlaanderen.

6.1 Kort overzicht bewonersgedrag [11, 42, 46, 60, 70]

Bewonersgedrag is een van de parameters met de grootste invloed op de luchtverver-

sing in woningen, zowel bij natuurlijk als mechanisch geventileerde woningen [42].


Algemeen komt naar voren dat het gros van de bewoners graag zelf aanvullend wil

ventileren door middel van ramen en deuren: zo krijgt men het gevoel dat er meer ver-

se lucht in de woning komt. Gelukkig worden ramen wel minder opengezet in ver-

warmde, dan in niet-verwarmde ruimtes. Geconcludeerd kan worden dat manuele in-

teractie op de werking (en dus regeling) van een ventilatiesysteem zeer nuttig is [11,

46]. Rowe [57] beweert dat individuele regeling tot een hogere tevredenheid leidt. De

Dear [17] heeft daarnaast ook aangetoond dat er een grotere tolerantie van het com-

fort is als bewoners zelf regeling kunnen uitoefenen. Woningtype, grootte of isolatie-

niveau hebben geen directe invloed op het ventilatiegedrag [60].

Vervuiling van toevoerroosters, leidingen, filters... is een punt dat vaak wordt aange-

haald. Dit komt omdat bewoners meestal niet bewust genoeg zijn van het feit dat re-

gelmatig onderhoud noodzakelijk is. Daarnaast zijn de meeste toevoerroosters ook niet

gemakkelijk schoon te maken [11]. Slecht of onvoldoende onderhoud maakt natuurlijk

dat de prestaties van een systeem substantieel worden verminderd. Wat vaak in de stu-

dies naar voren komt is het feit dat eigenaars meer energie- en onderhoudsbewuster

zijn en meer zorg dragen voor het ventilatiesysteem dan huurders [60]. In het rapport

van Karin Soldaat [60] waarin het verband tussen bewonersgedrag en balansventilatie

wordt onderzocht, komt eveneens aan het licht dat bewoners zich ervan bewust zijn

dat de roosters en filters bij een balansventilatiesysteem moeten worden gekuist, maar

hoe vaak dit moet gebeuren, is echter op de een of andere manier onduidelijk.

Schakelaars om een lokale of centrale ventilator aan te sturen, worden over het alge-

meen weinig actief gebruikt. Dit (weinige) gebruik is dan gekoppeld aan activiteiten als

douchen, koken of roken. Vaak worden ramen ook opengezet in combinatie met een

balansventilatiesysteem, waardoor heel het systeem wordt kortgesloten en niet meer

behoorlijk kan functioneren.

Een ander belangrijk punt is dat de display (en de werking) duidelijk en begrijpelijk

moet(en) zijn [46]. Het is zo dat de meeste bewoners niet op de hoogte zijn van alle

mogelijkheden die het systeem biedt, waardoor het ventilatiesysteem niet volledig tot

zijn recht komt. Vreemd is ook dat de kennis over het doel en de werking van een me-

chanisch ventilatiesysteem bovendien erg beperkt is [60]. Een onderscheid tussen een technische handleiding voor de installateur en een duidelijke handleiding voor bewo-

ners is zeker nodig [46].

Bij balansventilatie hebben mensen vaak het gevoel dat er niet genoeg frisse lucht

wordt ingeblazen, waardoor ze vlugger een raam zullen openzetten. Bij teveel geluid-

productie zetten bewoners het systeem in een lagere stand of wordt bv. de toevoerven-

tilator zelfs uitgezet. Tocht, koude, wind... doorheen de toevoerroosters maken dat

bewoners deze roosters (deels) zullen sluiten [11, 60]. Te droge lucht leidt tot het ope-nen van een raam.

In [70] wordt gesteld dat het menselijke gedrag deels uit vaste gedragingen bestaat, die

niet of nauwelijks kunnen worden geregeld of veranderd, en andere gedragingen die

wel grotendeels beïnvloed kunnen worden. Gesteld is dat de meeste problemen niet te

wijten zijn aan irrationele gedragspatronen van de bewoners, en dat technologische

oplossingen zoals vraagregeling een antwoord moeten bieden aan deze patronen en


niet omgekeerd [70]. Vraagregeling is dus essentieel, net zoals een goede integratie van

het ventilatiesysteem in het totale gebouwontwerp [46]. Daarnaast is er dus ook deels

een verplichting om bewoners te sensibiliseren bij het gebruiken van ventilatiesyste-

men.

Zowel de perceptie van het systeem als de perceptie van de effecten van het systeem

speelt een grote rol. In veel huishoudens wordt ‘om het systeem heen geleefd’. Dat wil

zeggen dat ze zich er wel van bewust zijn dat het systeem in de woning zit, maar dat zij

nog steeds ventileren door middel van ramen en deuren, zoals ze dat ook in hun vorige,

niet-geventileerde woning deden [60]. Innovatieve vraaggestuurde ventilatiesystemen

op basis van natuurlijke toevoer van verse lucht zouden dus deze eis moeten opnemen

in de regelstrategie door de regeling van de toevoerroosters te koppelen aan het

raamopeningsgedrag.

6.2 Vathorst [5, 18, 67]

Uit een onderzoek in opdracht van de gemeente Amersfoort uitgevoerd door door de

onafhankelijke organisatie GGD Eemland en het de overheid, dat handelt over de kwa-

liteit van de ventilatie in 100 woningen in de nieuwbouwwijk Vathorst in Nederland,

blijkt dat twee derden van de bewoners met gezondheidsproblemen en -klachten

kampt ten gevolge van de aanwezigheid van balansventilatie. Astma, irritatie aan de

ogen en neus, hoofdpijn, vermoeidheid en hooikoorts zijn de meest voorkomende

klachten en problemen.

Uit metingen, enquêtes en inspecties blijkt dat 70% van die woningen niet voldoet aan

de wettelijke normen betreffende binnenluchtkwaliteit32, wat een gevolg is van tekort-

komingen zowel in het ontwerp, materiaal, uitvoering, inregeling als vervuiling. De

aanbeveling uit dit onderzoek luidt dat, totdat het kwaliteitsbeleid fors is aange-

scherpt, balansventilatie zou moeten worden verboden. Veel systemen zijn niet goed

afgesteld, zitten vol bouwstof, maken veel te veel lawaai... Bijgevolg zetten de meeste

ondervraagden het systeem gewoon uit, wat natuurlijk niet de oplossing kan zijn.

De resultaten zijn “echt alarmerend” [5]. Amersfoort zal de bewoners ertoe aanzetten

de filters wekelijks te vervangen en de ventilator niet continu op de laagste stand te

zetten.

6.3 Enquête

“...59,6% van de Vlaamse woningen beschikt nog steeds over geen enkele vorm van

ventilatie, wat het binnenklimaat van deze woningen niet ten goede komt. In 16% van

de woningen zijn raamroosters voorzien, nog eens 17% beschikt zowel over raamroos-

ters als over afvoerventilatie in de badkamer, keuken en het toilet. 5,8% van de wonin-

gen is voorzien van een mechanische ventilatie, al dan niet met warmteterugwin-

ning...”33

32 In Nederland is de normering gebaseerd op binnenluchtkwaliteit en niet op een bepaald wettelijk toege-staan systeem, zoals in België [12]. 33 Uit de samenvatting van de energie-enquête 2005 op: http://www2.vlaanderen.be/economie/energiesparen/doc/enquete2005synthese.doc


6.3.1 Inleiding

De afgenomen enquête heeft een respons gekregen van 193 personen (of gezinnen).

Op verschillende websites die (on)rechtstreeks betrekking hebben op ventilatie wordt

een link geplaatst naar een online vragenlijst34, die in annex E opgenomen is:

http://www.bondbeterleefmilieu.be/agora/

http://www.bewustverbruiken.org/forum/

http://www.bouwinfo.be/forum/

http://www.habitos.be

http://www.livios.be/

http://www.milieuadvieswinkel.be/

http://www.passiefhuisplatform.be/

http://www.prikpagina.nl/read.php?f = 1688&i = 128&t = 128

http://www.ventibel.be/

http://www.vibe.be/prikbord/berichten/

Belangrijk is hierbij te vermelden dat de vrijwilligers die de bovenstaande websites be-

zoeken en de vragenlijst dan hebben ingevuld, vaak geëngageerd zijn en al affiniteit

vertonen ten aanzien van ventilatie.

Ook werden in Gent en Brugge bewoners van enkele recent gebouwde appartements-

gebouwen, waarin een mechanisch extractiesysteem geïnstalleerd was, aangeschreven

met een papieren versie van de vragenlijst. De reactie hierop was echter zeer lauw.

6.3.2 Overzicht gestelde vragen

Doel van de enquête is om te achterhalen hoe en waarom bewoners met de ventilatie-

voorzieningen in hun woning in de praktijk omgaan en of de theoretische aannames

daarover wel in overeenstemming zijn met de realiteit. Onder ventilatievoorzieningen

vallen alle componenten van het ventilatiesysteem, van toevoerrooster tot afvoerventi-

lator, waarmee bewoners interageren.

In annex E wordt de volledige enquête bijgesloten ter consultatie van de precies gestel-

de vragen.

6.3.3 Resultaten en bespreking verschillende systemen

6.3.3.1 Algemeen

De gemiddelde gezinssamenstelling van de ondervraagde huishoudens was 1,9 volwas-

senen en 2,0 kinderen, met een gemiddelde leeftijd van 10,6 jaar. 24 van de 193 onder-vraagden geven toe binnenshuis te roken.

34 http://www.architectuur.ugent.be/bouwfysica/vragenlijst.pdf

6 GEBRUIKERSINTERACTIE

Figuur 6.1: Type woning

Figuur 6.2: Locatie woning

Als er wordt gekeken naar het woningtype

vaststellen onder de ondervraagden: 18

14,9% halfopen huizen en 10

huizen (Figuur 6.2) is:

12,6% aan een drukke weg en slechts 3

Figuur 6.3: Ouderdom woning

Figuur 6.4: Type ventilatiesysteem

De gemiddelde ouderdom van de woni

jaar oud (of verbouwd is b

jaar en ten slotte 38,7%

Bij het type ventilatiesysteem

vraagden: 40,2% zonder ventilatiesysteem, 3

3,0% met vraaggestuurd systeem C, 29

4,4% met systeem B (Figuur

Company, Alusta, Aquality project, Artiklima, Bemal, Bergschenhoek Luchtcomfort,

Brink Climate Systems, Drexel und Weiss, Duco, Itho, J.E.

ser, Orcon, Renson, Systemair, Thermelec, Thuisinlucht

Ventmaxs. De correlatie

wordt gemaakt in Figuur

35 Dit is niet noodzakelijk een representatieve steekproef (bv. 30% van de ondervraagden heeft systeem D, wat wel aan de hoge kant lijkt te zijn.

19%

56%

15%10%

type woning

45.0

16.30

10

20

30

40

50

< 5 jaar 5 < x < 15 jaar

ouderdom woning

ocatie woning

naar het woningtype (Figuur 6.1), kunnen we volgende verdeling

n onder de ondervraagden: 18,7% appartementen, 56

9% halfopen huizen en 10,4% gesloten bebouwing of rijhuizen.

is: 39,3% gelegen in een woonwijk, 44,4% aan een rustige weg,

een drukke weg en slechts 3,7% in de buurt van industrie

uderdom woning

ype ventilatiesysteem

De gemiddelde ouderdom van de woningen is 18,6 jaar waarbij 45

ouwd is binnen die tijd), 16,3% een ouderdom

7% ouder dan 15 jaar (Figuur 6.3).

Bij het type ventilatiesysteem vinden we volgende verdeling teru

2% zonder ventilatiesysteem, 3,5% met systeem A, 19

vraaggestuurd systeem C, 29,6% met balansventilatie systeem D en

Figuur 6.4)35. De gebruikte merken zijn de volgende:


Brink Climate Systems, Drexel und Weiss, Duco, Itho, J.E. Stork Air, Klimacomfort, Ma

ser, Orcon, Renson, Systemair, Thermelec, Thuisinlucht – Innosource, Ubbink, Vent

De correlatie tussen het gebruikte ventilatiesysteem

Figuur 6.5.

Dit is niet noodzakelijk een representatieve steekproef (bv. 30% van de ondervraagden heeft systeem D,

e kant lijkt te zijn.

15%

APPARTEMENT

OPEN

HALFOPEN

GESLOTEN

44%

13%

locatie woning

16.3

38.8

5 < x < 15 jaar > 15 jaar

ouderdom woning

C20%

C+3%

D30%

type ventilatiesysteem

95

, kunnen we volgende verdeling

7% appartementen, 56,0% vrijstaande huizen,

of rijhuizen. De locatie van de

4% aan een rustige weg,

de buurt van industrie.

