Tvvl Magazine Jan 2004 Keukenventilatie

5
H et binnenklimaat in groot- keukens heeft op tal van za- ken invloed. Een Cateraar denkt bij voedsel al snel aan de voor- geschreven temperatuurnormen van de HACCP (Hazard Analysis Critical Control Point). Deze temperaturen verschillen hierbij binnen het keuken- gebied per functionele ruimte. Naast de voedselveiligheid heeft het binnen- klimaat echter ook een grote invloed op de psychische en fysieke beleving van het keukenpersoneel. Het thermi- sche comfort wordt onder andere be- paald door: - de ruimtetemperatuur; - luchtsnelheden; - luchtvochtigheid; - luchtturbulentie. Het thermisch neutrale werkbereik (geen nadelige invloed op de gezond- heid) ligt tussen 17 en 31 °C (bron: Weihe 1987 in WHO1990). De symptomen bij afwijkende temperatu- ren zijn weergegeven in tabel 1. Het binnenklimaat in warme keukens en spoelkeukens vraagt juist extra aan- dacht omdat hier grote hoeveelheden warmte en vocht worden geproduceerd. Bij een slecht ontwerp laat het binnen- klimaat in een grootkeuken daarom gemakkelijk te wensen over. De be- langrijkste klachten handelen over tocht, temperatuur en (lucht)vochtigheid. Daarnaast worden hygiëne en veilig- heid negatief beïnvloed door onge- wenste condensatie van vocht en vet. Het binnenklimaat in de koude keu- kens moet extra kritisch worden bena- derd, omdat er bij de lagere ruimte- temperaturen een veel grotere kans op tocht is. Men kan hier verbetering in brengen door gebruik te maken van het juiste luchttoevoersysteem. Uit maatschappelijk en economisch oogpunt is er alle reden om bij het ont- werpen van grootkeukens goed rekening te houden met het binnenklimaat. Uit cijfers van het UWV blijkt dat de Ho- reca Catering in 2002 met 2,8% op de derde plek staat betreffende de WAO instroom (landelijk gemiddelde 1,3%). Ook het ziekteverzuim in deze branche is bovengemiddeld. ARBEIDSPRODUCTIVITEIT Het binnenklimaat speelt onbewust een belangrijke rol bij de motivatie van het personeel en is mede bepalend voor het personeelsverloop binnen een or- ganisatie. Studies hebben aangetoond dat er een verband bestaat tussen de luchtkwaliteit, het thermische com- fort, de productiviteit en gezondheid. 16 KLIMAATBEHEERSING Het binnenklimaat in grootkeukens en de afgeleide installatie is op tal van zaken van invloed. Hierbij kan men denken aan voedselveiligheid en hygiëne, de psychische en fysieke beleving van het keukenpersoneel, gezondheid, bedrijfsveiligheid, productiviteit, ziekteverzuim, brandveiligheid, investeringskosten, energiegebruik en schoonmaakkosten. Een aantal van deze aspecten komen aan de orde. -door P.S. Bouma* Een goed binnen- klimaat, … ook voor grootkeukens! * Halton BV Nieuwegein << < 17 °C > 31 °C >> hartstilstand hoge bloeddruk lage bloeddruk hartstilstand attack onderkoeling oververwarming hartfalen infecties luchtwegen hoge hartslag warmteattack astma geen eetlust overactief zweten versnelde hartslag uitdroging suf suf onrustig vermoeid slecht reactievermogen apathie depressief snel geïrriteerd slechte concentratie slecht geheugen Gezondheidseffecten bij een niet neutraal binnenklimaat. -TABEL 1-

description

Artikel Grootkeukenventilatie

Transcript of Tvvl Magazine Jan 2004 Keukenventilatie

Page 1: Tvvl Magazine Jan 2004 Keukenventilatie

Het binnenklimaat in groot-keukens heeft op tal van za-ken invloed. Een Cateraar

denkt bij voedsel al snel aan de voor-geschreven temperatuurnormen vande HACCP (Hazard Analysis CriticalControl Point). Deze temperaturenverschillen hierbij binnen het keuken-gebied per functionele ruimte. Naastde voedselveiligheid heeft het binnen-klimaat echter ook een grote invloedop de psychische en fysieke belevingvan het keukenpersoneel. Het thermi-

sche comfort wordt onder andere be-paald door:- de ruimtetemperatuur;- luchtsnelheden;- luchtvochtigheid;- luchtturbulentie.

