Hoofdstuk 1 - Berekenen van de warmteverliezen

Document Sample
Hoofdstuk 1 - Berekenen van de warmteverliezen Powered By Docstoc
					 Karel de Grote – Hogeschool
 Katholieke Hogeschool Antwerpen
 Departement Industriële Wetenschappen en Technologie
 Campus HOBOKEN




Ontwerp van de verwarmingsinstallatie
    van een polyvalente ruimte.

                                                                      DESMET An


                                        Proefschrift tot het behalen van de titel van
                                      Industrieel Ingenieur in de elektromechanica
                                                                optie automatisering




                                                          academiejaar 2003-2004


                                                                                   1
                                  Voorwoord

In de eerste plaats wil ik Mijnheer Herssens bedanken van het dagcentrum, omdat
hij opnieuw de moeite heeft genomen en tijd heeft vrijgemaakt om mij een weg te
wijzen in de uitbreiding en steeds op al mijn vragen te antwoorden. Verder dank ik
ook graag mijn promotor Mr. Janssen.

Ondanks de beperkte tijd, heb ik getracht zoveel mogelijk informatie te bundelen en
de verwarmingsinstallatie van de polyvalente ruimte zo goed mogelijk te ontwerpen.



                                                                    augustus 2004


                                                                       DESMET An




                                                                                 2
                           Opdrachtsomschrijving


   Berekenen van de warmteverliezen

   Selectie van de belangrijkste elementen
        Ketel
        Warmtelichamen
        Expansievat
        Dimensioneren van de leidingen
        Pompkeuze




                                                       Mr. J. Herssens

                                                   v.z.w. Klein Brabant
                                                       Achterhoefweg 37
                                                          2870 PUURS




                                                                     3
            Hoofdstuk 1 - Berekenen van de warmteverliezen

1.1       Inleiding

Met een warmteverliesberekening van elke ruimte in een gebouw bepalen we het te
installeren vermogen van de verwarmingslichamen.

Het bepalen van de genormaliseerde warmteverliezen geschiedt volgens de methode
uit de Belgische norm NBN B 62-003. De basisformule hierin is:

                             n = (t+v).(1+Mo+Mcw) [W]

De totale genormaliseerde warmteverliezen n van een ruimte kunnen we dus
opsplitsen in 3 delen:
       1. de transmissieverliezen t [W]
       2. de ventilatieverliezen v [W]
       3. de toeslagfactor voor oriëntatie Mo [-] en niet-gecompenseerde koude
          wanden Mcw [-]

Deze methode wordt gebruikt in geval van continue verwarming. In het dagcentrum
wordt elke avond de temperatuur verlaagd. We spreken dan van een continue
verwarming met nachtverlaging.

Een periodieke verwarming geldt bijvoorbeeld voor gebouwen waarbij de verwarming
regelmatig verlaagd of onderbroken wordt. Bijvoorbeeld een school waarbij de
verwarming in de vakantieperiodes wordt uitgeschakeld.


1.2       Transmissieverlies van een ruimte t

1.2.1. Warmtedoorgangscoëfficiënt k bepalen

De warmtedoorgangscoëfficiënt van een wand worden gedefinieerd als het inverse
van de totale warmteweerstand van die wand.
De zogenaamde k-waarde1 van een wand tussen 2 omgevingen heeft ook een
fysische betekenis: zij drukt uit hoeveel warmte er per m² en per seconde doorheen
deze wand stroomt van de ene omgeving naar de andere indien het
temperatuurverschil tussen beide omgevingen 1°C bedraagt.




1
    Het symbool k wordt vervangen door het symbool U in de Europese norm NEN 1068.


                                                                                     4
1.2.2. Resultaten k-waarden

De k-waarden worden berekend via een programma. Wanneer de dikte van de
gebruikte materialen en hun warmtegeleidingscoëfficiënt  gekend zijn, berekent het
programma de thermische weerstand:

                          R = d/             [m²K/W]

De k-waarde wordt gevonden door de totale weerstand uit te rekenen en te
inverteren.

                          k = /R             [W/m² K]




       Berekening k-waarde van wand
                                                   dikte      lambda      thermische
     vloer volle grond                                                    weerstand
          materiaal                                  m         W/mK        m²K/W



     zand gemengd met cement (100kg/m³)               0,250       1,500       0,167
     PE-folie                                         0,002       0,040       0,050
     gewoon beton gewapend (2400 kg/m³)               0,150       1,700       0,088
     polyurethaanschuim ( = PUR-schuim)               0,070       0,028       2,500
     PE-folie                                         0,002       0,040       0,050
     chape (1800...2200kg/m³ NBN)                     0,060       1,300       0,046
     beplanking (Rood Noors grenen)                   0,002       0,286       0,006
     alfa I , Fluxzin neerwaarts                                              0,167

                                                                       + -----------
                               Totale thermische weerstand v.d. wand =       3,074



       k-waarde van wand =                        0,33 W/m²K




                                                                                       5
  Berekening k-waarde van wand
                                                 dikte      lambda thermische
vloer eerste verdieping                                                 weerstand
      materiaal                                    m        W/m²K         m²K/W



alfa I , Fluxzin opwaarts                                                    0,125
brettsperrholz (3 lagen)                            0,06        0,14         0,407
akoestische vloerisolatie - bitumenkurkvilt         0,01        0,05         0,200
OSB - plaat                                         0,02        0,28         0,064
beplanking (Rood Noors grenen)                      0,02        0,29         0,062
alfa I , Fluxzin neerwaarts                                                  0,167

                                                                        + ----------
                              Totale thermische weerstand v.d. wand =        1,025


  k-waarde van wand =                            0,975 W/m²K


  Berekening k-waarde van wand
                                                 dikte      lambda      thermische
dak                                                                     weerstand
      materiaal                                    m         W/mK         m²K/W

alfa I , Fluxzin opwaarts                                                     0,125
beplanking                                          0,019        0,25         0,076
triplex; multiplex 600 kg/m³                        0,008        0,14         0,071
dampscherm                                          0,002       0,037         0,054
minerale wol (glaswol, rotswol) NORMW               0,120        0,04         3,000
waterdichte dakbedekkingslaag
                                  Bitumen vilt      0,01         0,23         0,043

                                                                        + -----------
                              Totale thermische weerstand v.d. wand =         3,370


  k-waarde van wand =                            0,297 W/m²K




                                                                                        6
  Berekening k-waarde van wand
                                               dikte      lambda thermische
betonnen binnenmuur (sanitair dames)                                 weerstand
     materiaal                                   m         W/m²K         m²K/W

alfa I , Fluxzin horizontaal                                               0,125
Grestegels ( = verglaasde aarden tegels)            0,01      1,200        0,004
gipspleister                                        0,01      0,520        0,010
snelbouwblok: cellenbeton 500 -549 kg/m³            0,14      0,200        0,700
minerale wol (glaswol, rotswol) NORMW              0,050      0,040        1,250
Luchtspouw , Fluxzin horizontaal             2 tot 4 cm matig verlucht     0,085
betonblokken                                        0,19      1,700        0,112
alfa I , Fluxzin horizontaal                                               0,125

                                                                   + -----------
                           Totale thermische weerstand v.d. wand =       2,411


  k-waarde van wand =                         0,415 W/m²K


  Berekening k-waarde van wand
                                               dikte      lambda thermische
betonnen binnenmuur (balie)                                          weerstand
     materiaal                                   m          W/m²K m²K/W

alfa I , Fluxzin horizontaal                                               0,125
gewoon beton ongewapend (2200 kg/m³)                0,14      1,300        0,108
gipspleister                                        0,01      0,520        0,010
snelbouwblok: cellenbeton 500 -549 kg/m³            0,14      0,200        0,700
minerale wol (glaswol, rotswol) NORMW               0,05      0,040        1,250
Luchtspouw , Fluxzin horizontaal             2 tot 4 cm matig verlucht     0,085
betonblokken                                        0,19      1,700        0,112
alfa I , Fluxzin horizontaal                                               0,125

                                                                   + -----------
                           Totale thermische weerstand v.d. wand =       2,514


  k-waarde van wand =                          0,40 W/m²K




                                                                                   7
Vensters hebben een grote invloed op het K-peil aangezien de k-waarde van vensters
een stuk hoger is dan de k-waarde van ondoorzichtige, geïsoleerde wanden. Volgens
de norm NBN62-002 berekent de kf-waarde van een venster op basis van de
werkelijke afmetingen van de beglazing en het raam.

             kf = Avc.kvc + Ach.kch + Apc.kpc + Lp.kL     [W/m²K]
                                Avc + Apc + Ach

met:
 kf : k-waarde van het venster als geheel
 Avc: oppervlakte van het zichtbare deel van het aangebrachte glas
 kvc: k-waarde van het middendeel van het glas, die geen rekening houdt met de
  randeffecten
 Ach: oppervlakte van de projectie van het raam op een oppervlak evenwijdig met
  het glas
 kch: k-waarde van het raam of van het profiel
 Apc: oppervlakte van het zichtbare deel van het ondoorschijnend opvulpaneel, dat
  eventueel in een raam is aangebracht
 kpc: k-waarde van de ondoorzichtige opvulelementen zonder dat de randeffecten
  in rekening worden gebracht
 Lp: lengte van de omtrek van de zichtbare delen der opvulelementen
 kL: lineaire warmtedoorgangscoëfficiënt die de invloed op kf aangeeft van de
  afstandshouder die eventueel aanwezig is in de beglazing of in het opvulelement

Met de volgende waarden voor de nieuwe gordijngevel (buitengevel)
  Avc=     70,5    m²
  kvc=       1,1   W/m²K
  Ach=     7,27    m²
  kch=       3,8   W/m²K
  Apc=         0   m²
  kpc=     /       W/m²K
   Lp=     75,9    m
   kL=     0,07    W/mK
                               kf= 1,42 W/m²K


De k-waarde voor de bestaande gordijngevel (binnengevel) wordt dan:
    Avc=     70,5    m²
    kvc=      1,4    W/m²K
    Ach=    13,67    m²
    kch=      3,8    W/m²K
     Lp=     75,9    m
     kL=     0,07    W/mK
                               kf= 1,85 W/m²K

                                                                                8
doorsnede CD




               9
doorsnede AB




               10
doorsnede EF




               11
1.2.3. Warmtetransmissie door een wand

Als er een temperatuursverschil staat over een wand, zal automatisch een bepaalde
hoeveelheid warmte s door de wand wegvloeien van de ruimte met een hogere
temperatuur naar die met een lagere temperatuur.