6 jaar waarbij 45,0% minder dan 5

heeft tussen de 5 en 15

verdeling terug onder de onder-

5% met systeem A, 19,3% met systeem C,

met balansventilatie systeem D en ten slotte

. De gebruikte merken zijn de volgende: Airmaster Fan


Stork Air, Klimacomfort, Mas-

Innosource, Ubbink, Vent-Axia,

het gebruikte ventilatiesysteem en het woningtype

Dit is niet noodzakelijk een representatieve steekproef (bv. 30% van de ondervraagden heeft systeem D,

39%

4%

WOONWIJK

RUSTIGE WEG

DRUKKE WEG

INDUSTRIE

geen24%

manuele afzuiging

in badkamer/

wc8%

A11%B

4%

type ventilatiesysteem


Figuur 6.5: Correlatie systeem & woningtype

Figuur 6.6: Zelfregelend toevoerrooster

Figuur 6.7: Afvoer damkap

Figuur 6.8: Type open haard

Op de algemene vragen over de aanwezigheid van een zelfregelende toevoerrooster,

type afvoer van de dampkap en type open haard, konden volgende waarden genoteerd

worden. 71% had geen zelfregelende toevoerroosters, 16% had er wel en de overige

13% had geen idee. Bij 81,1% van de ondervraagden ging de afvoer van de dampkap

direct naar buiten, bij 11,4% in recirculatie en 7,6% geïntegreerd in een mechanisch

systeem (extractie of balans). Van de huizen met open haard, 40% op het totaal, heeft

daarvan 57,4% een open systeem waarbij de luchttoevoer via de leefruimte komt en

42,6%]een gesloten systeem met externe luchttoevoer.

De specifieke verdelingen t.o.v. type ventilatiesysteem zijn terug te vinden in Figuur 6.6,

Figuur 6.7 en Figuur 6.8.

6.3.3.2 Ventilatiegedrag

Figuur 6.9: ventilatorstand in functie van type ventilatiesysteem

0%

20%

40%

60%

80%

100%

D

C

A

0%

20%

40%

60%

80%

100%

ZELF RTO

?

NEE

JA

0%

20%

40%

60%

80%

100%

A C D

in C of D geïntegreerd

recirculatie

naar buiten

0%

20%

40%

60%

80%

100%

A C D

gesloten

open

0%

50%

100%

C D

laagste stand

middelste stand

hoogste stand


De manuele plaatsing van de ventilator bij normale omstandigheden, indien van toe-

passing, op een bepaalde stand geeft volgende verdeling (Figuur 6.9; systeem C / D):

64,0 / 43,9% zet die normaal gezien op de laagste stand, 28,0 / 51,2% op een middel-

stand en slechts 8,0 / 4,9% op de hoogste stand. Er is een duidelijke tendens vast te stel-

len van onderventilatie van de woning door toedoen van de bewoners, waarbij ze ma-

nueel de ventilator zo laag mogelijk zetten om het storende geluid enerzijds en de

kwalijke energiefactuur anderzijds ter verdediging inroepen. Geluidsarmere ventilato-

ren en automatisering van het gebruik van de ventilator via vraagsturing, samen met

bewustwording van de noodzaak tot goede binnenluchtkwaliteit, kan dit euvel verhel-

pen.

Figuur 6.10: Aanwezigheid doorstroomroosters

Figuur 6.11: Manueel bijregelen van de toevoerroosters

Wat het gebruik van doorstroomopeningen (roosters in of spleten onder deuren) be-

treft, heeft ongeveer de helft zulke voorzieningen bij systeem A, 76,5% bij systeem C en

85% bij systeem D (Figuur 6.10). Slechts 1 ondervraagde kleefde die ook af. Nogmaals:

een sensibilisatie van de noodzaak tot doorstroomopeningen in het volledige ventila-

tieplaatje is dus zeker nog nodig.

Op de vraag hoe vaak de kleppen van de toevoerroosters, indien van toepassing, open

staan, kwamen we tot de volgende getallen (Figuur 6.11):

• Bij normale toevoerroosters (P0): 3,9% zette die nooit open, 70,6% weinig open,

17,6% vaak en 7,8% altijd.

• Bij zelfregelende toevoerroosters (P4): 6,7% zette die nooit open en 93,3% wei-

nig open.

Met andere woorden: in die gevallen waar er toevoerroosters aanwezig zijn, worden

die zeer slecht gebruikt, wat het rendement van de installatie ervan sterk vermindert.

Zelfregelende toevoerroosters zijn hierin een stap in de goede richting.

0%

20%

40%

60%

80%

100%

A C D

NEE

JA

0%

20%

40%

60%

80%

100%

P0 P4

ALTIJD

VAAK

WEINIG

NOOIT


Figuur 6.12: Relatie raamopeningsgedrag - ventilatiesysteem

Uit de vraag naar het gebruik van ramen en/of deuren voor de ventilatie van hun wo-

ning, was onder alle ondervraagden, ongeacht het ventilatiesysteem, een meerderheid

hiermee vertrouwd. Niet enkel bij de woningen zonder een ventilatiesysteem was deze

vaststelling van toepassing (100% gebruikte ramen en deuren om te verluchten), ook

bij woningen met een ventilatiesysteem (Figuur 6.12), was er een noodzaak tot manue-

le interventie door het openen of sluiten van ramen en deuren, nl. 34,7% gebruikte de

ramen/deuren als (hulp)middel. Nogmaals dient opgemerkt te worden dat een gebrui-

ker dus niet graag volledig geregeld wordt en graag dus zelf mee kan reageren.

Figuur 6.13: Redenen openen van ramen & deuren

Figuur 6.14: Redenen sluiten ramen & deuren

De redenen voor het openen van ramen en/of deuren zijn voornamelijk de volgende:

frisse lucht, gezondheid, gewoonte, vocht, contact met buiten, weer, regelen tempera-

tuur, huisdieren en activiteiten (Figuur 6.13). Blijkbaar is dus een gezonde, frisse bin-

nenlucht een groot aandachtspunt en tevens een probleem omdat de meeste woningen

geen of een gebrekkig werkend ventilatiesysteem hebben. Bij woningen met ventilatie-

systemen is deze noodzaak tot openen van ramen voor gezonde binnenlucht veel min-

der van belang, maar wel nog steeds van toepassing. Waarom men ramen en deuren

sluit, is vooral om de volgende redenen: weer, veiligheid, verkeersgeluid, overig geluid,

geur van buiten (Figuur 6.14).

0%

20%

40%

60%

80%

100%

A C DVIA SYSTEEM VIA RAMEN/DEUREN VIA BEIDE

0102030405060708090

100

01020304050607080

6 GEBRUIKERSINTERACTIE

Figuur 6.15: Frequentie onderhoud

Bij de vraag over het onderhoud van de componenten van het ventilatiesysteem komt

duidelijk naar voren dat systemen met veel en moeilijk reinigbare onderdelen (buize

stelsel, filters, toevoerroosters

van de ondervraagden met een ventilatiesysteem

sommige componenten

opdeling per type ventilatiesysteem valt af te lezen op

6.3.3.3 Evaluatie ventilatiesysteem

Het derde vragenpakket over de evaluatie van het ventilatiesysteem brengt drie grote

algemene, hinderlijke aspecten van ventilatiesystemen naar boven: lawaai van de vent

lator, tochtverschijnsel en geluid door

guur 6.18). Vooral bij mechanische systemen, en het meest nog bij systeem D

6.18), is er het meest hinde

teem A (slechts zeven in de steekproef!) nogal veel last hebben van een ventilator,

blijkbaar bedoelen ze hiermee de dampkap, die volgens hen teveel lawaai maakt.

resultaten van de hinder bij dro

meer klachten dan systeem C en systeem C op zijn beurt meer dan systeem D. De ve

wachting is dat droge lucht bij systeem D een belangrijk fenomeen (en dus klacht)

vormt. Misschien zijn de zeer positie

van hun ventilatiesysteem (die aan deze steekproef hebben meegewerkt) niet volledig

objectief. Dat bij systeem A en C dat percentage zo hoog ligt, is misschien het gevolg

van de vraagstelling en mogelijkheid

perceptie kan dus misschien afhankelijk van het systeem veranderen: bv. bij systeem D is

dit probleem gekend en zullen de bewoners dit minder als een klacht beschouwen.

Figuur 6.16: Evaluatie (geen) ventilatiesysteem (of)

38%

45%

17%

lawaai ventilator

lawaai toevoer

lawaai doorvoer

onreine lucht

onderhoud van de systeemcomponenten

onderhoud van de componenten van het ventilatiesysteem komt

duidelijk naar voren dat systemen met veel en moeilijk reinigbare onderdelen (buize

stelsel, filters, toevoerroosters...) eigenlijk te weinig onderhouden

raagden met een ventilatiesysteem maakte 1 keer per drie maanden

sommige componenten schoon, 45% maximaal 1 keer per jaar en 17% zelfs nooit. Een

opdeling per type ventilatiesysteem valt af te lezen op Figuur 6.15

Evaluatie ventilatiesysteem


algemene, hinderlijke aspecten van ventilatiesystemen naar boven: lawaai van de vent

htverschijnsel en geluid door de toevoerroosters (Figuur

Vooral bij mechanische systemen, en het meest nog bij systeem D

), is er het meest hinder vast te stellen. Opmerkelijk is ook dat bewoners met sy


blijkbaar bedoelen ze hiermee de dampkap, die volgens hen teveel lawaai maakt.

resultaten van de hinder bij droge lucht is nogal vreemd: systeem A heeft (percentueel)

meer klachten dan systeem C en systeem C op zijn beurt meer dan systeem D. De ve


vormt. Misschien zijn de zeer positief ingestelde personen met systeem D ten opzichte



van de vraagstelling en mogelijkheid tot beantwoording (cijfer tussen een en vijf). De



(geen) ventilatiesysteem (of) A

38% regelmatig

soms

(bijna) nooit

onreine tocht droge lucht

veel hinder

hinder

geen hinder

lawaai ventilator

lawaai toevoer

lawaai doorvoer

onreine

99

onderhoud van de componenten van het ventilatiesysteem komt

duidelijk naar voren dat systemen met veel en moeilijk reinigbare onderdelen (buizen-

onderhouden worden. Slechts 38%

te 1 keer per drie maanden

, 45% maximaal 1 keer per jaar en 17% zelfs nooit. Een

15.


algemene, hinderlijke aspecten van ventilatiesystemen naar boven: lawaai van de venti-

Figuur 6.16; Figuur 6.17; Fi-

Vooral bij mechanische systemen, en het meest nog bij systeem D (Figuur

Opmerkelijk is ook dat bewoners met sys-


blijkbaar bedoelen ze hiermee de dampkap, die volgens hen teveel lawaai maakt. De

ge lucht is nogal vreemd: systeem A heeft (percentueel)

meer klachten dan systeem C en systeem C op zijn beurt meer dan systeem D. De ver-


f ingestelde personen met systeem D ten opzichte



ng (cijfer tussen een en vijf). De



onreine lucht

tocht droge lucht

veel hinder

hinder

geen hinder


Figuur 6.17: Evaluatie ventilatiesysteem C

Figuur 6.18: Evaluatie ventilatiesysteem D

Bij (geen) systeem (A) is er meer tochthinder dan bij de mechanische systemen. Waar-

schijnlijk is dit te wijten aan de oudere, minder luchtdichte woningen waarin dit sys-

teem A zich in bevindt (of geen systeem). Ook zijn er veel klachten bij de evaluatie van

het lawaai door de doorstroomroosters. Waarschijnlijk was deze vraag niet duidelijk

voor die bewoners, aangezien zij waarschijnlijk het concept van een doorstroomope-

ning normaal niet kennen, ofwel zijn de bewoners met een mechanisch ventilatiesys-

teem meer bewust… De grote hinder van onreine lucht bij systeem is opvallend. Dit is

misschien te wijten aan het slechte onderhoud van de componenten van het systeem.

De tochthinder bij systeem D is verrassend hoog. Uit de opgetekende reacties blijkt dit

te wijten zijn aan een slechte opstelling van de toevoeropeningen (en dus niet te wijten

aan een slechte luchtdichtheid van de woning in kwestie).