Het thermisch neutrale werkbereik(geen nadelige invloed op de gezond-heid) ligt tussen 17 en 31 °C (bron:Weihe 1987 in WHO1990). Desymptomen bij afwijkende temperatu-ren zijn weergegeven in tabel 1.

Het binnenklimaat in warme keukensen spoelkeukens vraagt juist extra aan-dacht omdat hier grote hoeveelhedenwarmte en vocht worden geproduceerd.Bij een slecht ontwerp laat het binnen-klimaat in een grootkeuken daaromgemakkelijk te wensen over. De be-langrijkste klachten handelen over tocht,temperatuur en (lucht)vochtigheid.Daarnaast worden hygiëne en veilig-heid negatief beïnvloed door onge-wenste condensatie van vocht en vet.

Het binnenklimaat in de koude keu-kens moet extra kritisch worden bena-derd, omdat er bij de lagere ruimte-temperaturen een veel grotere kans optocht is. Men kan hier verbetering inbrengen door gebruik te maken vanhet juiste luchttoevoersysteem.

Uit maatschappelijk en economischoogpunt is er alle reden om bij het ont-werpen van grootkeukens goed rekeningte houden met het binnenklimaat. Uitcijfers van het UWV blijkt dat de Ho-reca Catering in 2002 met 2,8% op dederde plek staat betreffende de WAOinstroom (landelijk gemiddelde 1,3%).Ook het ziekteverzuim in deze brancheis bovengemiddeld.

ARBEIDSPRODUCTIVITEITHet binnenklimaat speelt onbewust eenbelangrijke rol bij de motivatie van hetpersoneel en is mede bepalend voorhet personeelsverloop binnen een or-ganisatie. Studies hebben aangetoonddat er een verband bestaat tussen deluchtkwaliteit, het thermische com-fort, de productiviteit en gezondheid.

16 KLIMAATBEHEERSING

Het binnenklimaat in grootkeukens en de afgeleide installatie isop tal van zaken van invloed. Hierbij kan men denken aanvoedselveiligheid en hygiëne, de psychische en fysieke beleving vanhet keukenpersoneel, gezondheid, bedrijfsveiligheid, productiviteit,ziekteverzuim, brandveiligheid, investeringskosten, energiegebruiken schoonmaakkosten. Een aantal van deze aspecten komen aande orde.

-door P.S. Bouma*

Een goed binnen-klimaat, … ook voor

grootkeukens!

* Halton BV Nieuwegein

<< < 17 °C > 31 °C >>

hartstilstand hoge bloeddruk lage bloeddruk hartstilstand

attack onderkoeling oververwarming hartfalen

infecties luchtwegen hoge hartslag warmteattack

astma geen eetlust

overactief zweten

versnelde hartslag uitdroging

suf suf

onrustig vermoeid

slecht reactievermogen apathie

depressief snel geïrriteerd

slechte concentratie

slecht geheugen

Gezondheidseffecten bij een niet neutraal binnenklimaat.

-TABEL 1-

Page 2: Tvvl Magazine Jan 2004 Keukenventilatie

In een situatie waarin het menselijkelichaam moeite heeft haar ‘thermischebalans’ te handhaven, beïnvloedenwarmte en koude het functionering-en prestatievermogen van een persoon.Als het in een keuken erg warm is zalde oppervlaktetemperatuur van de huidtoenemen. Boven een oppervlaktetem-peratuur van 34 graden begint hetmenselijke lichaam overvloedig te zwe-ten. Veel mensen zijn op dat momentgeneigd het iets rustiger aan te doenwaarmee de productiviteit afneemt. Ophet moment dat men zich gaat ont-spannen, om warmte en transpiratiekwijt te raken, neemt het concentra-tievermogen en de waakzaamheid af.Hierdoor stijgt het risico op bedrijfs-ongevallen.

Dit model geeft weer dat indien detemperatuur 5 °C stijgt boven de ther-misch neutrale conditie van 23 °C deproductiviteit met 28% daalt. Demeest ideale temperatuur ligt rond de22 °C wanneer de omgeving enigszinskoel aanvoelt. Bij de maximum tem-peratuur van 26 °C is het productivi-teitsverlies reeds 16%.