De hoeveelheid warmte die per seconde doorheen een wand gaat, hangt af van:
 het temperatuursverschil t = ti-te over de wand met ti de gewenste
   kamertemperatuur en te de temperatuur aan de andere kant van de wand; voor
   een buitenwand rekenen we met een te van - 8°C
 de oppervlakte A van de wand
 de warmtedoorgangscoëfficiënt k van de wand

                          s = k.A.(ti-te)          [W]

Het transmissieverlies van een ruimte t is dan de som van alle afzonderlijke
transmissieverliezen.


1.3   Verluchtingsverlies v

Het verluchtingsverlies wordt berekend om de verliezen langs tochtkieren te
compenseren. Om een kamer leefbaar te houden is het noodzakelijk om regelmatig
verse lucht in de kamer te brengen. Zowel de ongewenste als gewenste verluchting
zorgen ervoor dat er een extra hoeveelheid warmte moet toegevoegd worden om de
gewenste kamertemperatuur te bereiken.
Het verluchtingsverlies v wordt volgens de norm berekend met:

                   v = 0,34 .  . V . (ti - te)           [W]

met   0,34 de soortelijke warmtecapaciteit van lucht
       het aantal luchtverversingen per uur = 1 (norm)
      V het volume van de kamer
      ti - te het aantal graden dat de verse lucht dient opgewarmd te worden


1.4   Genormaliseerd totaal warmteverlies van een ruimte n

1.4.1. Toeslagfactor voor de oriëntatie Mo

De ligging van een ruimte kan invloed hebben op het warmteverlies. Zo zal een
kamer aan de noordkant meer warmte verliezen dan een kamer die in het zuiden
gelegen is.




                                                                               12
De toeslagfactor voor oriëntatie wordt dus enkel gebruikt op ruimtes met een
buitenwand.

               oriëntatie        N         O          Z         W
                   Mo          0,05      0,025        0       0,025


1.4.2. Toeslagfactor voor niet-gecompenseerde koude wanden Mcw

Deze toeslagfactor dient ter compensatie van de koude buitenmuur (cold wall) of
een deel ervan. De toeslagfactor is enkel van toepassing als de oppervlakte van de
buitenwand > 1m² en de k-waarde > 1 W/m²K.

                            Mcw = 0,00185 . lcw . kcw

met   lcw de afstand tussen de koude wand en de tegenoverliggende wand
      kcw de k-waarde van de koude buitenwand


1.5   Resultaten warmteverliezen

De warmteverliezen bedragen 4251 W voor het gelijkvloers en 5976 W voor het
verdiep.

De berekening vindt u op de volgende pagina's.




                                                                                     13
       Hoofdstuk 2 - Selectie van de verwarmingslichamen
2.1. Warmteafgifte

De hoeveelheid warmte die een verwarmingslichaam afgeeft hangt af van een aantal
factoren:
     de grootte, de vorm en het materiaal van het toestel
     de gemiddelde temperatuur van het stromend water
     het doorstromend waterdebiet
     de temperatuur van de omgeving
     de opstellingswijze van het toestel

In de praktijk worden de verwarmingslichamen als volgt geselecteerd:
       1. berekenen van de warmteverliezen van het vertrek (n) zoals in vorig
          hoofdstuk
       2. indien meerdere verwarmingslichamen voorzien zijn, moet men het totaal
          te installeren vermogen verdelen over de verschillende toestellen
       3. de som van de werkelijke vermogens (E) van alle verwarmingslichamen
          in één vertrek moet minstens gelijk zijn aan de berekende warmteverliezen
          (n)                 n          [W]
       4. voor elk verwarmingslichaam moet men tenslotte de genormaliseerde
          warmteafgifte E60 bepalen, naargelang de werkelijke omgevings- en
          watertemperaturen en de opstellingswijze
                              E60  1 . E      [W]
                                    f1 f2

            De factor f1 staat voor de correctie voor water- en
            omgevingstemperaturen. Deze factor is nodig omdat de werkelijke
            temperatuur van het water in het verwarmingslichaam en de werkelijke
            temperatuur van de omgeving afwijken t.o.v. de genormaliseerde
            waarden, 20°C voor de omgevingstemperatuur en 80°C voor de
            gemiddelde watertemperatuur.
                               -1,3
                 1 =  m           of in tabel H
                 f1    59,44

                    m= i - u             i = ingaande watertemperatuur
                         ln i-a            u = uitgaande watertemperatuur
                               u-a         a = droge omgevingstemperatuur

            De factor f2 is een correctie voor de opstellingswijze. De
            genormaliseerde opstellingswijze is vrij en onbelemmerd tegen een
            wand. f2 = waarden volgens tabel G




                                                                                14
15
2.2. Selectie

De selectie van de radiatoren vindt plaats aan de hand van een selectieprogramma
van Radson. De keuze voor Radson volgt uit een vergelijking tussen drie gekende
fabrikanten: Radson, Veha en Henrad.

Uit bijgevoegde tabel kunnen we afleiden dat qua warmteafgifte per meter de
merken Radson en Veha beduidend hoger scoren dan de Henrad radiatoren.

Bij een selectie op prijs komt de Henrad radiator op de eerste plaats waarvan de
eenheidsprijs per watt lager ligt dan de twee concurrerende merken. Een selectie op
prijs zou in dit geval niet relevant zijn aangezien de radiatorfabrikanten verschillende
kortingspercentages toepassen. De toegestane korting kan ook verschillen van
installateur tot installateur, van project tot project, afhankelijk van de hoeveelheid.

De selectie werd uitgevoerd met Radson radiatoren omdat :
 zij beschikken over een ruimer gamma qua maatvoering
 het gebruikte 2-on-1 principe; een innovatieve lastechniek die in combinatie met
   de specifieke vorm van de radiatorbinnenplaat de Radson radiator uniek maakt.
   Radson last immers 2 lamellen op elk warmwaterkanaal met als resultaat :
              een uitzonderlijke hoge warmteafgifte, gelijkmatig verspreid over de
                radiator
              een beduidend snellere warmteregeling
              een energiezuinig gebruik en dus ecologischer
 een duidelijke voorsprong hebben in kwaliteit en afwerking




                                    2 on 1-principe


                                                                                     16
De paneelradiatoren van Radson worden geproduceerd door 5 ultramoderne en
volledig geautomatiseerde lijnen. Op elk ogenblik tijdens het productieproces worden
ze onderworpen aan een controle. De dichtheid van de radiator wordt aan het einde
van elke productielijn getest.

Ook de lakprocedure van Radson resulteert in een kwalitatief betere radiator. De
voorbehandeling van de radiatoren omvat het ontvetten en fosfateren. In combinatie
met de grondlaag vormt de fosfaatlaag een uitstekende bescherming tegen roest. Na
de voorbehandeling worden de radiatoren gespoeld met gedemineraliseerd water.

Het eigenlijke lakproces bestaat uit 2 grote fases. Eerst en vooral worden de
radiatoren, via onderdompeling in een KTL-bad van de 2de generatie, kataforetisch
bedekt met een roestwerende grondlaag. De radiatoren worden dan in de oven
gebakken met warme lucht op een temperatuur van +/-175°C. Uiteindelijk wordt de
eindlaag aangebracht. Die epoxy-polyesterlaag in poeder wordt via elektroforese op
de radiator aangebracht. De poederverf wordt vervolgens in de oven gebakken op
een temperatuur van +/- 185°C. De bijzonder harde en onveranderlijke deklaag is
bestand tegen schokken, vochtigheid en zuren, conform de normen DIN 55900 en
EN 442.

Radson wil groeien in harmonie met het milieu. De radiatoren worden gelakt in een
moderne installatie, speciaal ontworpen om het milieu niet te beschadigen. De
afgelopen 7 jaar werd er iets meer dan 50 miljoen euro geïnvesteerd in expansie,
modernisering volgens het BAT(best available technologie)-principe en milieuzorg.
De milieu-investeringen bedroegen ongeveer 6,8 miljoen euro. In elk proces streeft
Radson naar een miniem verbruik van grondstoffen, energie, water, een
vermindering van het geluidsniveau en van de water- en luchtafgiften.

In de eerste plaats is het natuurlijk evident dat we rekening moeten houden met de
plaats die we ter beschikking hebben om onze radiatoren te plaatsen. De
warmteafgifte van een radiator is afhankelijk van zijn grootte. Zowel de hoogte als
de lengte van de radiator bepalen het vermogen. Maar ook de breedte is een
bepalende factor. Zo onderscheiden we verschillende types radiatoren. Type 10,
type11, type 21, type 22 en type 33.

Het eerste cijfer geeft het aantal radiatorpanelen aan, het tweede cijfer is het aantal
verwarmingslamellen. Het is dus duidelijk dat het type 33, met drie rijen
verwarmingslamellen en 3 radiatorpanelen het dikste model is. Maar door de breedte
op te trekken kunnen de lengte en de hoogte beperkt worden op plaatsen waar niet
veel ruimte is om een radiator te plaatsen.




                                                                                    17
                      bovenaanzicht van de verschillende types

Steeds vaker wordt de radiator als een storend element gezien. Sierradiatoren zijn
hiervoor een mogelijke oplossing. Deze radiatoren zijn echter heel wat duurder en
omvangrijker dan een standaardradiator die een zelfde hoeveelheid warmte levert.
De sierradiator geeft enkel stralingswarmte af, terwijl bij gewone radiatoren ook
convectiewarmte vrijkomt.

Convectiewarmte is warmteoverdracht via stroming die ontstaat door verschillen in
dichtheid als gevolg van verschillen in temperatuur. Koude deeltjes bewegen minder
en zitten dichter bij elkaar. Ze zijn globaal dus zwaarder dan warme deeltjes die veel
bewegen en verder uit elkaar zitten. Warmteconvectie is het fenomeen dat warme
lucht stijgt en koude lucht daalt.

