BO

UW

WE

RE

LD

# 0

7Ve

ntila

tie TNO ventileert scholenvia plafondGoedkoop systeem zonder tocht en geluidhinder

TNO Bouw en Ondergrond heeft een ventila-tieconcept voor scholen ontwikkeld waarbijde ruimte boven het systeemplafond werktals één grote luchtverdeeldoos. Het conceptis vrijwel leidingloos en leent zich ook uitste-kend voor bestaande gebouwen.Tekst: Henk Wind; Foto’s: TNO en Henk Wind

42

1

2 Ve r gelijking r esulter ende binnentemp. bij v ersch. maatr egel en

Tijd (26-08-1964 / 27-08-1964)

00.00 06.00 12.00 18.00

Te m

pera

tuur

(ºC

)

40

35

30

25

20

15

10

5

0 00.00 06.00 12.00 18.00

Buiten

All een zonwering

Basis

Zonwering+ slim spuien+

activering mass a

Zonwering+spuien +ver gr oten

activering massa

Principe v an ver deling en opmenging v an inblaaslucht me t ruimtelucht ov er gehel e plaf ondoppervlak

Ve ntilator

1,80

m

Het klimaat in scholen is volop in discussie. Het komt de leerpres-taties ten goede als de CO2-concentratie onder de 1200 ppm blijften volgens Nederlands en Deens onderzoek liefst zelfs onder de800 ppm. Ventileren is dus noodzaak. Maar in de praktijk blijken ervele bezwaren te zijn, met als gevolg dat het raam toch dicht blijft.Eén reden daarvoor is hinderlijk buitengeluid. Een andere belang-rijke reden is dat ventileren vaak tochtklachten veroorzaakt, metname bij lagere buitentemperaturen. Voorverwarmen van de in te blazen lucht is daarvoor geen structurele oplossing omdat hetdaardoor in het voor- en najaar al snel te warm wordt in het lokaal.TNO Bouw en Ondergrond is daarom aan de slag gegaan met deontwikkeling van een eenvoudig ventilatiesysteem zonder tocht- en geluidklachten. TNO heeft het concept hiervoor ontwikkeld opbasis van theorie en proefopstellingen. Inmiddels is ook een proto-

type ingebouwd op een school in Sliedrecht, waar de directie ver-bouwplannen heeft. Hier worden praktijkmetingen gedaan, met alsreferentie een naastgelegen lokaal. De meetresultaten worden aan-gevuld met een wekelijkse belevingsenquête onder leerlingen enleerkrachten van beide lokalen.

VerdelingBelangrijkste uitgangspunt van het concept is dat de lucht verdeeldover het gehele plafond wordt ingeblazen. Daardoor is een heellage instroomsnelheid te realiseren (wintersituatie ca 0,5 m/s). Uit laboratoriummetingen blijkt dat het mogelijk is om zelfs meteen ondertemperatuur van 20 graden tot tweemaal het door hetBouwbesluit vereiste ventilatieniveau tochtvrij te realiseren. De instromende lucht wordt overigens ook al verwarmd door warmte-

bwe007_42_fris.qxp 28-04-2008 10:51 Pagina 42

BO

UW

WE

RE

LD

# 0

7Ve

ntila

tie

43

transport door het plafond. In Sliedrecht werd bij een buitentempe-ratuur van 0º C een inblaastemperatuur van 9º C gemeten. Door die opwarming halveert de relatieve luchtvochtigheid, waardoor ergeen condensatie kan optreden. Ook de afkoeling van het plafond isgemeten. De temperatuur aan de onderzijde was gelijk aan de nor-male luchttemperatuur in het lokaal op 1,1 meter. Dat betekent dusdat er geen sprake is van oncomfortabele koudestraling.Vanwege het tijdelijke karakter van de maatregelen is in Sliedrechtgekozen om voor de luchttoevoer simpelweg gaten te boren in hetsysteemplafond. Uit onderzoek is gebleken dat de gaten idealiter op een onderlinge afstand van 30 cm zitten, verdeeld over het ge-hele plafond. De onderlinge afstand zorgt ervoor dat er rondom de instromende lucht voldoende warme lucht aanwezig is voor eengoede menging. Daardoor is 40 cm onder het plafond al geen koudelucht meer te voelen. De lucht blijkt zich ook keurig te verdelenover het gehele lokaal.