TECHNISCH ONTWERPBij het technische ontwerp wordt ineerste instantie scherp gekeken naar deinvesteringskosten. Tijdens het gebruikvan de keuken heeft men echter ook temaken met de operationele kosten.Deze worden in grote mate bepaalddoor het oorspronkelijke ontwerp enhet investeringsbudget. Bij het bepalenvan het investeringsbudget kan mende volgende stelregel hanteren;

Een slechte installatie is een kostenpost.Een goede installatie is een investering(verdient zichzelf terug).

Het is daarom verstandig om in hettechnische ontwerp eisen vast te leg-gen over:- energiegebruik van apparatuur en

installaties;- thermisch comfort (indirect van

invloed op de arbeidsproductiviteit);- hygiëne (concentraties in de ruimte-

lucht en condensatie op de werkvloerzijn indirect van invloed op de ge-zondheid en de schoonmaakkosten);

- (brand)veiligheid in het gebouw.

Een goede en tijdige samenwerkingbinnen het projectteam bevorderen

het uiteindelijke resultaat. Tevens is hetbelangrijk dat men de ontwerptakenjuist verdeeld. Zo kan men kan zichterecht afvragen wie de meest geschiktepartner is voor het ventilatieontwerp.De basis van dit ontwerp – de afzui-ging – wordt veelal bepaald door deleverancier van de keukenapparatuur.Met als gevolg dat het afzuigvolumevaak te hoog (aan de veilige kant) wordtgeschat. Vervolgens wordt een installa-tieadviseur of installateur ingeschakeldvoor een aanvullend luchttoevoerplan.Hiermee verkrijgt men géén geïnte-greerd ontwerp. Weinig mensen besef-fen dat een goed ventilatieplan hier- meejuist samenvalt. De effectiviteit vanventilatie wordt namelijk sterk beïn-vloed door de combinatie van hetluchtafzuig- en toevoersysteem.

VentilatievoudHet gebruik van richtlijnen wordt af-geraden. De meest geschikte methodeis, op basis van de opgestelde keuken-apparatuur, de juiste hoeveelheid venti-latielucht te berekenen.

ToevoersysteemDe warmte en diverse concentraties in de ruimte verzamelen zich meestalonder het plafond. Bij de toepassingvan een mengventilatiesysteem wordendeze dan opnieuw de ‘leefzone’ inge-blazen. Dit is bij laaginducerende in-blaasroosters veel minder het geval.Het risico op tocht is bij het gebruikvan verdringingsroosters ook veel lager.

Indien men verdringingsroosters opvloerniveau positioneert verkrijgt meneen aanzienlijk lager concentratie-niveau in de ademzone. Het voordeelvan verdringingsroosters in het plafond(of in de voorzijde van de afzuigkap) isdat men vloeroppervlak bespaart eneen kleinere temperatuursgradiënt ver-krijgt. Door toepassing van instelbarenozzle’s onder de voorzijde van deafzuigkap kan men het persoonlijkecomfort in de nabijheid van zwarewarmtelasten verbeteren.

AfzuigsysteemAfzuigsystemen kunnen op verschil-lende manieren worden ingedeeld . Zokan men onderscheid maken tussenafzuigplafonds en afzuigkappen. Insommige gevallen heeft men om esthe-tische redenen een voorkeur voor eenplafond. De plafondsystemen zijn goedtoepasbaar voor keukenapparatuur diehoofdzakelijk stoom produceren maarminder geschikt voor zware keuken-apparatuur die vet gebruiken (bijvoor-beeld friteuses). Bij toepassing van eenkeukenplafond zal de verontreinigingin de ruimte altijd hoger zijn dan bijeen afzuigkap, omdat een kap eenbufferfunctie heeft.

Afzuigkappen kan men in de volgendesystemen verdelen:- traditionele kap (alleen afzuig);- inductie- of kortsluitkap (50% sup-

pletie);- vangluchtkap (10% suppletie).

17TVVL magazine 1/2004

De productiviteit is dus afhankelijk van de thermische condities. Als de ruimte-temperatuur toeneemt, daalt de productiviteit. Het is mogelijk de productiviteitsdaling

te schatten aan de hand van een model voor kantooromgevingen.

FIGUUR 1-

Pro

duct

ivitei

t (%

)

Page 3: Tvvl Magazine Jan 2004 Keukenventilatie

Bij alle afzuigkappen moet men vol-doende overlap behouden ten opzichtevan de keukenapparatuur. Voor eengoede werking is het gebruikelijk eenoverlap van 30 cm te hanteren. Voorapparatuur met een te openen front(bijvoorbeeld combisteamers) kan menbeter uitgaan van 60 cm overlap.

