Steven Rosseel residentiële ventilatie Optimalisatie van concepten voor vraaggestuurde Academiejaar 2007-2008 Faculteit Ingenieurswetenschappen Voorzitter: prof. dr. Bart Verschaffel Vakgroep Architectuur en stedenbouw Master in de ingenieurswetenschappen: architectuur Scriptie ingediend tot het behalen van de graad van Begeleider: Nathan Van Den Bossche Promotor: prof. dr. ir. Arnold Janssens
145
Embed
Optimalisatie van concepten voor vraaggestuurde ...lib.ugent.be/fulltxt/RUG01/001/279/247/RUG01-001279247_2010_0001... · influence of the overall temperature is of very lit tle impor-tance
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Steven Rosseel
residentiële ventilatieOptimalisatie van concepten voor vraaggestuurde
Academiejaar 2007-2008Faculteit IngenieurswetenschappenVoorzitter: prof. dr. Bart VerschaffelVakgroep Architectuur en stedenbouw
Master in de ingenieurswetenschappen: architectuurScriptie ingediend tot het behalen van de graad van
Begeleider: Nathan Van Den BosschePromotor: prof. dr. ir. Arnold Janssens
VOORWOORD i
VOORWOORD
In een tijd waar we worden geconfronteerd met ernstige milieu- en energieproblemen,
leek het mij uitermate interessant om mijn scriptie te maken in het vakgebied van de
bouwfysica gerelateerd aan energiezuinigheid. De nieuwe en strengere normering
dwingt de markt om ook op het vlak van woningventilatie naar innovatieve, energie-
armere oplossingen te zoeken. Het leek mij uitdagend om mijn steentje bij te dragen in
dit proces. In België is residentiële vraaggestuurde ventilatie nog een redelijke nieuwe
branche, zeker in vergelijking met enkele van de ons omringende landen. Het vooron-
derzoek over dit thema was achteraf gezien het ideale werkmateriaal om verder onder-
zoek op te verrichten. Hieruit bleek dat verdere optimalisatie zeker nog mogelijk was.
In dit voorwoord zou ik graag enkele personen in het bijzonder bedanken.
In de eerste plaats wil ik mijn promotor, Prof. A. Janssens, en begeleiders Jelle Laverge
en Nathan Van Den Bossche willen danken. Vooral de onophoudelijke interactie met en
interventies door Nathan hebben mijn scriptie kunnen brengen tot wat het is gewor-
den. Ook de gezamenlijke maandelijkse interventies met alle begeleiders waren telkens
zeer zinvol.
Daarnaast wil ik volgende personen bedanken voor hun directe of indirecte bijdrage in
deze scriptie: Ivan Pollet van de firma Renson N.V. voor het leggen van de link met de
realiteit; prof. A. Blömsterberg en Prof. Liddament voor het opsturen van enkele moei-
lijk te vinden wetenschappelijke artikels en CD-roms; de vele bouwpromotoren en ar-
chitectenbureaus voor het opsturen van plannen van nieuwbouwappartementen en -
woningen; en W.S. Dols en G.N. Walton van het NIST, die als ontwikkelaars van het
softwarepakket CONTAM altijd zeer vriendelijk antwoordden op mijn vragen.
Vervolgens moet ik ook mijn collega-scriptiestudenten bedanken voor het regelmatig
wisselen van gedachten. Ook mijn vrienden, kotgenoten en ploegmaats wil ik niet ver-
geten: hun luisterend oor bij het aanhoren van vaak onvatbare interne monologen over
deze scriptie, waren een echte steun.
Ten slotte wil ik mijn ouders bedanken voor hun niet-aflatende steun, niet enkel tijdens
dit laatste scriptiejaar, maar ook en vooral tijdens mijn vijf lange en korte jaren aan de-
ze universiteit.
Steven Rosseel, 2 juni 2008
TOELATING TOT BRUIKLEEN ii
TOELATING TOT BRUIKLEEN
"De auteur geeft de toelating deze scriptie voor consultatie beschikbaar te stellen en
delen van de scriptie te kopiëren voor persoonlijk gebruik.
Elk ander gebruik valt onder de beperkingen van het auteursrecht, in het bijzonder met
betrekking tot de verplichting de bron uitdrukkelijk te vermelden bij het aanhalen van
resultaten uit deze scriptie."