LeidingloosHet ventilatiesysteem werkt met een CO2-gestuurde toevoerventila-tor. Deze is in het prototype simpelweg ingebouwd in een houtenbox, die de plaats van een raam heeft ingenomen. Met de ventilatorwordt lucht van buitenaf ingeblazen boven het systeemplafond. De houten box is aan de binnenzijde geluiddempend bekleed en isvoorzien van zes geluiddempende slangen van elk ongeveer eenmeter lang. Dit is vooral bedoeld om geluidhinder van de ventilatorte voorkomen, alsmede om storende buitengeluiden tegen te gaan.Volgens onderzoeker Piet Jacobs is het ontbreken van leidingen ookde grote kracht van het systeem. ‘Het systeem werkt met minimaledrukverschillen. Doordat je geen leidingen hebt, hoef je geen grotedruk op te bouwen. Daardoor ook kun je volstaan met een groteventilator die op een heel laag toerental draait en zijn de geluids-productie en het stroomverbruik van het hele systeem minimaal.Sensoren en ventilator verbruiken samen nog geen 10 Watt.’ En uiteraard vertaalt een en ander zich ook terug in lage kosten van apparatuur en aanleg.Als afvoer van ventilatielucht wordt in Sliedrecht gebruik gemaaktvan reguliere raamroosters, zij het wel met suskasten. Ook dezezijn in één geheel ingebouwd op de plek van een bovenraam. In eendefinitieve situatie zouden wellicht overstroomroosters met terug-slagklep kunnen worden geïnstalleerd, waardoor terugstromingwordt voorkomen.

NachtventilatieDoor de grote capaciteit van de toevoerventilator, is het systeemook geschikt voor nachtventilatie in de zomer. Op maximale capaci-teit kan de lucht in het lokaal 13 keer per uur worden ververst. Met voldoende warmteaccumulerend vermogen in het lokaal is hetmogelijk om het lokaal in de zomer enkele graden onder de buiten-temperatuur te houden (mits het ’s nachts voldoende afkoelt). Maar ook overdag kan op temperatuur worden geventileerd. De regelunit is daartoe voorzien van sensoren voor zowel binnen-als buitentemperatuur.

VerwarmingBelangrijk is uiteraard ook de koppeling met het verwarmings-systeem. In Sliedrecht is de centrale verwarming voorzien van eenthermostaatknop, maar die zit op een slecht bereikbare plek achtereen kast en staat op stand 5. Daardoor kan het gebeuren dat deverwarming is ingeschakeld, terwijl het ventilatiesysteem extra

3

1. Bij de pilot in Sliedrecht zijn simpelweg gaten geboord

in het systeemplafond.

2. Lucht wordt binnengehaald en afgevoerd via de gevel.

3. Aan de toevoerunit zitten alleen korte slangen voor

geluiddemping.

Ve r gelijking pr oefl okaal en re fe r enti e

CO

2 (p

pm )

3000

2500

2000

1500

1000

500

0

27-0

1-08

28-0

1-08

29-0

1-08

30-0

1-08

31-0

1-08

01-0

2-08

02-0

2-08

03-0

2-08

Pil ot

Ref er entie

Ref er entie

We kelijkse enquête 'W at vond je v an de lucht in het l okaal? '

Kin

der e

n (%

)

F ris Normaal/geen idee Niet fris/bedompt

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

15-02-08 08-02-08 01-02-08 25-01-08 18-01-08 11-01-08 Dat a

Pil ot

We kelijkse enquête 'W at vond je v an de lucht in het l okaal? '

Kin

der e

n (%

)

F ris Normaal/geen idee Niet fris/bedompt

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

15-02-08 08-02-08 01-02-08 25-01-08 21-01-08 11-01-08 Dat a

bwe007_42_fris.qxp 28-04-2008 10:51 Pagina 43

BO

UW

WE

RE

LD

# 0

7Ve

ntila

tie

44

bijschakelt omdat het een te hoge binnentemperatuur meet. Andersom is die koppeling ook belangrijk. Als er geen mensen inhet lokaal aanwezig zijn (er geen CO2 wordt gemeten) moet in hetstookseizoen de ventilator volledig worden uitgeschakeld en moe-ten de roosters worden gesloten. Daarmee worden ongewenstewarmteverliezen tegengegaan.