AfzuigdebietDe luchthoeveelheid die een kap moetafzuigen wordt volgens de VDI 2052-1999 norm als volgt bepaald: Het basisvolume (BV) wordt bepaalddoor de opgaande warme luchtstroom(m3/h) direct boven de keukenappara-tuur. Deze opgaande luchtstroom heeft eendivergerend (verbredend) karakter.Het volume van de opgaande lucht-stroom neemt toe door de vermengingmet de aanwezige ruimtelucht. Dezemenging wordt in grote mate bepaalddoor het specifieke luchttoevoersysteemin de keuken. Het basisvolume BVdient daartoe te worden vermenigvul-digd met factor a uit onderstaande ta-bel. Het intredevolume (IV) in de kapis dan:

IV = BV * a (m3/h) (1)

Om een juiste balans in de afzuigkapte verkrijgen moeten de ingaande

luchtstromen gelijk zijn aan de uit-gaande. Indien men, als bij afzuigsys-teem 2 en 3, ook nog suppletielucht(SV) binnen in de kap toevoert, dientdeze luchthoeveelheid worden gesom-meerd om het uiteindelijke afzuigvo-lume (AV) te bepalen;

AV = IV + SV (m3/h) (2)

Aan de hand van formule 2 wordt dui-delijk dat het geen zin heeft om groteluchthoeveelheden binnen in de kap inte blazen. Een grote suppletiestroomzal tevens de opgaande warme lucht-stroom te veel verstoren en daarmeelekverliezen uit de kap veroorzaken.Dit blijkt onder andere uit onafhanke-lijk onderzoek van Electricité de France.

Uit dit onderzoek blijkt tevens dat hetvangluchtsysteem de lekverliezen ver-laagt ten opzichte van het traditionelesysteem. Dit komt omdat de poten-tiële lekstroom onder de voorzijde vande kap met een kleine lucht-stuur-stroom terug naar de filters wordt ge-bracht. Het Capture Jet® vanglucht-systeem is in de jaren ‘80 door Halton

ontwikkeld. De doelstelling van ditsysteem is om het afzuigvolume zoda-nig te verlagen dat er in de praktijknet geen lekverliezen ontstaan. Tenopzichte van een traditionele kap kaneen vangluchtkap goed functioneren

18 KLIMAATBEHEERSING

Onvoldoende overlap.

-FIGUUR 2-

Luchttoevoersysteem Vermenigvuldigingsfactor a

Mengventilatie

Wandroosters 1,25

Plafondroosters 1,20

Verdringingsventilatie

Vanuit het plafond 1,10

Vanaf de vloer 1,05

Luchtbalans in de kap

-FIGUUR 3-

Warmteverliezen (Watt) naar de keuken van diverse afzuigsystemen(bron EDF: Electricité de France).

-FIGUUR 4-

Warm

teve

rlie

s (

Watt

)

Page 4: Tvvl Magazine Jan 2004 Keukenventilatie

met een afzuigvolume wat gemiddeld35 % lager is.Het principe van de inductiekap gaatuit van de gedachte dat lucht die bin-nen in de kap wordt ingeblazen directwordt afgezogen en niet behoeft teworden verwarmd of gekoeld. Dit sys-teem komt oorspronkelijk uit de VS(short circuit system) en wordt daar,mede door de ASHRAE norm (Appli-cations handbook 1999), niet meerondersteund. Een inductiekap met eenafzuigvolume gelijk aan IV kan alleenbij deellast functioneren omdat het bijvollast op het intredevolume ‘discrimi-neert’ .

ONTWERPEISEN THERMISCHCOMFORTDe comfortnorm NPR CR 1752 maaktonderscheid tussen diverse comfort-klassen. Voor een grootkeuken zoumen zich bijvoorbeeld kunnen richtenop klasse C. Omdat een grootkeukenbehoorlijk verschilt van een kantoor-omgeving, zou je de comfortbelevingin een ander perspectief mogen zetten.In Finland is recentelijk, in opdrachtvan het TEKES (Technology Develop-ment Centre of Finland), onderzoekverricht naar geschikte comfortdoel-stellingen voor grootkeukens.Men maakt hierbij onderscheid inklasse Sk1, Sk2 en Sk3. Sk1 staat voor‘uitstekend’, Sk2 staat voor ‘goed’ enSk3 voldoet aan de ‘minimumeis’ vande Finse overheid. De doelstellingenvan iedere klasse zijn weergegeven inde volgende tabel. Hierbij wordt on-derscheid gemaakt tussen een warmekeuken en een spoelkeuken. De resul-taten zijn gebaseerd op onderzoek, eennationale enquête en metingen ingrootkeukens.