6.3.3.4 Keuze systeem

Figuur 6.19: Keuzeparameters bij mechanische ventilatiesystemen (C en D) uitgezet in %

Ten slotte worden mechanische ventilatiesystemen gekozen om hoofdzakelijk volgende

4 hoofdredenen: binnenluchtkwaliteit, energiezuinigheid, kostprijs en algemeen com-

fort (Figuur 6.19). De noodzaak tot gezondere woningen komt ook hier naar voren,

afgewogen natuurlijk tegen de gebruikelijke menselijke reactie ten aanzien van de

kostprijs van het systeem zelf en de gerelateerde energetische prestaties om ook de

energiefactuur tot een minimum te beperken.

lawaai ventilator lawaai toevoer lawaai doorvoer onreine lucht tocht droge lucht

veel hinder

hinder

geen hinder

0

20

40

60

80


Figuur 6.20: Aanbevelen aan anderen volgens het type van ventilatiesysteem

Het percentage van de ondervraagden die hun systeem zouden aanbevelen verloopt

van ca. 40% van de mensen zonder systeem of met systeem A, over 61,5% van diegenen

met een continu mechanisch extractiesysteem C, tot 92,3% bij diegenen met systeem D.

Waarom er dan zo’n hoog percentage tevredenen is, zal te maken hebben met de erg

geëngageerde personen die aan deze enquête hebben deelgenomen.

De hoge tevredenheid van systeem D ligt op het vlak van de energiezuinigheid en bin-

nenluchtkwaliteit dat het systeem voorziet. Velen daarvan zijn echter niet volledig te-

vreden, en beseffen dat de grote bouwkundige impact, de onderhoudsplicht en dito

kostprijs, en de continue werking, implicaties in zich houden. Dit kan worden beweerd

uit de verklaringen van de bewoners die hun opmerkingen konden formuleren aan het

einde van de enquête. Van de ondervraagden met een natuurlijk systeem A of een con-

tinu mechanisch extractiesysteem C zijn de meesten van oordeel dat de voordelen van

een zeer ingrijpend systeem D niet opwegen tegen de bovengenoemde nadelen.

6.3.4 Verbanden over de vragenreeksen heen

De correlatie tussen de ligging, het systeem en de optredende hinder kan interessant

zijn (Figuur 6.21, Figuur 6.22). Op basis van deze steekproef kan niet worden besloten

dat de locatie van de woning een invloed heeft op de geurhinder. Wel kan worden ge-

constateerd dat de hinder minder is bij systeem D t.o.v. systeem C en bij C t.o.v. A.

Figuur 6.21: Correlatie tussen locatie woning, ventilatiesysteem en geurhinder in een propere omgeving

Figuur 6.22: Correlatie tussen locatie woning, ventilatiesysteem en geurhinder in een vervuilde omgeving

0%

20%

40%

60%

80%

100%

zonder A C D

NEE

JA

0%

20%

40%

60%

80%

100%

A C D

propere buurt

veel

weinig

geen

0%

20%

40%

60%

80%

100%

A C D

vervuilde buurt

veel

weinig

geen


De correlatie van type rooster (zelfregelend of standaard) t.a.v. de hinder door lawaai

bij toevoerroosters is te zien in Figuur 6.23. Er is geen enkele ondervraagde die veel

hinder heeft bij het zelfregelende toevoerrooster (ZRTO), maar de weinige hinder is wel

percentueel groter dan bij het normale toevoerrooster. Dit kan worden verklaard dat

de perceptie bij zelfregelende toevoerrooster misschien iets strenger is, omdat men dan

een (veel) betere werking verwacht en eist.

Figuur 6.23: Correlatie van het type rooster: zelfregelend ZRTO of standaard TO t.a.v.hinder door lawaai bij toevoerrooster

Aangezien er slechts 4 vragenlijsten werden beantwoord door bewoners met systeem

C+ van Renson, is het onzinnig verbanden te zoeken.

6.3.5 Conclusie onderzoek

(1) Manuele ingrepen op een ventilatiesysteem zoals de regeling van de ventilator

op een lagere stand of het zeer weinig wijzigen van de stand van de toevoer-

roosters. Op vlak van het regelgedrag tussen zelfregelende en normale roosters

is vast te stellen dat bij zelfregelende roosters de noodzaak tot manuele bijre-

geling bijna niet aanwezig is, enkel bij zeer extreme weersomstandigheden

(stormwind, vrieskou…).

(2) Doorstroomopeningen zijn bij systeem A in de helft van de gevallen maar aan-

wezig, bij systeem C ligt dat percentage iets hoger (76,5%) en bij systeem D ten

slotte is dit het hoogste 85%. Bij mechanische ventilatiesystemen wordt er dus

meer aandacht aan de aanwezigheid van doorstroomopeningen besteed, maar

zelfs daar zijn er nog relatief veel bewoners (23,5% bij C en 15% bij D) die deze

niet hebben.

(3) Het raamopeningsgedrag ten aanzien van het gebruik van het ventilatiesys-

teem is een fenomeen dat niet enkele bij woningen zonder systeem voorkomt,

maar ook bij volledige mechanische systemen (D). Het percentage is echter

nogal verschillend: bij systeem A wordt (uit deze steekproef) enkel via beide (=

raam + systeem) geventileerd, bij systeem C driekwart via beide en bij systeem

D minder dan 20%. Voornamelijk het hoge percentage van bewoners die bij

systeem C blijven met beide aanpakken te ventileren is opvallend.

(4) Systeemcomponenten worden niet genoeg schoongemaakt.

(5) Systeem C komt procentueel het meest voor in appartementen, en systeem D

daarentegen bijna niet in appartementen, maar grotendeels in open vrijstaan-

de woningen.

0%

50%

100%

TO ZRTO

geen weinig veel


(6) Zelfregelende roosters hebben nog geen grote penetratiegraad.

(7) Mechanische systemen scoren hoger op vlak van tevredenheid dan natuurlijke

(of geen) systemen.

(8) Bij mechanische ventilatiesystemen zijn de hinderlijke aspecten, zoals lawaai

van de ventilator, tochtverschijnselen en geluid door toevoerroosters, niet te

verwaarlozen.

(9) Uit de keuzecriteria voor een bepaald ventilatiesysteem blijkt dat bij mechani-

sche ventilatiesystemen de behaalde binnenluchtkwaliteit zeer belangrijk

wordt geacht. Dit staat echter in schril contrast met het plaatsen van de ventila-

tor op de laagste stand.

(10) Het onderhoud is bij alle systemen ondermaats.

(11) Sommige resultaten moeten de nodige aandacht aan worden geschonken, om-

dat afhankelijk van het ventilatiesysteem bewoners meer of minder bewust zijn

en dus op een andere manier vragen beantwoorden (minder kritisch of juist kri-

tischer, afhankelijk van de specifieke vraag).

7 CONCLUSIE 104

7

7. D

CONCLUSIE

“De waarheid is een hypothese die geldt tot het tegendeel bewezen is.”

“Wat nieuw is, is zelden waar; wat waar is, is zelden nieuw.” (Engels gezegde)

7.1 Synthese van de studie

Zoals al bleek uit het vooronderzoek, is de optimalisatie van vraaggestuurde extractie-

systemen nog verder mogelijk.

De prestaties van de verschillende geteste systemen werden beoordeeld met behulp van

simulaties door het ventilatiemodel CONTAM. Twee woningtypes werden hierin gemo-

delleerd. De prestaties werden aan drie criteria getoetst:

• Binnenluchtkwaliteit aan de hand van CO2-blootstelling van bewoners

• Convectieve warmtevraag van het gebouw ten gevolge van bewuste ventilatie

gedurende het stookseizoen ( = ventilatieverliezen)

• Efficiëntie van de verwijdering van contaminanten aan de hand van een fictief

traceergas

Uit de simulaties is gebleken dat:

• Zelfregelende toevoerroosters klasse P4 verdere energiebesparing opleveren

t.o.v. klasse P3.

• CO2-regeling van de toevoerroosters een zeer goede techniek is om verder ener-

giebesparing te verwezenlijken: 49.6% winst t.o.v. systeem C bij de woning en

30.5% winst t.o.v. systeem C bij het appartement.

7 CONCLUSIE 105

• Een proportioneel verband tussen de maximum- en minimumopening op basis

van CO2-concentraties blijkt de beste regeling, waarbij het interval van de CO2-

concentraties zo hoog mogelijk moet worden gekozen.

• Vochtregeling van de toevoerroosters een goed (en goedkoper) alternatief

vormt.

• Bij beide toevoerregelingen bij de laagste luchtdichtheid v50 = 0.6m³/(h.m²) een

zeer performante werking vast te stellen is.

• Begrenzing van de terugstroming door het toevoerrooster te vermijden is.

• Reductie van het aantal wat slechts in uiterste gevallen aan te raden is.

• De grootte van doorstroomopeningen een belangrijk punt vormt in de werking

van de gebruikte ventilatiestrategie (met toevoer, doorvoer en afvoer).

• Ondergrenzen van debietkrommen bij vochtregeling vrij zijn.

• Bovengrenzen van debietkrommen belangrijke invloed hebben op energiewinst

(+12% in het appartement en +6% in de woning) en efficiëntie van de verwijde-

ring van contaminanten (-33.4%).

• Hogere regelgrenzen van de relatieve vochtigheidregeling een redelijke ener-

giebesparing kunnen opleveren, zonder dat de efficiëntie van de ventilatie sterk

varieert.

• Hybride afvoerregeling op basis van CO2 een goede techniek is die tot 44.2%

energiebesparing oplevert bij het appartement t.o.v. systeem C en tot 58.5% op-

levert bij de vrijstaande woning.

• Voornamelijk in de woning, percentueel bekeken, de grootste winsten kunnen

worden geboekt.

• De kostenfunctie F3 bij CO2-regeling van de toevoerroosters tot 32,0 euro daalt (-

27.3%), en bij hybride afvoerregeling tot 58,4 euro daalt (-49.8%).

7.2 Perspectieven

Deze scriptie is zeker geen afgewerkt geheel, maar dat kon ook moeilijk anders met de

vele, steeds nieuwe facetten waarmee ik continu werd geconfronteerd. De perspectie-

ven voor verder onderzoek liggen in het kijken naar hoe al deze individuele componen-

ten op de meest intelligent manier kunnen worden gecombineerd met de besluiten uit

het onderzoek naar bewonersgedrag, dat nu los staat van het regelingsproces. Verder

kunnen de verschillende regelingen nog verder worden verfijnd. Vooral de hybride re-

geling moet nog verder worden uitgediept om haar potentieel tot energiebesparing

ten volle te bepalen. Als finale stap kan een experimentele toetsing van de gesimuleer-

de regelstrategieën in bestaande gebouwen gebeuren.

BIJLAGE A

BIJLAGE A:

PLANNEN

Figuur A.1: Vogelperspectief

Figuur A.2: Model appartement in CONTAM

Vogelperspectief modelappartement

appartement in CONTAM

106

BIJLAGE A

Figuur A.3: Plan appartement

Figuur A.4: Model vrijstaande woning

: Plan appartement

vrijstaande woning in CONTAM

107

BIJLAGE B 108

BIJLAGE B

Ventilatie volgens NBN D50-001 [12]:

Figuur A.5: Hygiënische basisventilatie

Figuur A.6: Intensieve ventilatie

BASISVENTILATIE

Zone Oppervlakte Nominaal Debieten op basis van de RTO: P4

[-] [m²] Ventilatiedebiet 4 vereeenvoudigde systemen (bij 2Pa:

toevoer afvoer 52,30m³/h)

l/s m³/h l/s m³/h l/s m³/h MULTIPLIER

01_Livingroom 34.89 34.89 125.60 34.89 125.60 2.40

02_Kitchen 9.10 14.00 50.00 14.00 50.00 0.96

03_Toilet 1.35 7.00 25.00 7.00 25.00 0.48

04_Bathroom 5.40 14.00 50.00 14.00 50.00 0.96

05_Bedroom1 12.81 12.81 46.12 12.81 46.12 0.88

06_Bedroom2 6.40 6.40 23.04 6.40 23.04 0.44

07_Playroom 9.48 9.48 34.13 9.48 34.13 0.65

08_Hall 7.58 7.58 27.29 ventilatie via doorstroomopeningen

TOTAAL 87.01

INTENSIEVE VENTILATIE

Zone Oppervlakte Aantal gevels met Minimale opening Minimale vrije opper-

[-] [m²] opengaande delen (%vloeroppervlakte) vlakte van de open-

gaande delen (m²)

01_Livingroom 34.89 1 6.40 2.23

02_Kitchen 9.10 nvt nvt nvt

03_Toilet 1.35 geen eisen geen eisen geen eisen

04_Bathroom 5.40 geen eisen geen eisen geen eisen

05_Bedroom1 12.81 1 6.40 0.82

06_Bedroom2 6.40 1 6.40 0.41

07_Playroom 9.48 1 6.40 0.61

08_Hall 7.58 geen eisen geen eisen geen eisen

TOTAAL 87.01

BIJLAGE C 109

BIJLAGE C36:

BIJLAGE ALGEMENE PARAMETERS MODEL

De simulaties worden uitgevoerd op twee type woningen: een vrijstaande woning met

hellend dak en een appartement. Hoewel het aandeel van vrijstaande woningen de

laatste jaren lichtjes aan het dalen is, bedraagt het in de periode 1998-2001 volgens ge-

gevens van het NIS nog steeds 42%. Een gelijkaardig resultaat is terug te vinden in de

SENVIVV-studie [59]. Deze twee types woningen vertegenwoordigen dus het grootste

gedeelte van de Belgische woningenmarkt.