Diverse uitvoeringsvormenTNO heeft octrooi op het ventilatieprincipe waarbij de ruimte bovenhet verlaagde plafond werkt als luchtverdeeldoos. De bedoeling isdat marktpartijen onder dit octrooi de verschillende systeemonder-delen gaan produceren en verkopen. Het concept is in principe metalle luchttoe- en afvoersystemen toe te passen. De uitvoeringsvormhangt af van de bouwkundige randvoorwaarden. In het geval vaneen school met alleen begane grond met een plat dak, kan hetvoordelig zijn om de ventilator op het platte dak te monteren. In geval van een lokaal met daarboven een kapconstructie, kan deafvoerlucht collectief via de kap worden afgevoerd om oververhit-ting te voorkomen. In situaties waarin men het gevelbeeld niet wilaantasten, heeft het de voorkeur de toevoerlucht collectief toe tevoeren en per lokaal met overdrukroosters af te voeren. Indien men energiezuinig wil ventileren in het stookseizoen is hetmogelijk om lage druk WTW boven het plafond toe te passen. Al deze mogelijke uitvoeringsvormen moeten voldoende zijn om decreativiteit van adviseurs en architecten te prikkelen.

Meer informatie:TNO Bouw en Ondergrond, ir. Piet Jacobs, www.tno.nl/frisse-schoolStichting Gezond leren? Beter ventileren!, www.gezondleren.nl

4

5

4. Twee bovenramen hebben plaatsgemaakt voor een

toevoer- en afvoersysteem van lucht.

5. Tijdens de proefperiode zijn continu metingen verricht in

het proeflokaal en een naastgelegen referentielokaal.

Diverse systemen op de marktUiteraard spelen ook marktpartijen in op de aandacht voor het binnenklimaat op scholen. De aangeboden oplossingen beginnen eenvoudig met systemen van vraaggestuurde (CO2-geregelde) toevoerroosters, in combinatie met mechani-sche afzuiging.Daarnaast zijn er systemen waarbij de lucht wordt toegevoerd via roosters achter de radiatoren. In de koude periode wordt deinstromende lucht daardoor voorverwarmd. Bij GentleVent is sprake van natuurlijke toevoer, die wordt gecombineerd met mechanische afzuiging. Bij Jaga Oxygen wordt de lucht mechanisch toegevoerd. Climarad gaat nog een stapje verder en integreert luchtafvoermet warmteterugwinning in het systeem. WTW verwarmt instromende lucht en is met name bij een hoog ventilatievoudgunstig voor de energierekening. Behalve met Climarad kan dat ook met WTW-units die per lokaal tegen de gevel kunnenworden bevestigd (KlimaVent) of die op het dak worden geplaatst (diverse leveranciers).

Integraal systeemKlimaatgroep Holland uit Groningen gaat in dit geheel een stapverder en integreert met zijn Scholenconcept alle klimaateisenvan scholen in één systeem. Uitgangspunten zijn niet alleen temperatuur en CO2-gestuurde ventilatie, maar ook energie-zuinigheid en beperking van geluidhinder. Hiertoe is een compleet nieuwe unit ontworpen die boven het

systeemplafond van elk klaslokaal kan worden geplaatst. Het systeem combineert ventilatie met warmteterugwinning enverwarming. In tegenstelling tot andere systemen is de warmte-terugwinning temperatuurgeregeld en werkt die alleen als datzinvol is. De (lucht)verwarming werkt op basis van lage tempera-turen, vanuit een cv-ketel of een warmtepomp. In dat laatstegeval is mechanische koeling ook mogelijk. Met dit systeem kunnen radiatoren vervallen (tenzij sprake is van koudeval dooreen ongeïsoleerde gevel). De ventilator in het systeem is energiezuinig en zeer geluidarm.Door het grote vermogen van de ventilator kan een zeer fijn stof-filter worden toegepast. De lucht wordt met vier inblaaspuntenover het lokaal verdeeld en op één centraal punt afgezogen. Decapaciteit is toereikend om zelfs een CO2-norm van 800 ppm tehalen. In het besturingssysteem kan desgewenst de aansturingvan de zonwering en de verlichtingssterkte worden geïntegreerd.Inmiddels is het systeem anderhalf jaar lang uitvoerig getest ineen school in Stadskanaal. Het wordt nu sinds oktober op demarkt gebracht.

bwe007_42_fris.qxp 28-04-2008 10:51 Pagina 44