RegelingIn Sk1 is de doelstelling een regelingper werkplek(zone). Hierdoor kunnenmeerdere regelingen per ruimte nood-zakelijk zijn. Dit is afhankelijk van delay-out. Sk2 gaat uit van een regelingper ruimte.

NIEUWE TECHNIEKENOm een indruk te krijgen van de wer-king van deze afzuigsystemen zijn ereen aantal nieuwe gereedschappen be-schikbaar. Door CFD-softwarepro-gramma’s (Computational Fluid Dy-namics) kan men een luchtstromings-patroon berekenen van een keuken-

opstelling.Om deze theoretische output op waardete schatten kan men bijvoorbeeld ge-bruik maken van de nieuwe ‘Schlieren’techniek. Hierbij wordt met een spe-ciale camera een thermische opnamegemaakt, waarbij de luchtdichtheidzichtbaar wordt.Door deze technieken frequent toe te

passen krijgt men meer ‘gevoel’ met detechniek en kan men het afzuig- entoevoersysteem verder optimaliseren.Deze technieken zijn daarom uiter-mate geschikt voor de ontwikkelingvan energiezuinige keukenventilatie-systemen die bovendien bijdragen aaneen comfortabel en productief binnen-klimaat.

19TVVL magazine 1/2004

Eenheid Sk1 Sk2 Sk3

Warme keuken

Ruimtetemperatuur winter °C 19-21 19-21 19-22

Ruimtetemperatuur zomer 1) °C 19-23 19-25 19-28

Regelbaarheid ruimtetemperatuur °C ± 2 ± 2 -

Verticale temperatuursgradiënt °C/m <2 <3 <4

Stralings asymmetry °C <10 <20 <30

Luchtvochtigheid % <70 <70 <70

Maximum luchtsnelheid m/s

Spoelkeuken

Ruimtetemperatuur winter °C 18-20 18-20 18-21

Ruimtetemperatuur zomer 1) °C 18-22 18-24 18-28

Regelbaarheid ruimtetemperatuur °C ± 2 ± 2 -

Verticale temperatuursgradiënt °C/m <2 <2 <3

Stralings asymmetry °C <5 <10 <15

Luchtvochtigheid % <70 <70 <70

Maximum luchtsnelheid m/s

Voorgestelde comfortklassen volgens het TEKES rapport.

-TABEL 2-

Klasse

0,20 of onderstaande grafiek

0,20 of onderstaande grafiek

1) nb: bij buitencondities van 25 °C en 60 % luchtvochtigheid.

Maximale luchtsnelheid (gemiddeld)

-FIGUUR 5-

Luch

tsnel

hei

d

(m

/s)

Ruimtetemperatuur (m/s)

18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

Page 5: Tvvl Magazine Jan 2004 Keukenventilatie

LITERATUURLIJST:1.VDI 2052-1999; Verein Deutscher

Ingenieure,2.Applications handbook 1999;

ASHRAE 3.Luchtbehandeling speciale ruimten-

Grootkeukenventilatie 2003; TVVL4.EDF-HE 12/95/044, 1995, Electric

appliances and building technologies;

EDF5.Design of good indoor climate in com-

mercial kitchens 20031); TEKES 6.Kitchen design guide 2002; Halton

1) Dit studieproject is uitgevoerd insamenwerking met adviesbureau OlofGranlund Oy, het Work Efficiency In-stitute, het Technisch Research Centre

van Finland, Amica Oy , Hackman-Metos Oy Ab, Oy Halton Group Ltd,het ministerie van Defensie. De finan-ciering komt van TEKES (The Tech-nology Development Centre of Finland,het Finse Work Environment Funden het Finse ministerie van financiën.

20 KLIMAATBEHEERSING

CFD simulatie verschillende afzuigsystemen.

-FIGUUR 6-

CFD-simulatie verdringingsysteem in een keuken.

-FIGUUR 8-

‘Schlieren’ (thermische opname).

-FIGUUR 7-