Als referentiewoning om het ventilatiesysteem te evalueren met een meerzonemodel is

daarom enerzijds gekozen voor een vrijstaande woning met een hellend dak. De geko-

zen woning is ontworpen in het kader van het EL²EP-project, waar enkele kleine veran-

dering zijn gebeurd. Het referentieappartement werd door mijzelf ontworpen op basis

van statistische gegevens en verkregen plannen van verschillende bouwpromotoren,

waardoor een typische indeling en schikking kon worden vastgesteld.

De ventilatiesystemen, die worden getest, moeten in alle situaties een aanvaardbare

binnenluchtkwaliteit kunnen waarborgen. Daarom is bij open keuzes steeds die optie

genomen waarbij de luchtdoorstroming moeilijker wordt en dus aan de veilige kant

gerekend wordt. In de oorspronkelijke vrijstaande woning is er een open keuken die in

verbinding staat met de leefruimten, waarbij in het definitieve model dan een gesloten

deur is voorzien. Ook bij het appartement werd deze open keuken als gesloten voorge-

steld.

Om de referentiewoning en -appartement conform het statistische gemiddelde volgens

het NIS te ontwikkelen, werden een aantal randvoorwaarden vooropgesteld. Een gezin

van vier leden is als sociologische referentie genomen om de plannen van de verschil-

lende referentiewoningen en -appartementen op te stellen. De keuze voor een gezin

van vier personen vloeit voort statistische gegevens van het NIS over de gemiddelde

grootte van huishoudens in de verschillende types woningen. Nu is de bezetting van

een appartement typisch lager dan die bij een vrijstaande woning, maar omwille van

gemakkelijkere transpositie van de zeer minutieus opgestelde gebruikerspatronen en -

schema’s in het simulatieprogramma werd ook in het referentieappartement voor een

gezin van vier personen gekozen. Nu er toch steeds vergelijkingen worden getrokken

met referentiesystemen voor ventilatie is deze iets grotere bezetting van minder be-

lang.

1 woning

Het betreft een middenklassenwoning met drie slaapkamers, waarvan de grootste

slaapkamer voor de ouders is en de overige twee voor de kinderen. De gebruiksopper-

vlakte van de woningen ligt tussen 100 en 125 m². In 2004 bedroeg de gemiddelde be-

woonbare oppervlakte in woongebouwen 106,1 m². De bruto vloeroppervlakte van de

woningen is gelijk aan 1.4 maal de gebruiksoppervlakte en de verdiepingshoogte, van

vloer tot vloer, bedraagt 2,8 m.

36 Belangrijkste zaken overgenomen uit het vooronderzoek, [69].

BIJLAGE C 110

De vloeroppervlakte en het binnenvolume vallen vrij goed samen met de resultaten van

het onderzoek van FOD Economie – Afdeling Statistiek, zij het dat de woning eerder

aan de kleine kant is. Anderzijds zien we een duidelijke trend naar kleinere woningen

die zich de laatste jaren doorzet. Grondplannen: zie Bijlage A.

Zonei Ti Vi [-] [°C] [m³] Woonkamer 18 83.72 Keuken 18 22.75 Toilet 18 3.38 Badkamer 18 13.50 Slaapkamer 1 18 30.74 Slaapkamer 2 18 15.36 Speelkamer 18 20.50 Hal 18 68.58

Buitenafmetingen Verliesoppervlak 354.81 Wanden 181.68 Dak 94.35 Vloeren 78.78 Buitenvolume 528.70 Compactheid 1.49 Binnenafmetingen Binnenvolume 379.97

Tabel 2: Geometrische kenmerken woning

Tabel 1: Ruimtes in de woning

2 Appartement

Het modelappartement werd opgesteld op basis van plannen gekregen van een tiental

bouwpromotoren van recent gebouwde of te bouwen appartementen in België (Bijlage

A).

Zonei Ti Vi [-] [°C] [m³] Woonkamer 18 90.96 Keuken 18 26.11 Toilet 18 4.31 Badkamer 18 18.29 Slaapkamer 1 18 43.27 Slaapkamer 2 18 46.49 Slaapkamer 3 18 41.54 Speelkamer 18 20.50 Wasplaats 18 19.64 Hal 18 68.58

Tabel 27: ruimtes in het appartement

Tabel 4: geometrie appartement

Buitenafmetingen Verliesoppervlak 214.04 Wanden 40.04 Dak 87.00 Vloeren 87.00 Buitenvolume 296.93 Compactheid 1.39 Binnenafmetingen Binnenvolume 212.09

2.1Luchtdichtheid

2.1.1 Gebouwschil

De luchtdichtheid wordt gesimuleerd door spleten (‘cracks’) in de wanden en het dak

van de woning. Voor elke oppervlak zijn er twee spleten voorzien: één op ¼ van de to-

tale hoogte en de andere op ¾ van de totale hoogte. De wand of het dak wordt dus

opgedeeld in twee banden en de spleten zijn gesitueerd in het midden van elke band.

Deze werkwijze wordt beschreven door het Norwegian Building Research Institute. Ook

de final draft (finale proefversie) van prEN 15242 maakt die verdeling voor de wanden,

maar niet voor het dak. Voor het dak, enkel van toepassing in de vrijstaande woning,

BIJLAGE C 111

wordt er in deze norm slechts één spleet voorzien, ter plaatse van de nok. Andere stu-

dies tonen aan dat twee spleten de realiteit beter benaderen. De norm wil duidelijk het

effect van thermische trek niet onderschatten. Bij de berekeningen komt het er vooral

op aan een vergelijking van verschillende systemen te maken en het is interessanter om

te kiezen voor de meest accurate berekening.

In de simulaties zijn er dus twee spleten per wanddeel (of één spleet per dakdeel) voor-

zien wat overeenkomt met een foutenmarge met de werkelijk optredende debieten

van ca. 6%. Een hogere nauwkeurigheid zou kunnen worden bereikt door vier of acht

spleten, maar de rekentijd zou hierdoor onnodig te hoog oplopen.

Bij de opbouw van het model zijn er slechts twee types spleten: één voor de wanden en

één voor het dak. De vloerplaat wordt als perfect luchtdicht beschouwd. Er wordt ver-

der abstractie gemaakt van de lekken rond ramen, deuren en aansluitingen met andere

bouwcomponenten. Deze lekkage wordt verdeeld over de luchtlekken van de wanden

en het dak. Op basis van resultaten van de SENVIVV-studie zijn een aantal berekenin-

gen uitgevoerd om de verhouding tussen de lekkage van het dak tot de lekkage van de

wanden te bepalen. De invloed van schrijnwerk, aansluitingen, openingen en doorvoe-

ren zal zich vooral laten voelen in het aandeel van de wanden. Uit de berekeningen

volgt dan ook dat de verhouding van de stromingscoëfficiënten van de lekkage door

het dak tot de stromingscoëfficiënten van de lekkage door de wanden gelijk is aan

twee derden. Per vierkante meter zal er dus meer lucht door de wanden stomen dan

door het dak bij een zelfde drukverschil. Die verhouding wordt voor verschillende

luchtdichtheden v50 wel constant gehouden, daar we niet over voldoende gegevens be-

schikken om een verband vast te kunnen leggen hiertussen.

De stromingsexponent n wordt gelijkgesteld aan 0,66: dit is een gewogen gemiddelde

van de hogere coëfficiënten van materialen en de lagere coëfficiënten van openingen

en spleten. Dit wijkt licht af van de waarde die in de final draft van prEN 15242 wordt

voorgesteld, nl. 0,667.

In de EPB-regelgeving wordt de luchtdichtheid van gebouwen uitgedrukt aan de hand

van de v50-waarde, i.e. de gemiddelde luchtvolumestroom per vierkante meter bij een

drukverschil van 50 Pa. Indien er geen meting wordt uitgevoerd, vult men de waarde bij

ontstentenis in, nl. 12 m³/(m²∙h). Deze waarde is afgeleid uit de resultaten van de SEN-

VIVV-studie [59]. Het netto binnenvolume van de woning wordt gebruikt om het venti-

latievoud te berekenen. Om de spleten in de wanden en het dak te berekenen worden

de buitenafmetingen genomen. Om het totale lekdebiet bij een drukverschil van 50 Pa

te bepalen, wordt de som van de verschillende gebouwdelen (muren, dak, vloeren)

vermenigvuldigd met de v50-waarde. Bv. (181.68m² + 94.35 m² + 78.78 m²) ∙ 12 m³/(m²∙h)

= 4257,72 m³/h bij 50 Pa. In het model wordt elke crack in wand en dak vermenigvul-

digd met een weegfactor die refereert aan de oppervlakte die de spleet vertegenwoor-

digt. De som van alle weegfactoren bedraagt bij de vrijstaande woning 276,03m² en bij

het appartement 40,04 m². De oppervlakte van de vloeren wordt daar dus niet bij opge-

teld.

Bij de invoer van de gegevens in CONTAM is het beter om alles om te rekenen naar kg

omdat de berekeningen gebeuren op basis van een massabalans. Ook in de final draft

BIJLAGE C 112

van prEN 15242 wordt geadviseerd om de berekeningen uit te voeren aan de hand van

een massabalans. Ter controle van deze gegevens zijn er computersimulaties uitgevoerd

waarbij een blowerdoor test werd gesimuleerd. De afwijking bij verschillende lucht-

dichtheden is verwaarloosbaar klein.

In tabel 6 ‘Cracks in de gebouwhuid’ van het IWT-verslag [69] is terug te vinden op wel-

ke hoogte de cracks zich bevinden en welk oppervlakte zij representeren. Hieronder is

er een kleine neerslag van die tabel overgenomen ter verduidelijking. Voor het appar-

tement is het aantal cracks veel kleiner en zijn die volledig opgesomd.

ZONE HOOGTE OPP Orient. Zone,i Rel. Abs - - [m] [m] [m²] WANDEN O Woonkamer 0.64 0.64 5.55 O Woonkamer 1.91 1.91 5.55 Z Woonkamer 0.64 0.64 10.46 Z Woonkamer 1.91 1.91 10.46 W Woonkamer 0.64 0.64 2.14 W Woonkamer 1.91 1.91 2.14

Tabel 28: Spleten in gebouwhuid, vrijstaande woning

ZONE HOOGTE OPP Orient. Zone,i Rel. Abs - - [m] [m] [m²] WANDEN O Woonkamer 0.64 0.64 7.77 O Woonkamer 1.91 1.91 7.77 W Slaapkamer1 0.64 0.64 4.83 W Slaapkamer1 1.91 1.91 4.83 W Slaapkamer2 0.64 0.64 2.94 W Slaapkamer2 1.91 1.91 2.94 O Speelkamer 0.64 0.64 4.48 O Speelkamer 1.91 1.91 4.48

Tabel 29: Spleten in de gebouwhuid, appartement

2.1.2 Doorvoeropening(DO)

In het NBN D50-001 wordt bepaald dat er doorvoeropeningen moeten zijn van de leef-

ruimtes (woonkamer, slaapkamer, bureau/speelkamer..) naar de circulatieruimtes en

van de circulatieruimtes naar de ‘natte cellen’. Bij een drukverschil van 2 Pa over de

opening moet een debiet gerealiseerd worden van 25 m³/h (50 m³/h bij DO naar de

keuken). We stellen de stromingsexponenten gelijk aan 0,5 omdat de openingen zeer

groot zijn en dus als perfect laminair kunnen worden beschouwd. De spleten en door-voeropeningen worden gedefinieerd met de eenheden kg/s voor de stromingscoëffici-

ënt omdat dit een constant massadebiet geeft bij een drukverschil, onafhankelijk van

de temperatuur. Voor een debiet van 25 komen we zo tot een stromingscoëfficiënt van

0,00593 kg/s@1 Pa, voor 50 m³/h komt dit dan neer op het dubbele: 0,0119 kg/s@1 Pa.

De openingen zitten 0,2 m boven het vloeroppervlak.