Steven Rosseel, 2 juni 2008
OPTIMALISATIE VAN CONCEPTEN VOOR VRAAGGESTUURDE VENTILATIE iii
OPTIMALISATIE VAN CONCEPTEN VAN VRAAGGESTUURDE
RESIDENTIËLE VENTILATIE
door
Steven ROSSEEL
Promotor: prof. dr. ir. Arnold Janssens
Begeleider: Nathan Van Den Bossche
Scriptie tot het behalen van de graad van
Master in de ingenieurswetenschappen: architectuur
Vakgroep Architectuur en Stedenbouw
Voorzitter: prof. dr. Bart Verschaffel
Faculteit Ingenieurswetenschappen
Universiteit Gent
Academiejaar 2007-2008
SAMENVATTING
Deze scriptie toont de resultaten van een onderzoek tot simulatie van vraaggestuurde
ventilatiesystemen aan de hand van een vergelijking op basis van verschillende gelijk-
waardigheidscriteria (binnenluchtkwaliteit, energieverbruik en ventilatie-efficiëntie) en
een kostenfunctie.
De simulaties worden uitgevoerd in het meerzonemodel CONTAM op zowel een vrij-
staande modelwoning als een modelappartement via een deterministische aanpak. Ver-
schillende regelstrategieën voor elk onderdeel van het systeem worden uitgewerkt en
dan geanalyseerd op basis van de vernoemde criteria en kostenfunctie.
Supervisor(s): Arnold Janssens, Nathan Van Den Bossche, Jelle Laverge
Abstract� This paper presents the results of an optimization
process of exhaust-only, demand-controlled ventilation systems,
through a comparison based on several assessment criteria (IAQ,
energy use and ventilation removal efficiency) and a fitness func-
tion. Simulations executed in the multizone airflow network
model CONTAM are carried out on both a detached residential
building and an apartment by using a deterministic approach.
Several control strategies, defining an entity of controllers for
each component of the system are worked out, then analyzed in
accordance with those assessment criteria and fitness functions.
Keywords� Assessment, control equipment, DCV, optimiza-
tion, simulation, typology
I. INTRODUCTION
This research is a continuation and an extension of a re-
search project carried out by Van Den Bossche and Janssens
who made a (probabilistic) Mont-Carlo analysis of demand-
controlled ventilation systems in residential buildings [1].
That project highlighted IAQ and energy use in a detached
residential building where presence and humidity-controlled,
exhaust-only ventilation was applied (named C+), using the
multizone airflow network model CONTAM [2].
This research departs from this approach and shows the
process of optimization of several DCV strategies for an ex-
haust-only ventilation system. However, a simplified determi-
nistic approach was used to carry out simulations on two types
of residential building: a detached house and an apartment. In
a deterministic approach each input variable is set to its aver-
age value. Furthermore, several control strategies are worked
out, defining an entity of controllers for each individual com-
ponent of the system: air inlets, transfer devices, air outlets
and fan. The comparison of the several control strategies pro-
posed takes place by using a principle of equivalence for sev-
eral assessment criteria. This principle states that an innova-
tive ventilation system has to perform the same as or better
than a legally admitted system, derived from the prescriptive
Belgian ventilation standard NBN D50-001 [3].
These assessment criteria are IAQ, energy use and ventila-
tion removal efficiency. Also, in accordance with the multicri-
teria approach developed by El Mankibi [4], a global fitness
function is presented to allow an objective evaluation of the
different controllers integrating IAQ, comfort, energy and
depreciation criteria. The principle of the developed function
consists of converting all the assessment criteria to financial
equivalents, taking into account occupant productivity, dis-
comfort cost, heating and ventilating cost, and operating
cycles of equipment.
II. MODEL
The ventilation of the homes is investigated with the multi-
zone airflow network model CONTAM [2] on a detached
house [1] and an apartment, based on the statistical analysis of
newly built homes in Belgium.
The specifications of the modeling of the apartment are to a
large extent translated from the model parameters created in
the research by Van Den Bossche and Janssens [1]. The model
of the detached house has been re-used. The modeling para-
meters of the self-regulating air inlets, ducts, fan, contaminant
generation, moisture buffering, outdoor climate and occupan-
cy schedule are well explained in that paper.