Convectiewarmte is dus verwarming via warme lucht. Het warme water in een
centrale verwarming wordt door convectie naar verschillende ruimten gebracht, maar
het is via de opwarming van lucht dat de eigenlijke warmteoverdracht in de ruimte
plaatsvindt. Convectiewarmte is een indirecte vorm van warmte, de warmte wordt
niet rechtstreeks op ons lichaam overgedragen, maar onrechtstreeks door
tussenkomst van de kamerlucht als transportmiddel.




                                                                                   18
                                  convectiewarmte

Stralingswarmte verwarmt het voorwerp waarop ze valt, dus ook ons lichaam.
Stralingswarmte worden we gewaar als een behaaglijk gevoel.




                                   stralingswarmte

De selectie van radiatoren is nooit 100% objectief. Niet enkel het uiterlijk van de
radiator, maar ook de plaats waar het verwarmingslichaam dient te staan zijn
discutabel. Naast een aantal stelregels waarmee men dient rekening te houden, zijn
er nog heel wat factoren die een zekere invloed krijgen van de persoon die de
selectie uitvoert.

Criteria waarmee men rekening dient te houden bij het plaatsen van de radiator:
 hinder nooit de convectie of straling van de radiator
 plaats de radiator nooit voor een venster (behalve bij enkele beglazing omwille
    van comfortredenen)
 breng aluminiumfolie achter de radiator aan zodat de warmtestraling naar binnen
    wordt weerkaatst
 hang geen gordijnen voor of boven de radiator en leg er geen boeken of
    kledingstukken op
 vergroot de warmte-isolatie van de buitenwand achter de radiator

In het dagcentrum komen twee gevels niet in aanmerking voor het plaatsen van de
radiatoren omdat het gordijngevels zijn. Een radiator voor een raam plaatsen is nooit
optimaal. De verwarmingslichamen dienen dus verdeeld te worden over de twee
resterende muren.

Voor de uitvoering heb ik gekozen voor de COMPACT- reeks. Dit is het eenvoudigste
en dus ook het goedkoopste model. Voor de selectiecriteria heb ik de radiatoren van
het type 33 uitgesloten. De polyvalente ruimte zal ook gebruikt worden door
rolstoelgebruikers. Voor deze mensen is het interessant dat zij zoveel mogelijk ruimte
hebben.


                                                                                   19
Bovendien geeft een radiator zijn warmte af door straling en convectie. De goede
verhouding hiervan geeft de bewoner een comfortabel gevoel, gekoppeld aan de
mogelijkheid het lokaal snel te verwarmen. Algemeen kunnen we stellen dat de
stralingswarmte wordt afgegeven door de radiatorpanelen en de convectiewarmte
vrijkomt via de lamellen. De verhouding bij een type 33 is dus slechter dan bij
bijvoorbeeld een type 11 of 21s, omdat de convectiewarmte groter is. Ze staan hun
warmte af door het opwarmen van de lucht, met als gevolg een opstuwing van
verwarmde lucht en aanzuigen van koele lucht, waardoor in het gebouw een
constante luchtstroming ontstaat.

De constante luchtcirculatie is er de oorzaak van, dat het huisstof (bestaande uit fijne
organische deeltjes afkomstig van huid, textiel van kleding, gordijnen enz.)
voortdurend in zwevende toestand wordt meegenomen door de opgewarmde lucht.
Dit, in combinatie met het drogend effect van de warme lucht, en met de zgn.
stofschroei, die ontstaat als stofdeeltjes blijven liggen op het hete metalen oppervlak,
zorgt voor de typische ietwat zurige, droge en warme ureumdamp bevattende lucht,
die vaak hoofdpijn veroorzaakt.

Naast deze nadelen zal de convectiewarmte ook nadelig zijn voor de energie. De
energie die wordt omgezet in convectiewarmte kunnen we zien als een verlies.

De Europese norm EN 442 rekent met een aanvoertemperatuur van 75°C, een
terugvoertemperatuur van 65°C en een kamertemperatuur van 20°C.

Voor het dagcentrum heb ik de radiatoren geselecteerd voor een 90/70° - regime.
De bestaande installatie is uitgevoerd op dit regime. Aangezien we een aftakking
voorzien van de bestaande ketel en collector, berekenen we de uitbreiding ook op
90/70.

Uitvoeringen : Compact
Types :        11, 21S, 22
H (mm) :       300 - 900 mm
L (mm) :       450 - 3000 mm
P (Watt) :     4200 - 4400 Watt
Norm :         N 442
T1 :           90     (aanvoertemperatuur)
T2 :           70     (terugvoertemperatuur)
T3 :           20     (kamertemperatuur)
aantal gevonden records : 5

Uitvoering    Type   H (mm)L (mm)P (Watt)       Gewicht (kg)   Inhoud (l)   n-exponent

Compact       11     900    2550   4387         73.77          14.10        1.3000
Compact       21S    600    2550   4326         82.37          19.13        1.3000
Compact       21S    750    2100   4213         82.85          19.64        1.3000
Compact       22     400    2550   4285         60.64          12.47        1.3000
Compact       22     500    2100   4213         62.27          12.73        1.3000




                                                                                         20
De n-exponent geeft aan dat er rekening wordt gehouden met de correctiefactoren
volgens de exponent 1,3. Deze exponent is een waarde die de snelheid van de
opwarming van de radiator weergeeft en kan waardes aannemen tussen 1,25 en
1,40. Algemeen is vastgesteld dat men de correctie doorvoert volgens n-exponent
1,3.

Een volgende optie is om het vermogen van de radiator te verdelen over twee
kleinere radiatoren. Dit levert het volgende resultaat:

Uitvoeringen :Compact
Types :      11, 21S, 22
H (mm) :     300 - 900 mm
L (mm) :     450 - 3000 mm
P (Watt) :   2100 - 2300 Watt
Norm :       EN 442
T1 :         90
T2 :         70
T3 :         20
aantal gevonden records : 18

Uitvoering   Type   H (mm)L (mm)P (Watt)   Gewicht (kg)   Inhoud (l)   n-exponent

Compact      11     400   2400   2130      30.77          5.81         1.3000
Compact      11     400   2550   2264      32.69          6.17         1.3000
Compact      11     450   2250   2207      32.47          6.14         1.3000
Compact      11     500   2100   2252      33.68          6.38         1.3000
Compact      11     600   1800   2246      34.69          6.61         1.3000
Compact      11     750   1500   2240      36.15          6.90         1.3000
Compact      21S    300   2100   2118      32.76          8.40         1.3000
Compact      21S    300   2250   2270      35.10          9.00         1.3000
Compact      21S    400   1800   2255      38.11          9.31         1.3000
Compact      21S    450   1650   2258      39.52          9.49         1.3000
Compact      21S    500   1500   2221      40.10          9.49         1.3000
Compact      21S    600   1350   2290      43.61          10.13        1.3000
Compact      21S    750   1050   2107      41.42          9.82         1.3000
Compact      22     300   1650   2185      29.53          6.12         1.3000
Compact      22     400   1350   2269      32.10          6.60         1.3000
Compact      22     450   1200   2216      32.05          6.58         1.3000
Compact      22     500   1050   2107      31.13          6.36         1.3000
Compact      22     900   750    2289      39.85          8.07         1.3000 x2

We kunnen zien dat hier niet alleen meer mogelijkheden zijn, maar ook dat de
smallere types kunnen voldoen aan de warmtebehoefte.

Bovendien kunnen we dan de radiatoren verdelen over de twee muren, waardoor de
warmte beter over de ruimte wordt verdeeld en we een symmetrie kunnen behouden
binnen de ruimte.




                                                                                    21
Op de eerste verdieping hebben we dezelfde situatie. Twee muren waar radiatoren
kunnen geplaatst worden en zo weinig mogelijk ruimte in beslag nemen. We zullen
dus ook hier kiezen voor het plaatsen van twee verschillende verwarmingslichamen.

De keuze van de radiatoren volgt uit onderstaande lijst.

Uitvoeringen :Compact
Types :      11, 21S, 22
H (mm) :     300 - 900 mm
L (mm) :     450 - 3000 mm
P (Watt) :   3000 - 3200 Watt
Norm :       EN 442
T1 :         90
T2 :         70
T3 :         20
aantal gevonden records : 16


Uitvoering   Type   H (mm)L (mm)P (Watt )      Gewicht (kg) Inhoud (l)   n-exponent
Compact      11     600   2550 3182            49.14          9.36       1.3000
Compact      11     750   2100 3135            50.61          9.66       1.3000
Compact      11     900   1800 3096            52.07          9.95       1.3000
Compact      21S    300   3000 3026            46.80          12.00      1.3000
Compact      21S    400   2400 3006            50.81          12.41      1.3000
Compact      21S    400   2550 3194            53.98          13.18      1.3000
Compact      21S    450   2250 3079            53.89          12.94      1.3000
Compact      21S    500   2100 3109            56.13          13.29      1.3000
Compact      21S    600   1800 3054            58.14          13.50      1.3000
Compact      21S    750   1500 3010            59.18          14.03      1.3000
Compact      21S    900   1350 3105            62.91          15.12      1.3000 x2
Compact      22     300   2400 3178            42.96          8.90       1.3000
Compact      22     400   1800 3025            42.80          8.80       1.3000
Compact      22     450   1650 3046            44.07          9.04       1.3000
Compact      22     500   1500 3010            44.48          9.09       1.3000
Compact      22     600   1350 3110            47.95          9.77       1.3000

De uiteindelijke plaatsing en keuze van de radiatoren zal gebeuren op basis van de
inrichting van de polyvalente ruimten. De geselecteerde modellen zijn als voorbeeld
en zullen ook gebruikt worden voor de verdere berekening.

Hierna volgt ook een algemene documentatie van het gekozen radiatortype.




                                                                                      22
           Hoofdstuk 3 - Bepalen van het ketelvermogen
3.1. Nuttig ketelvermogen

Om het ketelvermogen te bepalen, moeten we de genormaliseerde warmteverliezen
van elke kamer optellen. De som is dan het totale genormaliseerde warmteverlies
van het gebouw.

Voor de uitbreiding van het dagcentrum betekent dit dat we een totaal warmteverlies
gebouw krijgen van 10214 W voor de polyvalente ruimten.