2.2 Intern

Omdat in realiteit er ook een luchtstroom is tussen de verschillende kamers die niet

door de doorvoeropeningen gaat, plaatsen we ook ‘spleten’ intern. Volgende elemen-

ten en aansluitingen geven aanleiding tot luchtstromingen: pleisterwerk, aansluiting,

BIJLAGE C 113

pleisterwerk aan plafond en vloer, aansluiting pleisterwerk aan deur, aansluiting deur-

blad aan deurkader.

Uit de gegevens van de SENVIVV-studie [59] en het AIVC-centrum [45] leiden we af dat

een binnendeur een luchtdoorlaat heeft van 40 m³/h bij een drukverschil van 50 Pa. De

aansluiting van het binnendeurschrijnwerk aan het pleisterwerk heeft een lekverlies

van 1 m³/(h∙m) bij een drukverschil van 50Pa. Samen geeft dit een drukverlies van 45

m³/h bij 50 Pa (deur van ca. 2 x 1 m heeft omtrek 2 + 2 + 1 = 5 m) of dus een stromings-

coëfficiënt van 0.00119544 m³/(s∙Pan) en stromingsexponenten 0,6.

Het pleisterwerk heeft een doorlaat van 1 tot 1,5 m³/(h∙m²) en de aansluiting boven en

onder ongeveer 1m³/(m∙h) bij 50 Pa. Om het aantal spleten beperkt te houden wordt

voor de muur slechts 1 spleet voorzien die ook het effect van de randaansluitingen in

rekening brengt, met een doorlaat van 2 m³/(h∙m²) op de halve hoogte van de binnen-

muur (1,25 m). IN de binnenvloeren worden geen spleten geplaatst om de rekentijd te

beperken; bovendien is dit lekkage relatief klein en moeilijk in te schatten.

2.3 Ventilator

De standaard gebruikte ventilatorkromme is een van het type Renson EX250MC met

een wisselstroommotor. Deze is wel licht aangepast omdat er bij de invoer in CONTAM

wordt gebruik gemaakt van een bicubic spline: in de grafiek van de kromme zijn twee

buigpunten aanwezig en dat is niet toegestane bij deze invoermethode. De aanpassing

is gelukkig uiterst minimaal en heeft geen invloed op de resultaten. De gegevens in

volumedebiet zijn omgerekend naar massadebiet. De cut-off ratio van de ventilator in CONTAM is ingesteld op 0,001, de laagste waarde die kan worden ingegeven in CON-

TAM, omdat dit type ventilator geen cut-off effect veroorzaakt in de drukverdeling van

de uitgaande luchtstroom.

Het ventilatorverbruik kan in rekening worden gebracht in de berekening van het E-

peil in de EPB-berekening. Daarbij zal men de helft nominale vermogen van de elek-

tromotor invullen, rekening houdende met eventuele voorschakelapparatuur, bepaald

volgens NBN EC IEC 60034-1, zoals vastgelegd door de fabrikant, uitgedrukt in Watt. Bij

de berekening van de energiebesparing wordt dus geen rekening gehouden met een

eventueel lager elektriciteitsverbruik door de ventilator.

Er zijn geen meetgegevens beschikbaar over de luchtdichtheid van deze ventilator.

Daarom is er de waarde bij ontstentenis gebruikt die volgens prEN 15242 kan worden

bepaald: 2.5 · J.1�� j3 � 0.0675 l/(s.m²)@1 Pa. Dit komt praktisch neer op een lekdebiet

van 19 l/h bij een drukverschil van 1 Pa.

2.4 Weerfile

In het kader van kwaliteitsbewaking bij gebouwprestatie simulaties, is het duidelijk dat

er aandacht moet worden besteed aan de gebruikte weergegevens. Al in het eerste

onderzoek [69] werd gekozen voor een Test Reference Year van Ukkel37, dat beschik-

baar is voor 156 locaties in Europa, Rusland en Turkije en bij ons het meest gangbaar is.

37 Weather Data Sets for Computer Simulations of solar energy systems and energy consumption in build-ings, CEC

BIJLAGE C 114

De gebruikte gegevens zijn kort samengevat in onderstaande tabel. Er wordt maar 1

referentiejaar gebruikt, net zoals in de standaard EPB berekening gebruikt men slechts

1 klimaat. Bij de berekening van de energieverliezen wordt bovendien enkel rekening

gehouden met de duur van het stookseizoen (1oktober – 15 april), omdat het niet mo-

gelijk is de binnentemperatuur te laten variëren in CONTAM. Het programma staat

geen thermische koppeling toe zoals COMIS wel kan door koppeling aan TRNSYS. Die

binnentemperatuur is natuurlijk bepalen voor de relatieve vochtigheid, en dus ook voor

de afgezogen debieten bij vochtregeling. Indien de binnentemperatuur niet kan bere-

kend worden is het onmogelijk om de bijhorende ventilatiedebieten buiten het stook-

seizoen te bepalen.

T [°C] Vwind [m/s] RV [%] Januari 3.74 3.84 90.9 Februari 3.19 5.09 86.6 Maart 6.63 4.36 82.1 April 9.15 4.68 81.3 Mei 11.93 3.43 77.5 Juni 16.69 3.28 80.0 Juli 16.06 3.20 81.6 Augustus 17.07 3.50 83.1 September 16.14 3.62 80.8 Oktober 10.96 3.63 91.3 November 6.05 3.77 90.7 december 3.10 3.65 91.6

Tabel 30: Samenvatting TRY Ukkel

Bij de simulaties wordt er steeds een opstartperiode van 3 dagen ingelast (28/9 - 30/9).

De vochtbuffering van de woning wordt voorgesteld met een zogeheten ‘source/sink’

model dat enkele dagen tijd nodig heeft om tot een stabiele en realistische hygrosco-

pisch evenwichtstoestand te komen. De gegevens van deze eerste 3 dagen worden ui-

teraard niet gebruik voor de berekening van de energieverliezen of de binnenlucht-

kwaliteit.

2.5 Wind

2.5.1 Terreinruwheid

De invloed van de wind op de infiltratie en de binnenluchtkwaliteit is van bijzonder

groot belang. De lokale windsnelheid gemeten aan het weerstation in Ukkel is opge-

nomen in de gebruikte weerfile (TRY). Die gemeten windsnelheid is gerelateerd aan de

terreinruwheid van de omgeving, die wordt aangeduid met de α-waarde. Aan de hand

van die waarde kan dan berekend worden wat de windsnelheid is op een bepaalde

hoogte.

Code Zbound terrein [-] [m] 0.03 0.149 60 Open 0.07 0.171 60 0.10 0.182 60 Deels open 0.25 0.218 60 Matig open 0.5 0.257 60 Matig dicht

BIJLAGE C 115

1.0 0.313 60 Dicht 2.0 0.377 80 stadscentrum 5.0 0.456 200

Tabel 31: Terreinruwheden en overeenkomstig het type omgeving

2.5.2 Lokale beschutting

Naast de terreinruwheid dient men nog rekening te houden met de lokale beschutting

van de woning en zijn onmiddellijke omgeving. Waar de terreinruwheid vooral infor-

matie geeft op de situatie op een grotere schaal, is de winddrukcoëfficiënt gerelateerd

aan de onmiddellijke omgeving van het gebouw. Die winddrukcoëfficiënt geeft aan

wat de drukverdeling ten gevolge van de wind is op de verschillende muren en dak-

vlakken van een gebouw. Aan de hand van de Cp-waarde (winddrukcoëfficiënt) wordt

de windsnelheid berekend die ene drukverschil over een opening creëert. Het gebruik

van de α-waarde en de Cp-waarde wordt uitvoerig beschreven door het AIVC-centrum [45].

Voor de winddrukcoëfficiënt maken we gebruik van de tabellen van het AIVC-centrum,

waarbij er een uniforme verdeling is over de verschillende tabellen.

Het grondplan van de vrijstaande woning heeft een verhouding van 1,5 op 1. Het

grondplan van het appartement heeft daarentegen een verhouding van 2 op 1.

Nu zijn er drie tabellen beschikbaar voor gebouwen met een verhouding van 1 op 1 en

drie tabellen voor gebouwen met een verhouding van 2 op 1. Voor één bepaalde ver-

houding bestaan re dan 3 tabellen die onderscheid maken tussen de lokale beschutting

van het gebouw. Er werd gekozen voor gemiddelde waarden bij beide type woningen.

Aangezien alle simulaties gedaan worden met gemiddelde parameters zal ook bij de

keuze van de winddrukcoëfficiënten gemiddeld genomen worden.

Tabellen A2.2 en A2.5 werden hiervoor gekozen. Voor de vrijstaande woningen werd

een gewogen gemiddelde genomen tussen verhouding 1 op 1 en 2 op 1. Tabellen A2.1

tot A2.6: winddrukcoëfficiënt in functie van de windrichting zijn terug te vinden in Bij-

lage 5 van het AIVC-handboek [45].

Ook de afvoerpijp van het ventilatiesysteem dient gekoppeld te worden aan een speci-

fieke Cp-waarde. Deze is afhankelijk van de hoogte van de pijp en de positief ten op-

zichte van de nok. In NBN D50-001 worden geen aanbevelingen gegeven voor afvoer-

openingen van mechanische ventilatiesystemen, en in TN44 is niet duidelijk of de gra-

fieken voor die hoogte ook geldig zijn voor mechanische ventilatie [53].

Er wordt uitgegaan van een onderdruk aan het afvoerpunt. Als waarden nemen we die

van de AIVC-tabellen voor daken die steiler zijn dan 30°, waarbij de positieve waardes

worden vervangen door negatieve, zij het met dezelfde getalwaarde. Hieronder staan

bijvoorbeeld die gegevens voor een verhouding 1 op 1 van de afmetingen van het

grondplan. Uit simulaties blijkt dat de invloed van de Cp-waarden voor systeem C op die

BIJLAGE C 116

plaats relatief klein is: er is immers een groot drukverschil door de werking van de ven-

tilator38.

2.6 Bezettingspatroon

2.6.1 Inleiding

Het bezettingspatroon van de woning is waarschijnlijk de parameter met de grootste

invloed op de prestaties van het ventilatiesysteem, in het bijzonder in het geval van een

vraaggestuurd ventilatiesysteem. Een realistisch bezettingspatroon is daarom van groot

belang. In het inleidende IWT-onderzoek [69] is er al een valabel bezettingspatroon

opgesteld. Hier worden enkel de kernpunten overgenomen.

2.6.2 Voorstel

De referentiewoning bevat 3 slaapkamers en het referentieappartement 2 slaapkamers.

In beide gevallen wordt als basis een gezin van 4 personen beschouwd: een koppel met

twee kinderen, die ofwel elk een eigen kamer hebben (woning), ofwel samen slapen

(appartement). Aangezien er meer mannen dan vrouwen werken (56% tegen 40%) en

de mannen veel minder deeltijds werken dan vrouwen (7% tegen 43%), wordt er voor-

gesteld een werkende man en een niet-werkende vrouw te beschouwen. Voor wat de

kinderen ten slotte betreft,s wordt er voorgesteld om één klein kind dat thuis blijft te

beschouwen en één ouder kind dat naar school gaat te beschouwen.

Aangezien er geen Monte-Carlo-analyse wordt uitgevoerd in dit onderzoek, is er dus

maar één vast bezettingspatroon waarmee simulaties worden gedaan. De gemiddelde

grootte van de huishoudens in België in 2001 was volgens het NIS 2.78 voor open wo-

ningen en 1.70 voor appartementen en 3.60 voor open woningen volgens de SENVIVV-

studie en 2.30 voor appartementen. Voor beide woningtypes werd uitgegaan van het

modelgezin met vier gezinsleden, wat vooral voor het appartement een lichte over-

schatting is, maar uiteindelijk weinig relatief verschil uitmaakt, omdat er enkel vergelij-

kingen wordt gemaakt tussen systemen. Een Monte-Carlo-analyse met de juiste verde-

ling van het bezettingspatroon zou natuurlijk de accuraatheid van dit onderzoek nog

kunnen verhogen.

2.7 Raam- en deurgebruik

In de simulaties is er geen rekening gehouden met de invloed van het openen van ra-

men en deuren. De invloed zal in elk geval relatief beperkt zijn omdat er enkel naar het

stookseizoen wordt gekeken, en in die periode worden de ramen weinig geopend39.