Figure 1 Floor plan of the apartment and simulation model developed
Figure 1 shows the floor plan of the apartment: the surface
area is 87.0m² and the proportion of the building volume to
the heat loss surface area of the building is 1.32m. The indoor
temperature is 18°C throughout the year because CONTAM
cannot calculate different air temperatures inside ducts for
more than one week. The temperature also has an important
influence on the extraction rate, because the ventilation sys-
tem uses relative humidity as control parameter. Therefore the
temperature may cause some uncertainty in the stack effect
and hence in the total airflow rate in the building.
On the other hand, pressure differences are primarily de-
pendent on the fan of the ventilation system. In addition, the
influence of the overall temperature is of very little impor-
tance if the objective is to compare different ventilation sys-
tems. Simulations point out that the effect of local temperature
difference is more important than the variation in the average
temperature in the building. Using a simplification of the
temperature model, the testing of hybrid exhaust ventilation
will therefore include a small deviation or error band.
EXTENDED ABSTRACT v
Figure 1 Overview of the optimization methodology
I. CONTROL STRATEGIES DEVELOPED
The standard ventilation system is only controlled by a hu-
midity and presence sensor in the ‘wet’ rooms. To ensure
further energy savings, control strategies for the inlets are also
investigated, using CO2 and relative humidity (RH) detection
(III-A). Moreover, the size of the transfer devices is being
tested (III-B). The existing response curves of the humidity-
controlled air outlets are subjected to a sensitivity analysis of
both the size fraction control of the exhaust opening and the
extracted airflow rate (III-C). Finally, 4 basic strategies for
hybrid ventilation control are being simulated (III-D).
A. Air inlets
Two major categories of the control of air inlets have been
examined: CO2 and RH control. The CO2 control band can be
stepped, proportional or exponential as shown in Figures 3, 4
and 5.
Figure 2 Air inlet, stepped CO2 control
Figure 3 Air inlet, proportional CO2 control
Figure 4 Air inlet, exponential CO2 controls (2 types)
The upper and lower band switches used, i.e. CO2 concen-
tration difference, have been varied between 400 and 1000
ppm in many different intervals.
The RH control is based on the theory of humidity-
controlled air inlets developed by Jardinier et al. [5]. The air
inlet sensor incorporates the wide variation of the outside
absolute humidity by using a local relative humidity that de-
pends both on the absolute humidity and the temperature in
the sensor’s environment, which is linked to inside and out-
side temperature. Now, the sensor equivalent temperature is
given the by following equation (Eqn.1):
������� = �� − ������ ∙ (�� − �� ) (1)
The correction coefficient (α ≈ 0.25) makes it possible for
the air inlets to work in almost all outdoor temperatures. AS a
result, the relative humidity differential has now been ampli-
fied by the effect of the α temperature correction coefficient.
More extensive explanation can be found in [5]. Only a simple
proportional control has been implemented to assess the RH
control, similar to the proportional CO2 control (Figure 4).
Also some restrictions on the air inlets are being simulated:
back-drafting on inlets and the number (and place) of sensors.
B. Transfer device
In the cross-flow ventilation strategy, the size of transfer
devices is essential to establish a good flow of air between the
‘dry’ rooms (living room, bedrooms, etc.) and the ‘wet’ rooms
(kitchen, bathroom, toilet, service room). Therefore, the size
has been varied around the mandatory sizes stated in the pre-
scriptive Belgian ventilation standard NBN D50-001 [3].
C. Exhaust openings
The existing humidity detectors control the airflow rate in
accordance with the relative humidity as shown in Figure 6
(blue line).
Figure 5 Humidity control standard system C+
A sensitivity analysis was carried out on the boundaries of
the relative humidity (standard is 25 to 70%) by varying the
lower limit (15/25/35%) and the upper limit (60/70/80%). The
black squares on Figure 5 indicate these boundaries. Secondly
0
25
50
75
100
0 200 400 600 800 1000 1200 1400
% opening air inlet
CO2concentration difference [ppm]
0
25
50
75
100
0 200 400 600 800 1000 1200 1400
% opening air inlet
CO2 concentration difference [ppm]
0
25
50
75
100
0 200 400 600 800 1000 1200 1400
% opening air inlet
CO2 concentration difference [ppm]
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0 20 40 60 80 100
extrace
d air flow rate (m³/h)
Relative Humidity (%)
EXTENDED ABSTRACT vi
the extracted airflow rates have been examined by firstly va-
rying the lower limit flows and then for 1 lower limit to vary
the upper limit flows, in order to minimize the number of
simulations (see white triangles on Figure 6).