3.2. Berekenen van het vermogen

Het dagcentrum is voorzien van twee ketels van elk 427kW waarvan één
condenserende en één niet-condenserende ketel in een cascadeschakeling. Het
gebouw dat reeds in gebruik is gebruikt 280kW van het totale vermogen (854kW). Er
is dus voldoende ketelvermogen om de verwarming van de nieuwe polyvalente
ruimtes te waarborgen.

Vanuit het onderstation zal men op de bestaande collector een aftakking voorzien die
het vermogen voor de verwarming van het nieuwe gedeelte voorziet.

Het warmteverlies van het bestaande gebouw zal lichtjes verminderen aangezien
twee buitengevels na de uitbreiding binnengevels worden. Het extra vermogen dat
van de bestaande ketel wordt afgetakt zal dus nog iets minder zijn dan 10kW.

3.3. Eigenschappen van de ketel

De condenserende ketel is de REMEHA gas 3000 ECO. De rendementsgegevens zijn
samengevat in onderstaande tabel.

Hs is hierin de bovenste verbrandingswaarde of de hoeveelheid warmte die vrijkomt
wanneer 1m³ gas wordt verbrand, inclusief de condensatiewarmte.
Hi is de onderste verbrandingswarmte welke gelijk is aan de bovenste
verbrandingswarmte verminderd met de condensatiewarmte.

Alle energie die vrijkomt bij de verbranding gaat verloren, ofwel in de ketel ofwel in
het gebouw. De rendementen worden uitgedrukt i.f.v. Hi. Er wordt vanuit gegaan dat
de condensatiewarmte steeds verloren gaat. Daardoor kan men rendementen krijgen
van meer dan 100% voor condenserende ketels.

In het Sankey-diagram wordt de betekenis van de verschillende rendementen
duidelijk.




                                                                                   23
 bovenste verbrandingswaarde        Hs



 onderste verbrandingswarmte        Hi         condensatiewarmte

  rookgaszijdig rendement      r            rookgasverlies




 waterzijdig rendement    n
                                            stralings- en convectieverlies
 seizoensrendement   s
                                              stilstandsverlies




rendementsgegevens                   REMEHA gas 3000 ECO
rookgaszijdig rendement             97,7% t.o.v. Hi               bij 80/60°C
                                    88% t.o.v. Hs
waterzijdig rendement               97,2% t.o.v. Hi               bij 80/60°C
                                    87,6% t.o.v. Hs
                                    106,6% t.o.v. Hi              bij 40/30°C
                                    96% t.o.v. Hs
nullastverlies                      0,39% t.o.v. Hi               bij een gem ketelwater-
                                    0,35% t.o.v. Hs               temperatuur van 45°C
ketelgebruiksrendement              103,2% t.o.v. Hi              bij een gem ketelwater-
                                    93% t.o.v. Hs                 temperatuur van 45°C
                                                                  en een benutting van 30%
                                    REMEHA gas
rookgaszijdig rendement             91,2% t.o.v. Hi               bij 80/60°C
                                    82% t.o.v. Hs                 en 100 % belasting
                                    94,4% t.o.v. Hi               bij 80/60°C
                                    85% t.o.v. Hs                 en 50 % belasting
waterzijdig rendement               89,3% t.o.v. Hi               bij 80/60°C
                                    80,4% t.o.v. Hs               en 100 % belasting
                                    93,2% t.o.v. Hi               bij 80/60°C
                                    84% t.o.v. Hs                 en 50 % belasting
nullastverlies                      0,28% t.o.v. Hi               bij een gem ketelwater-
                                    0,26% t.o.v. Hs               temperatuur van 45°C
ketelgebruiksrendement              89,9% t.o.v. Hi               bij een gem ketelwater-
                                    81% t.o.v. Hs                 temperatuur van 45°C
                                                                  en een benutting van 30%
                                                                                             24
           Hoofdstuk 4: Dimensioneren van het leidingnet


4.1. Eénpijpsystemen en tweepijpsystemen

4.1.1. Eénpijpsysteem

In het geval van een éénpijpsverwarming worden verschillende verwarmingslichamen
op eenzelfde verwarmingskring geplaatst, waarbij de heen- en terugloop van de
verwarmingslichamen door één buis verzekerd wordt. (serieschakeling) De radiatoren
worden gecombineerd op een ringleiding. Hiertoe moeten speciale onderblokken
worden toegepast die de circulatie over de ringleiding waarborgen. De capaciteit van
de radiatoren moet afgestemd worden op de afnemende watertemperatuur in de
ringleiding.




In de meeste gevallen vloeit slechts een gedeelte van het waterdebiet door het
verwarmingslichaam, terwijl het andere deel door een bypass stroomt. Hiervoor
wordt een speciaal ontworpen radiatorkraan geplaatst. De bypassverbinding is in de
éénpijpsradiatorkraan ingebouwd. Het nadeel van dit systeem is dus dat de tweede
radiator kouder is dan de eerste enzovoort. Een éénpijpsinstallatie vinden we meestal
terug in de woningbouw.




                                                                                  25
4.1.2. Tweepijpsysteem

Bij het tweepijpsysteem heeft iedere radiator een eigen aanvoer- en retourleiding,
waardoor de regelmogelijkheden per te verwarmen ruimte optimaal zijn.
(parallelschakeling) De radiatoren kunnen direct geselecteerd worden aan de hand
van de berekende warmteverliezen.




Een tweepijpsinstallatie vinden we vooral terug in de utiliteitsbouw.


4.1.3. Eénpijp versus tweepijp

De keuze voor een éénpijpssysteem gebeurt voornamelijk in gebouwen waar de
totale lengte van de leidingen beperkt blijft. We kunnen ongeveer een maximum van
40 meter rekenen. Binnen deze lengte blijven de verliezen aanvaardbaar. De
kostprijs van de buizen wordt dan gedrukt. Vroeger toen men koperen buizen
gebruikte was dit verschil veel groter als vandaag met het gebruik van kunststof
leidingen. Daarom zal men éénpijpskringen vooral in appartementen gaan gebruiken.
In grotere gebouwen kan men éénpijpsinstallaties overwegen indien de lokalen
compact zijn.

Voor het dagcentrum ligt de keuze voor een tweepijpsinstallatie dus voor de hand.
De besparingen die we zouden verkrijgen op de buizen bij de éénpijpskring, worden
te niet gedaan door de extra kosten voor collectoren en kraanwerk. Bovendien is er
een technische ruimte waar we weg kunnen met alle nodige aansluitingen.

Wanneer we de berekening maken voor zowel het éénpijp- als het tweepijpsysteem,
merken we de verschillen. In de tabel hieronder staat een overzicht van de
verschillende parameters.

                          éénpijpverdeelsysteem         tweepijpverdeelsysteem
debiet                                       527 kg/u                   443,84 kg/u
drukverlies (tot)                            24378 Pa                      16328Pa
leidinglengte (16x2)                             42m                           51m
aantal kringen                                      2                             1




                                                                                      26
Bij het éénpijpsysteem wordt voor elk verdiep een aparte kring voorzien. Het totaal
vermogen is te groot voor één kring. Bij een tweepijpsysteem volstaat één kring.
Verder hebben we bij de kring voor het gelijkvloers het probleem dat de
retourtemperatuur minstens 75°C moet zijn om een inregelstand van het ventiel te
krijgen die >1 is. Dit zorgt voor een onevenwicht t.o.v. de rest van de installatie.

Onafhankelijk van het gekozen buizensysteem, is het uitstippelen van het verloop
van het buizennet nooit willekeurig. Een aantal stelregels dienen in acht gehouden te
worden, namelijk:
 zo kort mogelijk net ten einde de totale drukverliezen en de kostprijs te beperken
 evenwicht proberen te vinden om de verliezen gelijkmatig te verspreiden
 vermijden van onoverkomelijke of onvermijdbare hindernissen als trappen,
   deuren, steunbalken, enz.
 hoge punten trachten te vermijden om luchtophoping tegen te gaan


4.2. Berekenen van de waterdebieten

Het waterdebiet dat stroomt door een verwarmingslichaam                dat   in   een
tweepijpsinstallatie geplaatst is, wordt als volgt berekend:

                              E . 3600
                   q   rad=                     [kg/h]
                              c.(i - u)

      met    q rad = waterdebiet door de radiator [kg/h]
             E = werkelijk te leveren vermogen van de radiator [W]
             c = soortelijke warmtecapaciteit van het water bij de gemiddelde
                  watertemperatuur [ J/kg.K], volgens tabel I
             i = ingaande watertemperatuur [°C]
             u = uitgaande watertemperatuur [°C]

Het waterdebiet door de buisstukken (resp. aanvoer- en retourleidingen) die geen
verwarmingslichamen bevatten, is gelijk aan de som van de debieten die alle
stroomafwaarts, resp. stroomopwaarts gelegen verwarmingslichamen voeden.

De watersnelheid in de buizen is afhankelijk van het waterdebiet.

De afmetingen voor stalen leidingen voor het transport van warm water zijn in België
genormaliseerd in de normenreeks NBN A 25-103 (draadbuizen) en 104 (lasbuizen).

Voor koperen en kunststof leidingen zijn de afmetingen eveneens genormaliseerd
respectievelijk in de normen NBN P 12-101 (koper) en NBN T 42-003 (kunststof). In
de handel vindt men echter niet gestandaardiseerde maten aan die toch vaak
gebruikt worden. Bij kunststof spreekt men daarom van gestandaardiseerde en
gecommercialiseerde diameters. Voor dunwandige stalen leidingen of zachtstalen
leidingen bestaat enkel een Duitse norm DIN 2393.

                                                                                   27
4.3. Berekenen van de drukverliezen

4.3.1. Drukverliezen in rechte buisstukken

Ten gevolge van de stroming van het water door een buisstuk en de wrijving van het
water tegen de binnenwand van de buis ontstaan drukverliezen. In een recht
buisstuk zijn deze verliezen evenredig met de lengte van het buisstuk.

                                     pl = R.L

met   pl = lineair drukverlies [Pa]
      R = lineair drukverlies per lengte-eenheid [Pa/m] uit tabellen
      L = lengte van het buisstuk [m]




                                                                               28
4.3.2. Drukverliezen door plaatselijke weerstanden

In een verwarmingsinstallatie wordt de watercirculatie dikwijls plaatselijk afgeremd
of gestoord bij het doorstromen van bepaalde installatieonderdelen, wat aanleiding
geeft tot plaatselijke weerstanden. De plaatsen waar deze weerstanden voorkomen
zijn:
           hulpstukken: bochten, splitsingen, collectoren, diameterovergangen
           afsluit- en regelapparatuur
           apparaten        zoals   radiatoren,     ketels,    filters,   batterijen,
          warmtewisselaars,...