Bovendien is het interessant om te kijken naar de eerder negatieve situaties die zich

kunnen voordoen om systemen te evalueren, en deze zullen dus eenduidiger zijn als er

geen raamopeningmodel wordt gehanteerd. Nu kan het kortstondig verluchten van

kamers een niet te verwaarlozen invloed hebben op de binnenluchtkwaliteit en ener-

gieverliezen, maar omdat we niet beschikken over een extensieve studie van raamope-

ningsgedrag in België, zou een raamopeningmodel dus meer onzekerheid introduceren

38 Indien de Cp-waardes van het dakschild worden vergeleken met die specifiek voor uitstekende elementen volgens TN 44 is er een verschil in het totaal afgezogen debiet met grootteorde van 0.06%). Bij een natuur-lijk of hybride systeem is de invloed wel substantieel omdat de drukverschillen kleiner zijn en het effect van de wind daardoor belangrijker wordt. 39 [ERHORN, 1986]

BIJLAGE C 117

in de resultaten. Ook in de final draft van de Europese norm prEN15242 wordt er naar

de nationale normering verwezen voor het gebruik van raamopeningmodellen.

De binnendeuren zijn ook steeds gesloten omdat de ventilatievoorzieningen in alle om-

standigheden een aanvaardbare binnenluchtkwaliteit moeten garanderen. Aangezien

de luchtdoorlatendheid van de binnenwanden en binnendeuren wel in rekening wordt

genomen, is de samenstelling van het model realistisch als men kijkt naar de luchtstro-

men tussen lokalen.

2.8 H2O- en CO2-productie

De CO2-concentratie in de buitenlucht wordt niet gevarieerd en bedraagt constant 350

ppm. Aangezien het onmogelijk is om via een sensor op deze gegevens te kunnen in-

spelen, is een constant concentratieniveau van 350 ppm van geen belang voor dit sys-

teem. Bij de evaluatie van de binnenluchtkwaliteit wordt enkel naar het concentratie-

verschil tussen binnen en buiten gekeken. De absolute concentratie buiten zal dus geen

invloed hebben op de evaluatie van de binnenluchtkwaliteit. Voor elk moment wordt

ook een activiteitsgraad opgegeven, zodat de CO2-productie in functie van het metabo-

lisme kan worden aangepast.

2.8.1 Productie door huishoudelijke activiteiten

In de deterministische benadering is de productie door huishoudelijke activiteiten ge-

koppeld aan de aanwezigheid (bezettingspatroon).

De vochtproductie in de badkamer is volgens de final draft van prCEN 14788 0.5 l/s ge-

durende 10 minuten per douche. Op volgende tijdstippen, gedurende weekdagen, is er

dus een productie van 0.5 l/s:

In de wasplaats naast de keuken (enkel in geval van vrijstaande woning) is er een

vochtproductie door het drogen van kleren. Volgens de final draft van prCEN 14788

bedraagt die vochtproductie 0.06 l/s gedurende 12 h. In de simulaties is die productie

gekoppeld aan het bezettingspatroon, en duurt die gemiddeld 11h05. Om toch dezelf-

de hoeveelheid vocht te hebben, worden de gegevens van de norm omgeschaald. 0.06

l/s * 3600 * 12 h is gelijk aan 0.064963 l/s * 3600 * 11h05. De vochtproductie in de keu-

ken is volgens de final draft van prCEN 14788 als volgt: ’s morgens is er slechts 10 minu-

ten vochtproductie, waarbij er 0.6 l/s wordt geproduceerd; ’s avonds is er een volledige

kookcyclus die 30 minuten duurt, waarbij er drie fasen te onderscheiden zijn in de

vochtproductie:

10 minuten 0.6 l/s 10 minuten 1.0 l/s 10 minuten 1.5 l/s

In de keuken is er ook een dampkap die enkel werkt op de momenten dat er vocht

wordt geproduceerd. De dampkap zuigt bij werking 200 m³/h af.

06:50 – 07:00 07:10 – 07:30 07:30 – 07:40 17:00 – 17:20 21:40 – 22:00 22:25 – 22:35 22:45 – 22:55

BIJLAGE C 118

2.8.2 Productie door personen

Volgens NBN EN ISO 7730 is het metabolisme gelijk aan:

0.8 met als men ligt 1.0 met als men in rust is 1.2 met als men op zijn bureau zit 1.6 met als men staat

De final draft van prCEN 1788 zegt: CO2 ‘awake’ = 16 l/h

BIJLAGE D 119

BIJLAGE D

De verschillende operatoren in CONTAM die worden aangewend om bepaalde acties te

kunnen implementeren zijn:

A_Upper Limit Switch Ë�À�� = ®1, (�A��S > .�9��`( = (�A��B)0, 1�a�� ° B_Lower Limit Switch Ë�À�� = ®1, (�A��S < .�9��`( = (�A��B)0, 1�a�� ° C_Upper Band Switch Ë�À�� = ®1, (�A��S < (�A��B − Ñ1�a¯�Òa`�0, (�A��S > (�A��B ° D_Lower Band Switch Ë�À�� = ®1, (�A��S > (�A��B + Ñ1�a¯�Òa`�0, (�A��S < (�A��B ° E_Upper Limit Control Ë�À�� = (�A��S − (�A��B F_Lower Limit Control Ë�À�� = (�A��B − (�A��S G1_Add, G2_Subtract, G3_Multiply, G4_Divide Ë�À�� = (�A��S + − ∗ / (�A��B H1_Sum, H2_Average Som of gemiddelde van maximaal drie directe invoersignalen I_Absolute value Ë�À�� = 1b�((�A��) J_And Ë�À�� = ®1, (�A��S > 0 ³© (�A��B > 00, 1�a�� ° K_Signal split Signaal kan worden gesplitst in meerdere identieke signalen of hernomen in eenzelfde signaal L_Report a value Rapporteren van gesimuleerde, niet-stationaire signalen. Het is mogelijk om een

BIJLAGE D 120

dergelijk gerapporteerd invoersignaal aan te passen via Gain of Offset aan een wenselijkere eenheid (bv. [kg/kg] * 658150 om naar ppm te komen). Gain Vermenigvuldigen van het invoersignaal Offset Offset waarde op het invoersignaal

M_Constant Constante dat kan gebruikt worden voor verschillende andere operatoren N_Schedule Een schema toepassen op luchtstroompaden, eenvoudige luchtbehandelingsys-temen, invoer- en uitvoeropeningen van eenvoudige luchtbehandelingsystemen of source/sinks. Deze schema’s overschrijden eventueel bestaande schema’s op die elementen. Er is de mogelijk om het invoersignaal te verlengen met een be-paalde tijd, Signal Delay by input. O_Phantom control Referentiesignaal naar een regelelement ergens in het project. P_Sensor Twee types sensoren kunnen worden gedefinieerd: zone/ knooppuntsensor en pad/leidingsensor. Het eerste type sensor kan in een zone of knooppunt volgen-de zaken detecteren: Temperatuur, Contaminant massafractie, Druk of Bezet-ting. Het tweede type sensor kan het luchtstroomdebiet [kg/s] en de drukval [Pa] detecteren. Q_Proportional control Eenvoudige proportionele regelaar waarbij het invoersignaal een foutsignaal is dat typisch een gedetecteerde waarde –schakelpunt is dat via andere regelope-ratoren kan behaald worden (vb. Constant). Het uitvoersignaal is gelimiteerd tot waarden tussen 0 en 1, zodat je de proportionele constante, Kp, hiermee kunt linken. Ë�`A�� = (�A�� ∙ Y0 S1_Minimum, S2_Maximum Maximum of minimum van alle invoersignalen op deze regelknoop op elke tijd-stap.

BIJLAGE E

BIJLAGE E:

ENQUÊTE VENTILATIENQUÊTE VENTILATIE

121

BIJLAGE E 122

BIJLAGE E 123

BIJLAGE E 124

REFERENTIES 125

REFERENTIES

De Pril,P., Natuurlijke ventilatie in woningen, Vakgroep Architectuur & Stedenbouw, Facul-teit ingenieurswetenschappen, Universiteit Gent (2002)

EPB Besluit Bijlage I 2005, Bepalingsmethode van het peil van het primair energieverbruik van woongebouwen (2005)

EPB Besluit Bijlage V 2005, Ventilatievoorzieningen in woongebouwen (2005)

NBN EN 13779:2004 ‘Ventilatie voor niet-residentiële gebouwen - Prestatie-eisen voor ven-tilatie- en kamerbehandelingssystemen’

prCEN/TR 14788 Final Draft – Ventilation for buildings - Design and dimensioning of resi-dential ventilation systems

prEN 15251, Draft 2005. Criteria for the Indoor Environment including thermal, indoor air quality, light and noise

Technische Voorlichting 192 – Ventilatie van woningen – Deel 1 Algemene Principes, WTCB

Technische Voorlichting 203 – Ventilatie van woningen – Deel 2 Uitvoering en prestaties van ventilatiesystemen, WTCB

Vandewalle E., Ontwerp en evaluatie van mechanische ventilatiesystemen in woningen, Vakgroep Architectuur & Stedenbouw, Faculteit ingenieurswetenschappen, Universiteit Gent (2005)

[1] AFSHARI, A., BERSOE, N.C., Humidity as a Control Parameter for Ventilation, Indoor and Built Environment, 12 (2003), 215-216

[2] Alusta productdocumentatie, http://www.alusta.nl/html/downloads/broch_co2.pdf

[3] ANON, A., Ventilation control my measurement of carbon dioxide levels in public enter-tainment buildings, Energy technology support unit AERE Harwell, Oxfordshire (1986)

[4] ASHRAE, Fundamentals Handbook (SI), American Society of Heating, Refrigerarting and Air Conditioning Engineers, Atlanta (2005)

[5] Astma na slechte ventilatie in huis, 18 oktober (2007) http://www2.telegraaf.nl/binnenland/article73231171.ece

[6] AXLEY, J.W., Progress toward a general analytical method for predicting indoor air pollu-tion in buildings, Indoor air quality modeling Phase III Report, NBSIR 88-3814, National bu-reau of standards (1988)

[7] BARBAT, M., Contribution au développement d'un contrôle optimal de la ventilation dans les locaux de grandes dimension, doctoraatsthesis, INSAL, Lyon (2000)

[8] BERGSOE, N.C., On ventilation needs – towards demand controlled ventilation in dwel-lings, Proceedings 21st AIVC Conference, De Haag (2000)

[9] BERNARD, A.M., BLAZY, M., LEMAIRE, M.C., Performance of demand controlled ventila-tion: case study, energy savings and practical rules, Proceedings 21st AIVC conference, De Haag (2000)

[10] BERNARD, A.M., VILLENAVE, J.G., LEMAIRE, M.C., Potential of savings for demand con-trolled (DCV) in office buildings, AIVC 24th conference (2003), 163-166

[11] BIENFAIT, D., MOYE, C., Inhabitant behavior with regard to mechanical ventilation in France, AIVC 7th Conference, Stratford on Avon (1986), 7.1-7.17

[12] BIN, NBN D50-001: Ventilatie voorzieningen in woongebouwen, NIS, Brussels (1991)

[13] BLOMSTERBERG, A., SANDBERG, E. and LÖNNBERG, M., Demand controlled hybrid ventila-tion for cold climates, AIVC 25th Conference, Praag (2004), 135-140

[14] CARPENTER, S.C., Energy and IAQ impacts of CO2--based demand-controlled ventilation, ASHRAE transactions 102 (2) (1996), 80-88

REFERENTIES 126

[15] CORDIER, N., Développement et évaluation des stratégies de contrôle de ventilation appli-quées aux locaux de grandes dimensions, PhD thesis, INSAL, Lyon (2007)

[16] DAVIDGE, B., Demand controlled ventilation systems in office buildings, 12th AIVC Confe-rence, Coventry (1991), 157-171

[17] DE DEAR, R.J., CENA, K., Field study of occupant comfort and office thermal environments in a hot climate, ASHRAE transactions, Annual meeting, Seattle (1999)

[18] DE VRIES, L., Ventilatie oorzaak deel gezondheidsklachten, 17 oktober 2007, http://www.ad.nl/binnenland/article1752321.ece

[19] DONNINI, G., HAGHIGHAT, F., and Hguyen, V.H., Ventilation control of indoor air quality, thermal comfort, and energy conservation by CO2 measurement, 12th AIVC Conference (1991), 311-331

[20] DORER , V. AND WEBER, A., Design parameters for the performance assessment of hybrid residential ventilation systems, AIVC 25th Conference, Praag (2004)

[21] DRIESEN, S., Van gebalanceerde naar hybride ventilatie, Installatiemagazine 6 (2006)

[22] EL MANKIBI, M., MICHEL, P., Hybrid ventilation performance assessment using fitness func-tions, LASH, ENTPE, International Conference (palenc 2005), Santorini (2005), 403-408