A. Exhaust duct/fan
Finally also four common applied hybrid ventilation tech-
niques are being upheld and simulated. These techniques
consist of switching between the natural and mechanical (fan)
mode and are based on temperature difference, RH level, CO2
concentration and airflow demand. All four techniques switch
on/off, without any stepped, proportional, or other kind of
band, but apply a dead band or bandwidth (see the red dotted
lines) to prevent the instability of the controller if the meas-
ured parameter continues to stay around the set point or
switching value. The basic principles are derived from Heisel-
berg [6]. Figures 7, 8, 9 and 10 show the respective graph: the
blue lines indicate the natural mode (fan turned off) and the
red dash line the mechanical mode (fan on).
Figure 1 Temperature switch, e.g. 8°C (BW 2°C)
Figure 2 RH switch, e.g. 60% (BW 10%)
Figure 3 CO2 concentration switch, e.g. 700ppm (BW 100ppm)
Figure 4 Total extraction rate switch, e.g. 60% (BW 10%)
II. PRINCIPLE OF EQUIVALENCE
A. Indoor Air Quality
As there are no specific criteria regarding IAQ in the Bel-
gian ventilation standard NBN D50-001 [3], a certain criterion
has to be chosen. To compare the different optimization tech-
niques in the field of indoor air quality, the cumulated carbon
dioxide levels above a threshold limit value of 1000 ppm
(absolute concentration difference) are regarded. The exceed-
ings during the heating season are multiplied by the time span
in which they occur. The outcome may not produce a signifi-
cant number, but it is a relatively easy method to apply to a
large number of simulations. The cumulated carbon dioxide
levels will be compared to the levels generated by a mandato-
ry ventilation system: the innovative DCV system should
perform better for every degree of airtightness.
[ ] [ ]{ }∑=
−n
i
LIMITiCOCO
1
22 0;max (1)
Where CO2,LIMIT is taken 350ppm outside +1000ppm band
= 1350ppm.
B. Ventilation effectiveness
To evaluate the ventilation effectiveness a fictive tracer gas
has been emitted in the simulation models every time a person
is present in a ‘wet’ room at a constant rate of 1l/s using
Source/sink element in CONTAM. The accumulation in all
rooms at those times (presence in wet rooms) has been re-
garded.
C. Energy use
The third criterion gives an idea of the energy loss by venti-
lation Hv expressed in kWh. The following equation is used:
)(34.0 )()(
1
ieii
hours
i
v VnH θθ −⋅⋅⋅=∑=
(2)
The total air infiltration and ventilation rate Q at each hour
(= n, the air change rate multiplied by V, the volume of the
home) will have to be heated from outside temperature θe(i) to
the indoor temperature ��(�) of 18°C. Neglecting the moisture,
the sensible heat can now easily be calculated.
D. Fitness functions
A fitness function is a multicriteria tool that aims at provid-
ing an objective measure of any controller by which its value
has to be minimized. The easiest way to build such functions
is to use a linear function of all the criteria [7]:
i
n
i
i CF ⋅=∑=1
1 α (3)
Where Ci is an individual performance of the i criterion and αithe coefficient representing the relative weight of the Ci criterion on the global performance.