Naast de drukverliezen ten gevolge van wrijving, ontstaan in deze onderdelen ook
drukverliezen die te wijten zijn aan verandering van stroomrichting en of de
watersnelheid. De plaatselijke drukverliescoëfficiënt vinden we terug in tabellen en
is bepalend voor het plaatselijke drukverlies samen met de massadichtheid en de
watersnelheid.

De drukverliescoëfficiënt voor hulpstukken wordt proefondervindelijk bepaald en is
o.a. sterk afhankelijk van de buisdiameter en de watersnelheid in de verschillende
takken. De -waarde is een benaderende gemiddelde waarde die opgenomen is in
tabellen.

De aard van radiatorkranen is zodanig dat het werkelijke drukverlies in deze
apparaten uitsluitend proefondervindelijk kan bepaald worden. De omstandigheden
van deze proeven zijn opgenomen in de normen NBN E 29-804 en NBN D 12-100
respectievelijk voor handbediende en thermostatische kranen. In deze norm staat
ook dat de constructeur verplicht is de kv-waarde of het drukverliesdiagram bij de
kraan te voegen.

De kv-waarde van de kraan duidt aan welk waterdebiet, met een massadichtheid van
1000 kg/m³ , er in 1 uur door deze kraan stroomt bij een drukval over de kraan van
1 bar. De waarde bij een volledig geopende voorregeling noemt men de kvs-waarde.
In onderstaande tabel vinden we bijvoorbeeld de kv-waarden van een
thermostaatkraan.

                                    kv-waarden   (m³/h)                            kvs
                   1         2          3      4       5         6        7        N
DN 10 (3/8")        0,05     0,10      0,16    0,23      0,28     0,33     0,40     0,55
DN 15 (1/2")        0,05     0,10      0,16     0,25     0,34    0,43    0,51    0,70
Het drukverliesdiagram van een radiatorkraan geeft het verloop van het drukverlies
over de kraan afhankelijk van het waterdebiet. In eenzelfde diagram vinden we vaak
verschillende curven terug, die overeenkomen met de verschillende
aansluitdiameters of de verschillende instelstanden van de voorregeling.




                                                                                   29
De curve N komt overeen met een volledig geopende voorinstelling. Op deze curve
neemt men een drietal punten (A, B en C) waarvan men de coördinaten kan aflezen
en noteren. Voor elk van deze punten kunnen we hieruit het snelheid en de-waarde
berekenen. Tenslotte bepaalt men een rekenkundig gemiddelde van de verschillende
-waarden.

Voor het diagram hierboven wordt dit:

                 qv [l/h]   qm [kg/h]    pa [Pa]      v [m/s]         [-]
       punt       tabel        =qv*        tabel   =qm.(3,54x10-4) = pa .2
                            =qv*0,9716                   .di²        .v²
         A            100       97,16      2100             0,14      226,07
         B            200      194,32      8200             0,28      220,68
         C            400      388,64     33000             0,55      222,03
                            gemiddelde -waarde                          223




                                                                               30
We kunnen de -waarde echter ook berekenen vanuit de kv-waarde met behulp van
onderstaande formule:

                                    =1,6.109.di4
                                              kv²

De drukverliescoëfficiënten van de andere apparatuur (radiatoren, ketel, ... ) zijn
sterk verschillend van model tot model en moeten uit de technische documentatie
gehaald worden.

4.3.3. Totale drukverliezen

De totale drukverliezen van een verwarmingskring (ptot) zijn gelijk aan de som van
de totale drukverliezen van alle buisstukken (lineaire+plaatselijke) die deel uitmaken
van de betrokken kring.


4.4. Ontwerp van de tweepijpsinstallatie

In een tweepijpsinstallatie kunnen we volgende delen onderscheiden:

 knooppunt: punt in de installatie waar debieten verdeeld worden
 buisstuk: verbindingsbuis met constante diameter tussen 2 knooppunten
 radiatoraansluiting: buisstukken, die elk verwarmingslichaam verbinden met de
  dichtst bij gelegen knooppunten
 kring: het geheel van buisstukken (aanvoer en retour) dat vertrekkend vanaf de
  aansluiting op de stookketel of collector, elke radiator van de installatie in een
  gesloten kring bedient
 netwerk: het geheel van de kringen van de installatie, vertrekkend vanuit een
  gemeenschappelijke aansluiting

In het dagcentrum worden vier radiatoren geplaatst en moet een totaal vermogen
van 10770W geleverd worden. Eén leiding volstaat om deze installatie te
verwezenlijken.

De aftakking vanuit het onderstation kan op twee manieren plaatsvinden. Ofwel
loopt men met de leidingen langsheen het valse plafond in het bestaande gedeelte
en kan men zo tot in de polyvalente ruimten geraken. Ofwel zal men een
ondergrondse leiding langs buiten naar binnen brengen.




                                                                                   31
MOGELIJKHEID 1: Leidingen in het valse plafond

Dit omhelst ten eerste heel wat breekwerk om het bestaande plafond open te
breken. Bovendien moeten we hier werken met stalen leidingen omdat de bestaande
installatie hieruit is opgebouwd. Naast de complexiteit van de installatie zou het ook
de installatiekosten in de hoogte jagen.
Bovendien zullen kunststof leidingen meer en meer verkozen worden boven de stalen
buizen. Kunststof buizen zijn vaak op rol verkrijgbaar en bijgevolg eenvoudig te
plaatsen. De stijgende prijs van staal door een schaarste is nog een bijkomend
argument voor het gebruik van kunststof.


MOGELIJKHEID 2: Ondergrondse leidingen

Vanaf de bestaande collector vertrekken we met een geïsoleerde multiskin 26x3 om
zo buiten te lopen en dan ondergronds richting de uitbreiding te lopen en weer naar
binnen. Het verloop van de leidingen blijkt uit de bijgevoegde tekening en
planzichten.

De deelcollector staat zo dicht mogelijk bij de ketel om de leidinglengte van de
ondergrondse leidingen te beperken. Er bestaat dan wel een onevenwicht tussen de
4 radiatorkringen omdat er 2 radiatoren met kortere leidingafstand worden
aangesloten dan de 2 andere. Het onevenwicht dat hierdoor bestaat, wordt opgelost
door een goede inregeling. De deelcollector kan men in de ruimte geplaatst worden
in een speciale collectorkast.

De berekening van de verliezen gebeurt aan de hand van een programma van
Comap. Uit deze berekeningen volgen eveneens de regeling en de opvoerhoogte van
de installatie als ook een materialenlijst.

Het volledige leidingnet kan geplaatst worden in Multiskin. Men moet echter wel een
voldoende isolatie voorzien zowel voor het deel van de buizen dat onder de grond
loopt als de buizen die in de muren omhoog gaan. We zitten immers met een
aanvoertemperatuur van 90°C.

Het verloop van de leidingen en de uiteindelijke plaatsing van de radiatoren is terug
te vinden op de plannen die hierna bijgevoegd zijn.




                                                                                   32
33
                  Hoofdstuk 5 - Dimensioneren van de pomp
5.1. Karakteristieke curve van de installatie

In een installatie moeten alle verwarmingskringen in hydraulisch evenwicht gebracht
worden. De meest belaste kring, dit is meestal de kring met de langste leidinglengte,
kan gezien worden als karakteristiek voor de hele installatie.

Voor het dagcentrum is er maar één kring.

De karakteristieke curve geeft de relatie weer tussen het totaal drukverlies (ptot)
van de meest belaste kring en het totaal waterdebiet (qtot) van de installatie.

                                  ptot=   25000 Pa
                                   qtot=      464 l/h
                                     C= ptot/q²tot   0,1161192
                                   q        C            p
                                       0  0,12                 0
                                    100   0,12              1161
                                    200   0,12              4645
                                    300   0,12            10451
                                    400   0,12            18579
                                    464   0,12            25000
                                    500   0,12            29030
                                    600   0,12            41803
                                    700   0,12            56898
                                    800   0,12            74316



                                   Karakteristieke curve

                      80000
                      70000
                      60000
           p [kPa]




                      50000
                      40000
                      30000
                                                 464
                      20000
                      10000
                          0
                              0   200      400         600     800     1000
                                              qm [kg/h]




                                                                                  34
5.2. Pompkarakteristiek en keuze van de pomp.

Bij een te kleine pomp of een te kleine draaisnelheid zullen bepaalde delen van de
installatie die het verst verwijderd zijn van de pomp een onvoldoende waterdebiet
ontvangen, waardoor de kans groot is dat de warmteafgifte ontoereikend is. Een te
grote pomp is dan weer nefast voor stromings- en geluidsproblemen. De keuze van
een aan de installatie aangepaste pomp is van groot belang voor de goede werking
van de installatie en het energieverbruik.

De pomp wordt gekozen op basis van zijn pompkarakteristiek. Deze geeft het
verloop weer van de manometrische opvoerdruk pp in functie van het volumedebiet
qm.

De karakteristieke curve snijdt de pompkarakteristiek in het werkingspunt. De juiste
pompkarakteristiek is deze waarvoor de volgende eisen zijn voldaan:

                              qp ≥ qtot             [kg/h]

met   qp debiet geleverd door de pomp
      qtot totaal waterdebiet van de installatie

                               pp ≥ ptot           [Pa]

met   pp debiet geleverd door de pomp
      ptot totaal waterdebiet van de installatie

We kiezen deze karakteristiek door de juiste draaisnelheid in te stellen.

Wanneer de installatie voorzien is van een ketel met ingebouwde pomp is deze pomp
waarschijnlijk niet aangepast aan de installatie. Men is dan verplicht om omgekeerd
te werken en moet men de installatie dus aanpassen aan de pomp.

In de praktijk stelt de keuze van de juiste pomp echter weinig problemen. Naast de
grote waaier van bestaande modellen en types, is er ook een grote regelbaarheid
van de pompen.