[23] EL MANKIBI, M., Ventilation systems management for intermittent occupancy based build-ings, LASH, ENTPE (2003)

[24] EL MANKIBI, M.,CRON, F., MICHEL, P., INARD, C., Control strategies for hybrid ventilation simulations (2003)

[25] EMMERICH S.J., PERSILY A.K., Literature Review on CO2-Based Demand Controlled Ventila-tion, ASHRAE Transactions, Atlanta (1997)

[26] EMMERICH S.J., PERSILY A.K., State-of-the-art review of CO2 demand controlled ventilation – technology and application, NISTIR 6729, Building and Fire Research Laboratory, National Institute of Standards and Technology (2001)

[27] FANGER, P.O., BIENFAIT, D., FITZNER, K., European concerted action: Indoor air quality and its impact on man, Commissie voor de EG, Luxemburg (1992)

[28] FEHLMANN, J., WANNER, H. and ZAMBONI, M., Indoor air quality and energy consumption with demand controlled ventilation in an auditorium, Proceedings 6th Conference on in-door air quality and climate, 5 (1993), 45-50

[29] GABEL, S.D., JANSSEN, J.E.,CHRISTOFFEL, J.O., and SCARBOROUGH, S.E., Carbon dioxide-based ventilation control system demonstration, U.S. Department of Energy, DE-AC79-84BP15102 (1986)

[30] HEISELBERG, P., Ed., Principles of hybrid ventilation, Hybrid Ventilation Centre, Aalborg University, Aalborg, Denemarken (2002)

[31] HENS, H., 3/2a Toegepaste bouwfysica en installaties: Gebouw, energie, verwarming, venti-latie, Acco, Leuven, België (2002)

[32] http://www.energiesparen.be/energieprestatie

[33] HUZE, M.H., MENEBOO, F., and HOFFMANN, J.B., Air quality sensors: a field evaluation, Proceedings of Roomvent ‘94, 2 (1994), 491-501

[34] JACOBS P., DE GIDS W.F and KORNAAT, W., Demand controlled ventilation applicable for any air tightness level and occupancy?, AIVC 25th conference, Praag (2004), 293-301

[35] JANSSENS, A., Bouwfysica 2, Universiteit Gent (2005)

[36] JARDINIER, L., JARDINIER, M., SAVIN, J.L. and SIRET, F., Hygrothermal behavior of humidity controlled air inlet, 23rd AIVC Conference, Washington (2003)

[37] JARDINIER, M. AND BERTHIN, S., RESHYVENT Hybrid demand controlled ventilation system( 2003)

[38] JARDINIER, M., BERTHIN, S., RENSON, P., POLLET, I., LONCOUR, X., HEIJMANS, N. and WOUTERS, P., IC3 - Hybrid demand controlled ventilation system for mild and warm cli-mates: RESHYVENT-project

REFERENTIES 127

[39] JARDINIER, M., Demand Controlled Ventilation: conciliating indoor air quality and energy savings (2006)

[40] JEANNETTE, E. and PHILIPS, T., Designing and Testing Demand Controlled Ventilation Strategies, Architectural Energy Corporation, National Conference on Building Commis-sioning (2006), 1-8

[41] JREIJIRY, D., HUSAUNDEE, A. and INARD, C., Numerical evaluation of hybrid ventilation control strategies, Building Simulation: 9th International IBSPA Conference, Montréal (2005), 483-490

[42] KVISGAARD, B., COLLET, P.F., Occupants’ influence on air change in dwellings, AIVC 7th Conference, Stratford on Avon, AIVC (1986), 4.1-4.10

[43] LEEPHAKPREEDA, T., THITIPATANAPONG, R., GRITTIYACHOT, T. and YUNGCHAREON, V., Occupancy-based control of indoor air ventilation: a theoretical and experimental study, Science Asia, 27 (2001), 279-284

[44] LEVIN, H., Emission Testing and Indoor Air Quality, Proceedings of Indoor Air Quality, Ven-tilation, and Energy Conservation in Buildings, Montréal (1995)

[45] LIDDAMENT M.W., A guide to energy efficient ventilation, Annex V, AIVC, IEA (1996)

[46] LIDDAMENT, M.W., Occupant impact on ventilation (TN53), AIVC, IEA (2001)

[47] MILLET, J.R. and VILLENAVE, J.G., Assessment and description of humidity controlled sys-tem in French residential buildings, CSTB, Frankrijk (2003)

[48] MUMMA, S.A., Is CO2 demand-controlled ventilation the answer, Engineered Systems, 5 (2002), 66-78

[49] OGASAWARA, S., TANIGUCHI, H., and SUKEHIRA, C., Effect of energy conservation by con-trolled ventilation, Energy and buildings 2 (1979), 3-8

[50] OP ‘T VELD, P. AND VAN DER AA, A., EU Reshyvent – interim results (2002)

[51] OP ‘T VELD, P. AND VAN DER AA, A., Reshyvent – A EU cluster project on demand con-trolled hybrid ventilation for residential buildings (2003)

[52] OP ’T VELD, P.J.M., Nieuwe ventilatieconcepten, Puur bouwen, 12 (2004), 20-21

[53] ORME, M., LIDDAMENT, M.W. and WILSON, A., Numerical data for air infiltration & natural ventilation calculations (TN44), AIVC, IEA (1998)

[54] PERSILY, A., MUSSER, A., EMMERICH, S. and TAYLOR, M., Simulations of indoor air quality and ventilation impacts of demand controlled ventilation in commercial and institutional buildings, NISTIR 7042, National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg (2003), 1-50

[55] RAYMER, P.H., User “friendly” residential ventilation system control strategies and effec-tiveness, AIVC 24th Conference (2004), 259-264

[56] Renson, Productinformatie, http://www.renson.be (2008)

[57] ROWE, D., 2003, A study of a mixed mode environment in 25 cellular offices at the univer-sity of Sydney, IJV, 1 (2003)

[58] SCHELL, M. and INT-HOUT, D., Demand Control Ventilation using CO2, ASHRAE Journal, 2 (2001), 18-24

[59] SENVIVV-VLIET, Eindverslag project 930.256, 1995-1997, WTCB, WenK (1998)

[60] SOLDAAT, K., Bewonersgedrag en balansventilatie: de invloed van bewonersgedrag op de effectiviteit van de balansventilatie, Onderzoeksinstituut OTB, Habiforum, Gouda (2007)

[61] SORENSON, B.R., Simulation of a small VAV plant, Proceedings of Indoor air 96, 2 (1996), 199-204

[62] SORENSON, B.R., Demand Controlled Ventilation. A detailed study of energy usage by si-mulation, AIVC 27th, Lyon, 3 (2006), 679-684

[63] STRINDEHAG, O., NORELL, L., and KVARNSTROM, S., Improved indoor air quality by super-vision of the CO2 content, 5th Conference on indoor air quality and climat, 4 (1990), 437-441

REFERENTIES 128

[64] TAKAKI, R., YOSHINO, H., MIHARA, K. and MAATOUK, K., Study on performance evalua-tion of mechanical ventilation system for occupied houses (2005)

[65] TEMPLE, K.A. and HOLTON, J.K. , Energy efficient residential ventilation control, AIVC 24th Conference (2003), 215-222

[66] TISSOT, A. and ARCHENAULT, M., Demand controlled ventilation as efficient means to achieve energy savings in tertiary sector buildings, AIVC 27th Conference, Lyon, 3 (2006), 673-678

[67] TV-uitzending (2007), http://Www.rtl.nl/(vm=/actueel/rtlnieuws/home/)/system/video/html/components/actueel/rtlnieuws/miMedia/2007/week42/do_1930ventilatie.avi_plain.xml

[68] VAN DEN BOSSCHE, N. en JANSSENS, A., Monte Carlo analysis of demand controlled venti-lation systems in residential buildings, Vakgroep Architectuur & Stedenbouw, Faculteit In-genieurswetenschappen, Universiteit Gent (2007)

[69] VAN DEN BOSSCHE, N., JANSSENS, A. en HEIJMANS, N, Vraaggestuurde draadloze ventila-tiesystemen met natuurlijke toevoer voor woongebouwen, Eindrapport, WTCB, Universi-teit Gent, 2007.

[70] VAN DONGEN, J.E.F., Inhabitants’ behavior with respect to ventilation, AIVC 7th Confe-rence Stratford on Avon (1986), 67-90

[71] VAN HOLSTEIJN, R.C.A., Slim en gezond naar EPC van 0,8 met vraaggestuurde ventilatie, Stedebouw & Architectuur, 7 (2005), 8-9

[72] VILLENAVE, J.G., BERNARD, A.M. and LEMAIRE, M.C., Demand controlled ventilation sys-tems: performances of CO2 detection, AIVC 24th Conference (2003), 151-156.

[73] WALTON G. N. and DOLS W.S., CONTAM 2.4b: Userguide and Program Documentation, National Institute of Standards and Technology (2006) http://www.bfrl.nist.gov/IAQanalysis/docs/NISTIR_7251_2006Oct30.pdf

[74] WILLEMS, E.M.M. en WERTWIJN, Y.K., Innovatieve ventilatieconcepten en gelijkwaardig-heid in de EPN, VV+, 3 (2003), 153-157

[75] WILLEMS, E.M.M. en VAN DER AA, A., Gelijkwaardigheidsbeginsel voor ventilatiesystemen, VV+, 3 (2006), 218-223

[76] WILLEMS, E.M.M. en VAN DER AA, A., Hoge luchtkwaliteit en laag energiegebruik, VV+, 11 (2005), 806-811

[77] WILLEMS, L. en JANSSENS, A., Performance prediction of dwelling ventilation with self-regulating air inlets, Vakgroep Architectuur & Stedenbouw, Faculteit ingenieursweten-schappen, Universiteit Gent, AIVC 26th Conference, Brussel, België (2005), 197-202

[78] WOLOSZYN, M., SHEN, J., MORDELET, A. and BRAU, J., Numerical simulations of energy performance of a ventilation system controlled by relative humidity, AIVC 26th Conference, Brussel (2005), 295-300

[79] WYON D.P., The effects of indoor air quality on performance and productivity, Indoor Air 2004, Munksgaard (2004) 92-101

[80] YOSHINO, H. YUN, S. AND NOMURA, A., Performance evaluation of the hybrid ventilation system controlled by a pressure difference sensor (2004)

[81] ZAMBONI, M., BERCHTOLD, O., FILLEUX, C., FEHLMANN, J. and DRANGSHOLT, F., DCV - An application to auditoria, 12th Conference, Coventry (1991), 143-155