One global fitness function F1 was developed in accordance
with three criteria (CIAQ , Cenergy and Clifespan ). The definition
of weights for the selected criteria was based on finding fi-
nancial equivalents for them. Research done on global fitness
functions by Cordier [8] has been used as starting point. CIAQ
is directly derived from IV.A (eqn. 2):
[ ] [ ]{ }0;max 22 boundiIAQ COCOC −= (4)
The energy criterion is split in two parts. The first part takes
the electric power consumed [W] by the fan into account and
the second part the energy loss by ventilation [kWh] (eqn.3):
∑=
=n
i
ifanenergy PC1
,1, (5)
0
1
-10 -5 0 5 10 15 20
on (1) / off(0)
outdoor temperatur [°C]
0
1
0 20 40 60 80 100
on (1) / off (0)
Relative Humidity [%]
0
1
0 250 500 750 1000 1250
on (1) / off (0)
CO2 concentration difference [ppm]
0
1
0 20 40 60 80 100
on (1) / off (0)
% of total extraction volume
EXTENDED ABSTRACT vii
∑=
=n
i
ivenergy HC1
,2, (1)
Where Pfan ,i is the consumed electric power [W] and can be
calculated by following formula:
max
3
max, P
Q
QP
i
ifan ⋅
= (2)
Finally, to increase the life cycle of mechanical devices and
reduce maintenance or replacement cost, a stability or better
lifespan criterion has been introduced. The shorter a device
works, the longer the depreciation of life cycle will be and the
less expensive the system becomes. In this study this lifespan
criterion indicates only the percentage of the total time the fan
is working, by which the fan expresses the major mechanical
device working in the ventilation system.
The individual weights are ()* in €/ppm, ����+, ,1 in €/W, ����+, ,2 in €/kWh and .�/��01� in €/h:
0635.4 −=⋅
−⋅= EC
CC
V
Q
PkWh
ibound
IAQα (3)
0550.910003600
1, −=⋅
⋅= E
dtCkWhenergyα (4)
04.02, =energyα (5)
0343.3)(87600
(€)300−=
±= E
h
fan
lifespanα (6)
I. RESULTS AND DISCUSSION
The heating season (October 1 to April 15) was simulated
under the climate of Uccle (Belgium). The simulations aimed
at comparing the performance of the controllers developed.
All the numbers/benefits/percentages/.. are measured in ac-
cordance with the standard reference C system [3].
A. Air inlets
The CO2 control on the air inlets came out as a very effec-
tive measure to further reduce energy consumption: up to
49.6% profit in relation to the standard C system for the de-
tached house and up to 30.5% profit for the apartment. The
profit regarding the established fitness function F1 (eqn.4) is
for the apartment is up to €32 and for the house €122.50. At
the same time, the IAQ improved a lot, especially at the low-
est airtightness level of v50=0.6m³/(h.m²). No major differenc-
es are apparent for the different tested bands (stepped, propor-
tional or exponential). The proportional band (between maxi-
mum and minimum opening of the inlet) yields slightly better
results (around 1%). The higher the lower concentration of the
band (moving proportionally), the higher the (energy) profits
are and the more effective the intervention is on the control: a
proportional control band between 400-700 ppm is less effec-
tive than the band of 700-1000 ppm.
Simulations results of RH control on air inlets show that this
control type is a good alternative to CO2 control: (F1) - €25.90
(apartment) and -€114.40 (house).
Back-drafting should not be prevented, because no advan-
tages can be found. On the other hand a reduction of sensors is
possible, but only if the two rooms that are taken together,
have a similar occupation pattern and/or ventilation needs.
B. Transfer devices
Larger transfer devices can help the ventilation efficiency
and IAQ a lot; the minor energy penalty obtained because of
implementing those larger devices should not be seen as a
penalty.
C. Exhaust openings
The lower limits of the airflow fraction curves do not lead
to major difference in the criteria chosen. The choice can be
left open. Only the fact that there should always be a mini-
mum airflow to remove the building-related pollutants is es-
sential. On the other hand, the upper limits of airflow fraction
curves have a larger influence on energy savings (+12% in the
apartment & +6% in the detached house) and the removal
efficiency (-33.4% in the apartment & -27.5% in the detached
house). The sensitivity analysis carried out on the boundaries
of the relative humidity indicates that a lot of energy savings
can be achieved by raising those boundaries (+6.8%), without
a very large variation of the removal efficiency (-2.3%).
D. Ventilator
Of the four controls valuated, hybrid fan control based on
CO2 shows the best results: up to 44.2% energy savings for
the apartment and up to 76.0% for a detached house (F1: -
€58.40 or -49.4%). Temperature and RH control didn’t work
as planned and showed some simulation problems as well as
strange results (e.g. very low IAQ or unacceptable removal
efficiency). A better architecture of those controllers could
probably overcome this problem. The results of the extraction
rate switch (Figure 10) were not that good: only minor energy
savings and an almost critical IAQ. More elaborate research
should still be done on hybrid control.