Ik heb een pomp gekozen uit het gamma van Grundfos. Alpha is een circulatiepomp
die net als de UPE-serie elektronisch geregeld wordt. Deze pomp voor kleinere
toepassingen is goedkoper en biedt toch de voordelen van de besturing. De UPS-
serie beschikt niet over deze besturingsmogelijkheid. Hierdoor is zij een stuk
goedkoper, maar hier is dan weer een bypass nodig om het debiet af te leiden indien
bijvoorbeeld alle thermostatische kranen dicht staan.

In een systeem met een variabel debiet zoals een tweepijpssysteem met
thermostatische kraan, wordt steeds voor een pomp met toerenregeling gekozen.

Een pomp uit het Alpha-gamma is dus een goed compromis.


                                                                                 35
De voordelen van de besturing zijn veeltallig. De warmtebehoefte in een gebouw zal
verschillen naargelang het seizoen en het moment van de dag. Dit verschil wordt
veroorzaakt door een variatie van de buitentemperatuur, zonnestraling en warmte-
afgifte door mensen, elektrische apparaten, enz.

Bovendien kan de warmtebehoefte per gedeelte van een gebouw variëren,
radiatorkranen kunnen dichtgedraaid zijn en thermostatische radiatorventielen
kunnen dichtgelopen zijn.

Bovengenoemde situaties zullen bij een niet-geregelde pomp grote variaties in druk
tot gevolg hebben met volgende nadelen:
 te hoog energieverbruik
 slecht regelgedrag
 radiatorkranen en thermostaatventielen gaan geluid maken

De Grundfos Alpha regelt het drukverschil in een verwarmingssysteem, zodat de
pompcapaciteit zich automatisch aan de warmtebehoefte aangepast, zonder hulp van
buitenaf.

Dankzij de geïntegreerde toerenregeling, wordt de pompcapaciteit op de momentele
systeembehoefte ingesteld. In tegenstelling tot een 'gewone' circulatiepomp, zal een
pomp met elektronische sturing automatisch de druk verminderen wanneer de vraag
om warmte afneemt.

Wanneer de vraag om verwarming afneemt, zal het radiatorventiel sluiten en de
drukweerstand in het systeem stijgen. (bijvoorbeeld van A1 naar A2) In een
verwarmingssysteem met een pomp zonder besturing zou deze situatie een stijging
van de druk in het systeem tot gevolg hebben H1. Dit kan leiden tot lawaai in de
leidingen en thermostatische ventielen. In een systeem met een Alpha-pomp, een
pomp met besturing, zal de systeemdruk verminderd worden met H2.

De pomp regelt dan het drukverschil in het verwarmingssysteem zodat de
pompcapaciteit zich automatisch aan de warmtebehoefte aanpast. In systemen met
een wisselende vraag, maakt een elektronische sturing het verschil in de
gebruikskosten. Naargelang de toepassing kunnen de energiekosten met tot 50%
verminderen.

Bovendien zal een pomp met toerenregeling altijd geluidshinder voorkomen. De
voornaamste oorzaak van radiatorgeluid is een te hoge druk over de thermostatische
kraan. Wanneer de kraan bezig is met dichtgaan en het systeem bevat een pomp
met constant toerental, zal de druk toenemen waardoor de stroming in de
gedeeltelijk gesloten kraan zal toenemen en een geluid veroorzaken. Het
geluidsprobleem doet zich meestal 's avonds voor, wanneer de warmtevraag afneemt
ten gevolge van de opwarming van de ruimte door lichaamswarmte, televisie,
verlichting enz. Bij gebruik van een pomp met toerenregeling zal de druk afnemen
wanneer de stroom afneemt waardoor het geluidsprobleem zal verdwijnen.




                                                                                 36
                              ongecontroleerde pomp




                         pomp in evenredige drukcontrole

Deze elektronische pomp kan eveneens ingesteld worden in 5 verschillende
constante curven door middel van een schakelaar in de klemmenkast. Deze
schakelaar is automatisch ingesteld op de middelste positie. Deze instelling is
geschikt voor 80 tot 90% van alle ééngezinswoningen.

Men kan het vermogen dus veranderen door de keuzeschakelaar te draaien volgens
onderstaande tabel:
          draairichting   resultaat             te gebruiken als…
          tegenwijzerszin vermogen              lawaai
                                    verminderen
          wijzerszin      vermogen              koude radiatoren
                                  vermeerderen

Op de pompgrafiek ziet de vermogenregeling er als volgt uit:




                                                                            37
Uit de overzichtsgrafiek kunnen we bepalen dat de pomp ALPHA XX-40 een
voldoende opvoerhoogte kan leveren.




                   capaciteitsoverzicht van Grundfos Alpha pomp


5.2.1. Technische gegevens van de Alpha-circulatiepomp

Temperatuur:       +2 tot +110°C
Druk:              PN 10 (10 bar)
Vermogensgebied:   25W tot 90W
Toerental:         variabel
Aansluitingen:     koppelstukken, flenzen
Inbouwlengte:      130 tot 250 mm
Pomphuis:          gietijzer, brons

Om cavitatie en schade aan de pomplagers te vermijden, zijn de volgende minimum
drukken nodig aan de zuigaansluiting terwijl de pomp in bedrijf is.

                                   vloeistoftemperatuur
                              75°C         90°C        110°C
                                      opvoerhoogte
                              0,5m         2,8m        11,0m




                                                                            38
5.2.2. Voornaamste productkenmerken van de Alpha-circulatiempomp

          eenvoudige elektrische aansluiting
          gemakkelijke installatie
          watergesmeerde lagers
          variabel toerental
          zeer laag geluidsniveau
          hoog rendement
          materiaal van hoge kwaliteit
          geen motorbeveiliging nodig
          onderhoudsvrij
          lange levensduur
          geringe bedrijfskosten

5.2.3. Het Wincaps-programma

Wincaps 7.5 is een programma van de firma Grundfos die de selectie aanbiedt van
Grundfospompen.

selectiecriteria:
gevraagde capaciteit:     0,464 m³/h
totale opvoerhoogte:      2,5m
toerenregeling:           ja
enkel- of dubbelpomp:     enkelpomp
pomptype:                 ALPHA

 ALPHA+ 25 - 40 A 180
       pompen serie
       nominale diameter DN van de zuig- en persaansluiting [mm]
       maximum opvoerhoogte [dm]
       pomphuis met automatische ontluchter
       inbouwlengte [mm]
de selectie, curve en documentatie vindt u op de volgende pagina




                                                                            39
        Hoofdstuk 6 - Dimensioneren van het expansievat


6.1. Doel van het expansievat

Door het achtereenvolgens stijgen en dalen van de temperatuur van het water in de
installatie ondergaat dit water volumeveranderingen. Het expansievat zal dit
opvangen.

Een tweede rol die het expansievat vervuld is het onder druk houden van de
installatie indien ze niet werkt of volledig is afgekoeld. De gasdruk in het expansievat
verhinderd dan dat er een onderdruk optreedt, zodat indringen van lucht (zuurstof)
wordt vermeden.

Binnen de expansievaten heeft zich een belangrijke evolutie voorgedaan:

   open expansievaten
                         voordeel:   lage aankoopprijs
                         nadelen:     opname van zuurstof in het CV-water met
                                        als gevolg corrosie, drabvorming,
                                        verstoppingen,...
                                      waterverlies bijvullen kalkafzetting
                                      meer installatiewerk
                                      onesthetisch
                                      bevriezingsgevaar
                                      korte levensduur
    dit type expansiesystemen wordt niet meer gebruikt

   gesloten expansievat met membraan
                         voordelen:  lage tot gemiddelde aankoopprijs
                                     eenvoudig te installeren
                         nadelen:    variabele kwaliteit
                                     verlies aan voordruk (diffusie doorheen
                                     het membraan, lekken langs dichtingsring)
                                      problemen met ontluchten, water
                                     bijvullen, corrosie, kalkafzetting enz.
                                     gemiddelde tot korte levensduur




                                                                                     40
   gesloten expansievat met balg




Het water wordt nu opgenomen in een diffusiedichte balg uit butylrubber. Hierdoor is
er geen zuurstofopname meer mogelijk en is ook drukverlies niet aan de orde. Dus
kan een blijvend rendement gegarandeerd worden. Een lange levensduur, hoge
bedrijfszekerheid en evenwichtige werking van de installatie zijn nog andere
eigenschappen van dit type expansievat.

Het expansievat dient voldoende groot te zijn om het geëxpandeerd volume op te
vangen. Als dit niet gebeurt zal de druk van de installatie de veiligheidsdruk
overstijgen en is er risico op waterverlies.

Het vat heeft twee gescheiden compartimenten, één voor het water en één voor
drukgas. de balg in butylrubber vangt het water op. Daardoor komt het water niet in
contact met de metalen wand van het vat. Butylrubber is een soepel en slijtvast
materiaal dat een beter scheiding biedt dan andere rubbermembranen tussen water
en drukgas.

Als het water in de balg binnenkomt door expansie, wordt het drukgas bijeen
geduwd. Wanneer de installatie afkoelt en het water dus inkrimpt, zal hte drukgas
vanzelf voldoende water naar de installatie terugduwen. De druk in het vat stijgt en
daalt dus naarmate het vat meer of minder gevuld is met water. Het is een
expansievat met variabele druk.




                           werking van het expansievat




                                                                                 41
6.2. Plaats van het expansievat

Ook de plaats waar het expansievat in de installatie wordt opgenomen is heel
belangrijk. De opstelling van het vat dient te voldoen aan drie eisen teneinde de
drukken in de installatie correct te verdelen en het membraan te beschermen tegen
hoge vertrekwatertemperaturen.
1. het expansievat dient aan de aanzuigzijde van de pomp te staan
2. het expansievat dient zo dicht mogelijk bij de ketel te staan
3. het expansievat moet in de terugloopleiding naar de ketel worden geplaatst


6.3. Bepalen van de waterinhoud van de installatie


6.3.1. Waterinhoud van de buizen

totale buislengte multiskin 16x2 = 51m
totale buislengte multiskin 26x3 = 44m

waterinhoud multiskin 16x2 = 0,113 l/m
waterinhoud multiskin 26x3 = 0,314 l/m

16x2: V= 51m x 0,113 l/m = 5,763 l
26x3: V= 44m x 0,314 l/m = 13,816 l


6.3.2. Waterinhoud van de toestellen

ketel: 158 l (opgegeven door de constructeur)
Dit zou de waterinhoud zijn als de ketel enkel zou dienen voor deze kleine installatie.
radiatoren: 13,44 + 13,44l + 15,12l + 15,12l = 57,12 l


6.3.3. Totale waterinhoud van de installatie

                               Vtot = 234,7 l (fictief)




                                                                                     42
6.4. Expansievolume van het water

Dit volume is afhankelijk van de waterinhoud en de graad van opwarming. Hiervoor
wordt een expansiecoëfficiënt Ce ingevoerd die aangeeft hoeveel het water uitzet
t.o.v. water van 10 °C.