FIGUREN 129

FIGUREN

FIGUUR 1.1: DETERMINISTISCHE VERSUS PROBABILISTISCHE BENADERING. ............................................................ 3 FIGUUR 1.2: LUCHTDICHTHEIDSTEST APPARTEMENT, SYSTEEM A, V50 = 3 M³/(H.M²) ............................................. 5 FIGUUR 1.3: WINDDRUKKEN OP EEN GEBOUWSCHIL ......................................................................................... 6 FIGUUR 1.4: INVLOED VAN WINDPROFIEL EN -SNELHEID OP DE LOKALE WINDSNELHEID .......................................... 7 FIGUUR 1.5: DRUKVERSCHILLEN EN LUCHTSTROOMPATROON DOOR EFFECT VAN HET TEMPERATUURVERSCHIL. ......... 7 FIGUUR 1.6: DRUKVERSCHIL DOOR SCHOORSTEENEFFECT TUSSEN TWEE VERTICAAL GELEGEN OPENINGEN ................ 8 FIGUUR 1.7: VENTILATORWERKING .............................................................................................................. 10 FIGUUR 2.1: GETRAPTE CO2-REGELING VAN EEN TOEVOERROOSTER ................................................................. 25 FIGUUR 2.2: PROPORTIONELE CO2-REGELING VAN EEN TOEVOERROOSTER ......................................................... 26 FIGUUR 2.3: EXPONENTIËLE CO2-REGELING VAN EEN TOEVOERROOSTER (1) ...................................................... 27 FIGUUR 2.4: BENADERING VAN DE EXPONENTIËLE FUNCTIE DOOR LIJNSTUKKEN .................................................. 27 FIGUUR 2.5: EXPONENTIËLE CO2-REGELING VAN EEN TOEVOERROOSTER (2) ...................................................... 28 FIGUUR 2.6: EVOLUTIE VAN DE CO2 EN RV GEMETEN IN EEN SLAAPKAMER BEZET DOOR 1 PERSOON, [28] ............ 29 FIGUUR 2.7: VERSCHIL IN ABSOLUTE WAARDEN VAN CO2-CONC. EN AV IN EEN SLAAPKAMER MET 1 PERSOON ...... 29 FIGUUR 2.8: MOLLIERDIAGRAM, DAMPDRUK VS. TEMPERATUUR ...................................................................... 30 FIGUUR 2.9: VARIATIE VAN DE RV VAN DE SENSOR EN IN EEN KAMER, TIJDENS HET STOOKSEIZOEN (1) ................. 31 FIGUUR 2.10: VARIATIE VAN DE RV VAN DE SENSOR EN IN EEN KAMER, TIJDENS HET STOOKSEIZOEN (2) ............... 31 FIGUUR 2.11: GRAFIEK SENSOR- EN BINNENTEMPERATUUR; VERZADIGINGSDAMPDRUK VAN SENSOR EN BINNEN ..... 32 FIGUUR 2.12: BEGRENZING BIJ TERUGSTROMING VAN EEN ZELFREGELEND TOEVOERROOSTER ............................... 33 FIGUUR 2.13: BEGRENZING TOEVOERROOSTER BIJ HEVIGE WIND (>10 M/S) ....................................................... 34 FIGUUR 2.14: BEGRENZING BIJ EXTREME TEMPERATUUR .................................................................................. 34 FIGUUR 2.15: GRONDPLAN VAN HET MODELAPPARTEMENT IN CONTAM ........................................................ 35 FIGUUR 2.16: REGELKROMME VAN DE VOCHTREGELING PH75 IN BADKAMER EN KEUKEN; Q VERSUS RV .............. 36 FIGUUR 2.17: GEVOELIGHEID VAN DE RELATIEVE VOCHTIGHEIDSGRENZEN ......................................................... 36 FIGUUR 2.18: REGELKROMME VOCHTREGELING H50 IN WASPLAATS; Q VERSUS RV ........................................... 37 FIGUUR 2.19: HYBRIDE REGELING VAN DE VENTILATOR OP BASIS VAN TEMPERATUUR ......................................... 39 FIGUUR 2.20: HYBRIDE REGELING VAN DE VENTILATOR OP BASIS VAN RV IN DE NATTE RUIMTES ........................... 40 FIGUUR 2.21: HYBRIDE REGELING VAN DE VENTILATOR OP BASIS VAN CO2-CONCENTRATIEVERSCHIL, MET DB ...... 40 FIGUUR 2.22: HYBRIDE REGELING VAN DE VENTILATOR OP BASIS VAN DEBIETFRACTIE VAN DE AFVOERMONDEN ..... 40 FIGUUR 3.1: NEDERLANDSE NORMERING; LAGE VENTILATIE INDEX ................................................................... 45 FIGUUR 3.2: CUMULATIEVE CO2-NIVEAUS IN PPM.H MET DE GRENS OP 1350 PPM ............................................. 49 FIGUUR 3.3: VERBAND TUSSEN PERCENTAGE ONTEVREDENEN EN HET CO2-CONCENTRATIEVERSCHIL, BRON [86] ..... 50 FIGUUR 4.1: GRAFISCHE LAYOUT VAN HET MODEL EN VERWACHTE UITVOER ...................................................... 56 FIGUUR 4.2: VOCHTREGELING SYSTEEM C+® .................................................................................................. 63 FIGUUR 4.3: STAMBOOMSTRUCTUUR ............................................................................................................ 64 FIGUUR 4.4: GRENZEN RV-REGELING IN BADKAMER EN KEUKEN ...................................................................... 66 FIGUUR 5.1: HERNEMING STAMBOOMSTRUCTUUR (ZIE § 4.3.2) ....................................................................... 73 FIGUUR 6.1: TYPE WONING ......................................................................................................................... 95 FIGUUR 6.2: LOCATIE WONING .................................................................................................................... 95 FIGUUR 6.3: OUDERDOM WONING ............................................................................................................... 95 FIGUUR 6.4: TYPE VENTILATIESYSTEEM ......................................................................................................... 95 FIGUUR 6.5: CORRELATIE SYSTEEM & WONINGTYPE ........................................................................................ 96 FIGUUR 6.6: ZELFREGELEND TOEVOERROOSTER .............................................................................................. 96 FIGUUR 6.7: AFVOER DAMKAP .................................................................................................................... 96 FIGUUR 6.8: TYPE OPEN HAARD ................................................................................................................... 96 FIGUUR 6.9: VENTILATORSTAND IN FUNCTIE VAN TYPE VENTILATIESYSTEEM ....................................................... 96 FIGUUR 6.10: AANWEZIGHEID DOORSTROOMROOSTERS ................................................................................. 97 FIGUUR 6.11: MANUEEL BIJREGELEN VAN DE TOEVOERROOSTERS ..................................................................... 97 FIGUUR 6.12: RELATIE RAAMOPENINGSGEDRAG - VENTILATIESYSTEEM .............................................................. 98

FIGUREN 130

FIGUUR 6.13: REDENEN OPENEN VAN RAMEN & DEUREN ................................................................................ 98 FIGUUR 6.14: REDENEN SLUITEN RAMEN & DEUREN ....................................................................................... 98 FIGUUR 6.15: FREQUENTIE ONDERHOUD VAN DE SYSTEEMCOMPONENTEN ........................................................ 99 FIGUUR 6.16: EVALUATIE (GEEN) VENTILATIESYSTEEM (OF) A .......................................................................... 99 FIGUUR 6.17: EVALUATIE VENTILATIESYSTEEM C .......................................................................................... 100 FIGUUR 6.18: EVALUATIE VENTILATIESYSTEEM D ......................................................................................... 100 FIGUUR 6.19: KEUZEPARAMETERS BIJ MECHANISCHE VENTILATIESYSTEMEN (C EN D) UITGEZET IN % .................. 100 FIGUUR 6.20: AANBEVELEN AAN ANDEREN VOLGENS HET TYPE VAN VENTILATIESYSTEEM .................................. 101 FIGUUR 6.21: CORRELATIE TUSSEN LOCATIE WONING, SYSTEEM EN GEURHINDER IN EEN PROPERE OMGEVING ....... 101 FIGUUR 6.22: CORRELATIE TUSSEN LOCATIE WONING, SYSTEEM EN GEURHINDER IN EEN VERVUILDE OMGEVING .... 101 FIGUUR 6.23: CORRELATIE VAN HET TYPE ROOSTER: ZRTO OF TO T.A.V.LAWAAIHINDER BIJ TOEVOERROOSTER .. 102 FIGUUR A.1: VOGELPERSPECTIEF MODELAPPARTEMENT ................................................................................ 106 FIGUUR A.2: MODEL APPARTEMENT IN CONTAM ...................................................................................... 106 FIGUUR A.3: PLAN APPARTEMENT .............................................................................................................. 107 FIGUUR A.4: MODEL VRIJSTAANDE WONING IN CONTAM ........................................................................... 107 FIGUUR A.5: HYGIËNISCHE BASISVENTILATIE ................................................................................................ 108 FIGUUR A.6: INTENSIEVE VENTILATIE .......................................................................................................... 108

TABELLEN 131

TABELLEN

TABEL 1.1: LUCHTDICHTHEID EN WIJZE VAN VENTILEREN, BRON HENS [21] ......................................................... 6 TABEL 2.1: FRANSE STATISTIEKEN (INSEE), 2003, VOOR DE GEHELE HUIZENMARKT ........................................... 15 TABEL 2.2: ENERGIEBESPARING DOOR VRAAGGESTUURDE VENTILATIE ............................................................... 16 TABEL 2.3: LITERATUUROVERZICHT CO2-GEBASEERDE VRAAGGESTUURDE VENTILATIE ........................................ 18 TABEL 2.4: CRITERIA BIJ KEUZE VAN HET VENTILATIECONCEPT .......................................................................... 22 TABEL 2.5: VENTILATIECONCEPTEN, NBN D50-001 ...................................................................................... 22 TABEL 2.6: VOOR- EN NADELEN VAN HET SYSTEEM A ..................................................................................... 23 TABEL 2.7: VOOR- EN NADELEN VAN HET SYSTEEM C ..................................................................................... 23 TABEL 2.8: VOOR- EN NADELEN VAN HET SYSTEEM D ..................................................................................... 24 TABEL 2.9: OVERZICHTSTABEL VAN DE MOGELIJKE SIMULATIEOPTIES ................................................................ 25 TABEL 2.10: VERBAND SENSOR- EN BINNENTEMPERATUUR; VERZADIGINGSDAMPDRUK VAN SENSOR EN BINNEN ..... 32 TABEL 2.11: STANDAARDDEBIETEN VAN DE VERSCHILLENDE AFVOERMONDEN ................................................... 38 TABEL 3.1: BINNENLUCHTKLASSEN (IDA), [37] ............................................................................................. 44 TABEL 3.2: EVALUATIESTROOK TER BEOORDELING VAN DE GELIJKWAARDIGHEID VAN VENTILATIESYSTEMEN .......... 55 TABEL 4.1: ‘FITTING LOSS COEFFICIENTS’ VAN HET KANALENSTELSEL IN HET APPARTEMENT .................................. 62 TABEL 4.2: ‘FITTING LOSS COEFFICIENTS’ VAN HET KANALENSTELSEL IN DE VRIJSTAANDE WONING ......................... 62 TABEL 4.3: SIMULATIEOPTIES VOOR ALTERNATIEVE, INNOVATIEVE REGELINGEN .................................................. 63 TABEL 5.1: AA / WA .................................................................................................................................. 74 TABEL 5.2: AC / WC ................................................................................................................................... 74 TABEL 5.3: AC+ / WC+ ............................................................................................................................... 74 TABEL 5.4: TOEVOER, CO2, GETRAPT ........................................................................................................... 75 TABEL 5.5: TOEVOER, CO2, PROPORTIONEEL, C3/8 ........................................................................................ 76 TABEL 5.6: TOEVOER, CO2, PROPORTIONEEL, C3/15 ...................................................................................... 76 TABEL 5.7: TOEVOER, CO2, PROPORTIONEEL, C8/15 ...................................................................................... 77 TABEL 5.8: TOEVOER, CO2, EXPONENTIEEL [1], C3/15 ................................................................................... 77 TABEL 5.9: TOEVOER, CO2, EXPONENTIEEL [2], C3/15 ................................................................................... 78 TABEL 5.10: TOEVOER, RV, PROPORTIONEEL, R3/12 ..................................................................................... 78 TABEL 5.11: TOEVOER, DRUKVERSCHIL, TERUGSTROMING ............................................................................... 79 TABEL 5.12: TOEVOER, CO2, PROPORTIONEEL, C3/15, REDUCTIE VAN SENSOREN [A_V1,A_V2] ........................... 80 TABEL 5.13: TOEVOER, CO2, PROPORTIONEEL, C3/15, REDUCTIE VAN SENSOREN [W_V1,W_V2] ......................... 80 TABEL 5.14: DOORVOER, GROOTTE X 0.5 ..................................................................................................... 81 TABEL 5.15: DOORVOER, GROOTTE X 2 ........................................................................................................ 81 TABEL 5.16: AFVOER, RV, PROPORTIONEEL, R3/12, SENSITIVITEIT ONDERGRENS ............................................... 82 TABEL 5.17: AFVOER, RV, PROPORTIONEEL, R3/12, SENSITIVITEIT BOVENGRENS ................................................ 83 TABEL 5.18: AFVOER, RV, PROPORTIONEEL, R3/12, GEVOELIGHEID VAN DE BOVENGRENS .................................. 83 TABEL 5.19: AFVOER, RV, PROPORTIONEEL, BEREIK R 1/3/5 – 10/12/14 [APPARTEMENT] .................................. 84 TABEL 5.20: AFVOER, RV, PROPORTIONEEL, BEREIK R 1/3/5 – 10/12/14 [WONING] .......................................... 84 TABEL 5.21: AFVOER, RV/CO2, PROPORTIONEEL & GRENS, R3/12, GEVOELIGHEID VAN CO2............................... 85 TABEL 5.22: VENTILATOR, CO2, GETRAPT, GRENS & DODE BAND [APPARTEMENT] ............................................. 85 TABEL 5.23: VENTILATOR, CO2, GETRAPT, GRENS & DODE BAND [WONING]...................................................... 86 TABEL 5.24: VENTILATOR, RV, GETRAPT, GRENS & DODE BAND ....................................................................... 87 TABEL 5.25: VENTILATOR, TEMPERATUUR, GETRAPT, GRENS ............................................................................ 87 TABEL 5.26: VENTILATOR, DEBIET, GETRAPT, GRENS [2 VARIATIES] ................................................................... 88

Optimalisatie van concepten voor vraaggestuurde...

Documents

Transcript of Optimalisatie van concepten voor vraaggestuurde...