                            Vep = Vtot . Ce            [l]

Ce = 0,0355 voor water van 90 °C = ketelwatertemperatuur
Vtot= 234,7 l
               Vep = 8,3l


6.5. Dimensioneren van het expansievat

Het expansievat wordt berekend met behulp van daartoe voorziene rekenbladen of
berekeningsprogramma. (cf. infra)

Stap voor stap worden het expansievolume en het expansievat berekend, waarna we
een expansievat kunnen kiezen uit de catalogi van de leveranciers.

Het is zinloos om voor deze kleine installatie een extra expansievat te voorzien,
aangezien de bestaande installatie voorzien is van 2 expansievaten van 500l elk. Er is
dus een werkelijk totaal luchtvolume van 1000l. Het extra expansievolume zal zo
klein zijn dat de bestaande voorziening voldoende is.

De expansievaten zijn van het merk Varem. Verder zijn de aanwezige gegevens van
de bestaande installatie onvoldoende om de waterinhoud te berekenen.




                                                                                   43
    1




2

3

4




5




    44
1. Wanneer water opwarmt gaat het uitzetten. De totale expansie wordt bepaald
door de uitzettende hoeveelheid water en haar expansiecoëfficiënt. Vermits de totale
installatie zelden tot de maximale vertrektemperatuur kan opwarmen, lijkt het logisch
de expansiecoëfficiënt te nemen bij een gemiddelde regimetemperatuur. Maar we
moeten een veiligheid inbouwen, we gaan immers van uit van de wet van Boyle-
Mariotte (de temperatuur van een samengedrukt gas blijft constant). Het gas warmt
echter op door het binnenkomende warme expansiewater. De druk stijgt dus meer
dan we zouden verwachten. Daarom gaat men de expansiecoëfficiënt van de
vertrektemperatuur gebruiken i.p.v. de gemiddelde regimetemperatuur. Zo
compenseert men een eventuele extra drukstijging.

2. Een expansievat vangt niet alleen drukverschillen op, maar onderhoudt ook de
druk. Er moet dus op de één of andere manier contact zijn tussen het drukgas en het
water. zelfs in volledig afgekoelde toestand dient het vat dus nog water te bevatten
opdat het gas het water nog onder druk zou kunnen houden. Dit is niet meer
mogelijk als het vat leeg geraakt. Daarom moet het expansievat naast het
expansievolume ook nog een waterreserve Rt bevatten. Deze waterreserve vormt
eveneens een spelingsruimte die onnauwkeurigheden kan compenseren.

3. Het gewicht van de waterkolomp boven het expansievat oefent een druk uit op
het membraan van het expansievat. Het vat moet dus reeds met druk gevuld zijn om
het gewicht van deze kolom te compenseren. De druk in het nog lege vat noemt
men de voordruk pg.

4. Tijdens de normale werking van de installatie dient de druk binnen aanvaardbare
grenzen te blijven (pm). Daarom plaatsen we een veiligheidsventiel. Het is echter aan
te raden om de installatiedruk nooit te laten oplopen tot deze waarde, maar een
veiligheidsmarge te nemen van 0,5 bar (pf). Eens een veiligheidsventiel geopend is,
sluit het pas terug bij een veel lagere waarde dan waarbij ze opende.

5. Nadat men een vat op theoretische wijze berekend heeft, moet men dus een
praktische keuze maken. Het expansievat dat men dan kiest, is bij voorkeur groter
dan de theoretisch berekende waarde. Men kan in de praktijk dus meer water (Rr)
vullen dan theoretisch voorzien (Rt).




                                                                                    45
                           Addendum : Zonnewinst

Op vraag van de architect van het dagcentrum heb ik een aantal zaken opgezocht
rond zonnewinst en hieronder verzameld.

De wens om sterk of volledig beglaasde gevels toe te passen heeft geleid tot gevels
die niet enkel beantwoorden aan de esthetische eisen, maar ook een aantal
technische prestaties leveren. Een gordijngevel zoals in het dagcentrum wordt
toegepast is energetisch doeltreffend. Hiervoor moet men natuurlijk wel aangepast
glas gebruiken en ook een goede zonnewering is onontbeerlijk voor het thermisch en
visueel comfort.


A.1. Zonnewinsten optimaal benutten

De zonnewarmte benutten die via de ramen gratis naar binnen stroomt het is een
aantrekkelijk concept in het verwarmingsseizoen. De mate waarin deze passieve
zonnewinsten kunnen worden benut hangt af van:
 de oriëntatie van de beglazing: zuid vangt veel zon in de winter,west en oost ook
   in de tussenseizoenen;
 de grootte (oppervlakte);
 de helling: hellend of horizontaal glas vangt een grotere fractie van de
   zonnestraling;
 de beschaduwing (door eigen gebouwelementen, obstakels in de omgeving,
   beweegbare zonwering);
 de type beglazing: de zontoetredingsfactor g ;
 thermische massa of de inertie van het gebouw: dit bepaalt in welke mate de
   zonnewinsten nuttig kunnen worden aangewend en hoe efficiënt de overtollige
   warmte kan worden opgeslagen voor later gebruik.

Een ruimte met veel glas en uitgevoerd in lichte materialen (of afgedekt met valse
vloeren en plafonds) zal zeer snel opwarmen door de zonnestraling maar kan het
teveel aan warmte niet tijdelijk opslaan. Het serre-effect leidt dan tot oververhitting.
Zelfs in de winter kan het dan onaangenaam heet worden, laat staan in de zomer.
Oppassen is hier de boodschap.

Heel het concept van het gebouw met glaskeuze en dimensionering moet van bij het
basisontwerp zorgvuldig bekeken worden.

HR-glas

Om de U-waarde van het glas nog te verbeteren t.o.v. gewoon dubbel glas (>2,0
W/m²K), wordt een zeer dun doorzichtig metaallaagje aangebracht. De doorzichtige
metaallaag heeft een lage emissiecoëfficiënt  voor langgolvige straling, zodat de
warmtestraling door de metaallaag wordt doorgelaten. De rest wordt opnieuw naar
binnen geleid en teruggestraald. Dit doet de warmteverliezen doorheen de beglazing
sterk verminderen.


                                                                                     46
Er zijn twee methodes voor het aanbrengen van de metaallaag:
1. pyrolyse: hierbij wordt door verhitting een coating in verschillende lagen
aangebracht. Het resultaat is een "harde" metaaloxyde-coating.
2. sputtering: Deze coating wordt aangebracht d.m.v. een magnetisch versterkt
kathodisch sputterprocédé onder hoog vacuüm. Hierdoor ontstaat een "zachte"
coating.

De zonnewinsten doorheen HR-glas zijn enkele procenten kleiner dan bij gewoon
dubbel glas. De hoogste waarden voor de globale energetische zonnestraling (ZTA of
g) worden meestal gevonden bij pyrolytische coatings die zijn aangebracht door
sputtering.




A.2. ZTA

De absolute zontoetredingsfactor, de ZTA-waarde is de factor waarmee de totale
hoeveelheid op de doorzichtbeglazing vallende zonnestraling moet worden
vermenigvuldigd om de binnenkomende hoeveelheid zonnestraling te berekenen.

Zontoetredingsfactor van een beglazing: de verhouding tussen de bezonningsstroom
die door een beglazing naar binnen komt en de bezonningsstroom die op de
beglazing invalt. In de zontoetredingsfactor zitten zowel de directe en de diffuse
transmissie als de indirecte winsten die het gevolg zijn van de absorptie van de
bezonningsstroom. Voor het onderling vergelijken van beglazingssystemen wordt om
meettechnische redenen de zontoetredingsfactor voor loodrecht invallende directe
straling gebruikt.

De tv-waarde geeft aan in welke mate het daglicht toetreedt. Dit is dus bij HR-glas
iets kleiner dan bij gewoon dubbel glas.




                                                                                47
A.3. Energieprestatie van actieve gevels

De bepaling van de thermische en energetische prestaties van bouwcomponenten
wordt vastgelegd in een groot aantal Belgische en Europese normen. De naleving
van de huidige thermische reglementering vereist de toepassing van sommige van
deze normen.

Het karakteriseren van de thermische en energetische prestaties van een actieve
gevel is niet eenvoudig omdat bij dit geveltype er een sterke interactie is tussen de
transmissie en de ventilatie. De prestaties van deze gevels verschillen naargelang de
verschillende werkingstoestanden in functie van de tijd.

        specifieke karakteristieken actieve gevels

                        geometrische niet-constante eigenschappen

                        in de tijd niet-constante eigenschappen

                        sterke interactie tussen transmissie en ventilatie

                            specifiteit van actieve gevels



De warmteoverdracht door transmissie (doorheen iedere huid van de gevel) wordt
gecombineerd met de warmteoverdracht door ventilatie (verandering van enthalpie
tussen de toevoer en afvoer van de lucht die in de gevelspouw circuleert). Om de
actieve gevel correct te kunnen evalueren, moeten de twee soorten
warmteoverdrachten gelijktijdig beschouwd worden.




                       warmteoverdracht in een actieve gevel



                                                                                  48
De energetische prestatie die enkel op niveau van de van het gevelelement wordt
beschouwd, vertegenwoordigt slechts een deel van de energetische prestatie op het
niveau van het gebouw.
Men moet niet enkel rekening houden met de warmteoverdracht door transmissie en
ventilatie, maar ook met het veranderlijke karakter van de thermische en
energetische prestaties van actieve egvels. Ze variëren in functie van verschillende
elementen:
 het type van ventilatie (natuurlijk of mechanisch)
 de zonwering (open of gesloten toestand)
 het systeem voor het sturen van de ventilatieopeningen in de gevel en de
   regeling van de ventilatoren
 de mogelijkheid voor de gebruiker om het automatisch controlesysteem te
   omzeilen


A.4. Belang van normalisatie

Bij het realiseren van een actieve gevel komt de ontwerper in contact met tal van
normen, reglementeringen en technische goedkeuringen, die vaak zijn opgesteld met
de toepassing in klassieke gevelconcepten in gedachten. Daarnaast zijn er een aantal
prestatie-eisen die kunnen opgelegd worden in bijvoorbeeld lastenboeken, waarbij
meestal opnieuw wordt verwezen naar normen. Het is daarom belangrijk te komen
tot een samenhangend geheel tussen de verschillende eisenniveaus.

Globaal gezien kan men drie niveaus eisen opleggen aan een gevelconcept:
1. eisen aan het materiaal
2. eisen aan het gevelsysteem of deelsysteem
3. eisen aan de werking van het gehele gebouw

Momenteel bestaan er geen specifieke normen voor actieve gevels, zodat de
bestaande normen moeten worden onderzocht. De toepasbaarheid van de huidige
normalisatie op actieve gevel moet worden onderzocht. Indien deze niet toepasbaar
is, moet een alternatief worden voorgesteld, hetzij onder de vorm van een
aanpassing, hetzij onder de vorm van een nieuwe norm.

A.4.1. Thermische prestaties

De berekening van de transmissieverliezen van wanden van gebouwen (berekening
van de U-waarde), gebeurt in België nog steeds volgens de norm NBN B 62-002.
Deze norm beschrijft de rekenmethode van de U-waarde van vlakke
ondoorschijnende wanden van een gebouw en van beglazing en ramen.




                                                                                 49
In de norm NBN B 62-002 komen de actieve gevels niet rechtstreeks aan bod.
Uitgaande van de veronderstelling dat het beglaasde gedeelte van de actieve gevel
wordt gezien als een homogene wand, kan de tekst van de norm wel worden
geïnterpreteerd. Hierbij onderscheidt men twee gevallen:

1. Concept van de actieve gevel waarbij de luchtspouw in contact is met de
binnenomgeving (bijvoorbeeld klimaatgevel)

Volgens de norm geldt: "Alle luchtlagen die niet luchtdicht afgesloten zijn van de
binnenomgeving worden beschouwd als behorend tot de verwarmde
binnenomgeving waarmee ze in verbinding staan doorheen openingen, spleten of
voegen; de warmteweerstand van de bouwdelen tussen deze luchtlagen en de
binnenomgeving wordt eveneens niet in rekening gebracht."

Dat betekent dat in het geval van een klimaatgevel bijvoorbeeld, enkel de dubbele
beglazing van de buitenwand in beschouwing zou moeten worden genomen bij de
bepaling van de globale U-waarde van de gevel.

2. Concept van de actieve gevel waarbij de luchtspouw in contact is met de
buitenomgeving (bijvoorbeeld tweede huid gevel)

De grootte van de openingen die op de buitenomgeving uitgeven moet worden
bepaald om de spouwsoort te kunnen bepalen (geventileerd, zwak geventileerd of
niet-geventileerd). De spouw zal als een bijkomende thermische weerstand worden
gezien die aan de totale weerstand van de wand dient toegevoegd te worden.

Indien er permanente openingen die op de buitenomgeving uitgeven bestaan, moet
de spouwsoort bepaald worden en de rekenprocedure worden toegepast. Een
verticale spouw wordt als sterk geventileerd beschouwd wanneer de grootte van de
openingen die in contact zijn met de buitenomgeving groter is dan 15 cm²/m
gevelbreedte. Die waarden komen vaak voor bij een actieve gevel. In dit geval
zouden alle windlagen tussen de spouw en de buitenomgeving niet in beschouwing
worden genomen bij de berekening van de U-waarde van de gevel. Indien er niet-
permanente openingen bestaan, kan men de U-waarde berekenen door ervan uit te
gaan dat alle openingen in gesloten stand staan (geen ventilatie in de spouw).

Deze rekenmethode weerspiegelt echter niet de reële prestaties van een actieve
gevel. Deze norm zal worden vervangen door een aantal Europese normen.
Hieronder volgt een overzicht alle EN-normen die inhoudelijk de huidige NBN B 62-
002 zullen vervangen.




                                                                               50
EN ISO 6946 : Deze norm geeft de standaardrekenmethode van de thermische
weerstand en transmissie van ondoorschijnende elementen. Hij mag niet worden
toegepast op vensters of beglazingen. Deze norm kan dus enkel gebruikt worden
voor de bepaling van de thermische weerstand van het eventuele ondoorschijnende
deel van een actieve gevel.




                                                                            51
EN ISO 10077-1: Door toepassing van deze norm kan een vaste U-waarde van
vensters, deuren, dubbelramen en voorzetramen worden berekend. Voor aanwezige
luchtlagen kan een thermische weerstand berekend worden voor lagen met een
maximumdikte van 300mm. Voor dikkere lagen levert de berekening geen correcte
resultaten op. Ook indien de luchtlaag verlucht is, mag deze norm niet worden
toegepast. Ook met deze norm kan de berekende U-waarde de reële prestaties van
de actieve gevel dus niet bepalen.

prEN ISO 10077-2: De berekening gebeurt met behulp van een tweedimensionale
numerieke methode die in overeenstemming is met de norm EN ISO 10211-1. In
principe kan deze berekening worden toegepast voor de bepaling van de U-waarde
van de raamprofielen van actieve gevels.

prEn 13947: Vanuit structureel oogpunt kunnen bepaalde geïndustrialiseerde
concepten van actieve gevels worden gelijkgesteld met gordijngevels. Deze norm
geeft een algemeen beeld van de manier om de thermische prestatie van
gordijngevels te beoordelen. Alle gevallen met ventilatie van de spouw vallen buiten
het toepassingsgebied van deze norm.

A.4.2. Thermische en energetische prestaties

ISO/FDIS 15099 - Thermal Performance of Windows, Doors and Shading Devices -
Detailed Calculations:

Deze norm bevat zeer gedetailleerde rekenprocedures voor de bepaling van de
thermische prestaties (U-waarde,...) en energetische prestaties (g-waarde,...) van
vensters en deuren. Het is ook mogelijk om de prestaties te bepalen van vensters
gecombineerd met zonneweringen.

Het geval van de geventileerde spouw (tussen de beglazing en een zonwering
bijvoorbeeld) wordt eveneens beschouwd. Er kunnen drie soorten ventilatie worden
beschouwd:
 mechanische ventilatie
 thermische trek
 ventilatie door wind

Met deze norm kunnen de prestaties van het volledige venster, inclusief het
raamwerk, worden bepaald. Het nadeel van de norm is zijn moeilijkheidsgraad. de
norm     kan   eventueel iets  vereenvoudigd   worden     met     behulp    van
simulatieprogramma's.




                                                                                 52
A.5. Regelgeving

In België zijn de eisen inzake de energetische prestaties van gebouwen de
verantwoordelijkheid van de gewesten. Tussen de thermische regelgeving en de
normalisatie is er een nauwe band: voor de naleving van de eisen van de regelgeving
moet een ganse reeks normen worden toegepast.

A.5.1. Isolatiereglementering in de Gewesten

Eisen voor de isolatie van individuele wanden (nieuwbouw en renovatie)




                  maximale U-waarden in de drie Gewesten in België

Eisen voor het isolatiepeil




                     maximaal K-peil in de drie Gewesten in België




                                                                                53
A.5.2. Energieprestatieregelgeving (EPR)

De evaluatie van de prestatie van bouwsystemen in het algemeen en van actieve
gevels in het bijzonder wordt opgelegd door verschillende Europese wetgevingen. De
Bouwproductrichtlijn (CPD - Construction Products Directive) eist de CE-markering
voor alle bouwproducten en dus ook voor actieve gevels. De nieuwe Energieprestatie
richtlijn (EPD - Energy Performance Directive) eist dat de energieprestatie van alle
nieuwe gebouwen moet kunnen worden geëvalueerd.

De EPD zal dus het totaal energieverbruik in een gebouw evalueren aan de hand van
een complexe rekenprocedure. Het bekomen berekende energieverbruik zal dan
getoetst worden aan een maximum energieprestatiepeil, waarvan de waarde wordt
vastgesteld door de overheid.

Voor een gebouw met een actieve gevel is de beoordeling van de prestaties van het
gehele gebouw op jaarbasis bijzonder belangrijk. Vermits de actieve gevel zeer vaak
in contact staat met andere systemen van het gebouw, en anderzijds meerdere
verschillende werkingstoestanden heeft, moeten de prestaties van de actieve gevel
worden beoordeeld op het niveau van het gebouw en niet enkel op dat van een
gevelmodule.




                                                                                  54
                                     Bibliografie


WTCB - rapport nr.1 - 1992: Dimensionering van centrale-verwarmingsinstallaties
met warm water

WTCB        -   Handleiding   voor    controle  op    toepassing    isolatie-  en
ventilatiereglementering - deel IV: Procedures voor thermische isolatie en netto-
energiebehoeften - april 2001

WTCB - Digest nr.8 - 1999: HR-gals: glas met een hoog rendement

http://www.wtcb.be (Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het bouwbedrijf)

Janssen E. - cursus Klimatisatie - academiejaar 2001-2002

http://www.butgb.be (Belgische Unie voor de technische goedkeuring in de bouw)

Van de Paer J. - Warmteverliesberekening - programma

RADSON -      http://www.radson.com
              berekenigsprogramma: radson.exe


COMAP -       http://www.comap.be
              berekeningsprogramma leidingsverliezen
              Verkoopsprogramma 2003
              Florys - Gebruiksaanwijzingen en montagevoorschriften
              Dhr. K. Noppen

GRUNDFOS - http://www.grundfos.com
           Circulatiepompen (brochure)
           WinCAPS versie 7.50

PNEUMATEX-http://www.pneumatex.com

REMEHA - Gas 3000 ECO - Technische informatie

G. Flamant, J. Schietekat - Energieprestatie van actieve gevels - normatieve
benaderingen




                                                                                  55

				
DOCUMENT INFO
Shared By:
Categories:
Tags:
Stats:
views:1476
posted:11/26/2011
language:Dutch
pages:55