II. CONCLUSION
The simulation results show a large potential for optimizing
the existing humidity and presence controlled ventilation
system C+. Great care should be taken to develop control
strategies for all the components of the system. CO2 control of
air inlets is a promising method, even though RH control is
also a good (and at present still cheaper) alternative. Further-
more, hybrid fan use can reduce energy consumption while
keeping CO2 concentrations under threshold values.
Comparing the detached house to the apartment, greater
savings can be obtained in the detached house.
ACKNOWLEDGEMENTS
The author would like to acknowledge the support of Prof.
Janssens and N. Van Den Bossche.
EXTENDED ABSTRACT viii
Table 1 Reference A system
Airtightness
[m³/(h.m²)]
IAQ [ppmh]
Energy [kWh]
ηremoval
[base =100]
F1
[€/heat.seas.]
0.6 1907895 2463.1 970.5 123.0
3 1020595 2652.3 928.8 126.7
6 470345 2878.4 896.1 133.4
9 213403 3102.3 873.2 141.2
12 98164 3328.4 856.3 149.8
Table 2 Reference C system
Airtightness
[m³/(h.m²)]
IAQ [ppmh]
Energy [kWh]
ηremoval
[base =100]
F1
[€/heat.seas.]
0.6 97194 2437.0 271.2 117.2
3 64307 2542.5 267.7 121.4
6 22041 2674.7 266.8 126.6
9 5603 2830.6 266.5 132.7
12 629 3001.0 266.3 139.5
Table 3 Air inlet control: simulation results [v50=3m³/(h.m²)]1
IAQ [ppmh]
Energy [kWh]
ηremoval
[base =100]
F1
[€/heat.seas.]
CO2-Step. 241085 1948.7 266.9 97.0
CO2-Prop.1 229332 1961.7 266.8 97.4
CO2-Prop.2 229727 1956.1 266.9 97.2
CO2-Prop.3 233907 1945.0 267.0 96.8
CO2-Exp.1 208015 1950.0 267.0 96.9
CO2-Exp.2 249039 2074.1 264.0 102.1
RH 278748 2000.8 265.6 99.2
Back-draft. 420160 1940.8 267.1 97.4
Table 4 Transfer device control: simulation results [v50=3m³/(h.m²)]
[3] NBN D50-001, Ventilation in residential buildings (in Dutch), BIN,
Brussels, Belgium, 1991.
[4] M. El Mankibi and P. Michel, Hybrid ventilation performance assess-
ment using fitness functions, Proceedings of International conference:
Passive and low energy cooling for the built environment (palenc 2005), pp.403-408, Santorini, Greece, 19-21 May 2005.
[5] L. Jardinier, M. Jardinier, J.L. Savin and F. Siret, Hygrothermal beha-
vior of humidity controlled air inlet, 23rd AIVC Conference, Washing-
ton, 2003.
[6] P. Heiselberg, (Ed.), Principles of hybrid ventilation, Aalborg, Den-
mark, Hybrid ventilation centre, Aalborg University, 2002.
[7] P. Michel, Fuzzy controllers and smart tuning techniques for energy
efficiency and overall performance of HVAC systems in building, Final report, European project Genesys, 2000.
[8] N. Cordier, Développement et évaluation de stratégies de contrôle de
ventilation appliquées aux locaux de grandes dimensions, PhD Thesis, INSAL, Lyon, 2007.
INHOUDSTAFEL ix
INHOUDSTAFEL
VOORWOORD ......................................................................................................................................... I
TOELATING TOT BRUIKLEEN ............................................................................................................... II
OVERZICHT ........................................................................................................................................... III
EXTENDED ABSTRACT ........................................................................................................................ III
INHOUDSTAFEL .................................................................................................................................... IX
NOMENCLATUUR ................................................................................................................................. XI
4 MODEL ............................................................................................................................................. 56
4.1 CONTAM ........................................................................................................................57 4.1.1 Beschrijving van het programma ......................................................................................... 57 4.1.2 Theorie ................................................................................................................................... 57
4.2 Opbouw van het model ...............................................................................................60 4.2.1 Plannen en gevelaanzichten ................................................................................................ 60 4.2.2 Hygiënische ventilatiebehoeften ......................................................................................... 60 4.2.3 Algemene parameters .......................................................................................................... 60 4.2.4 Systeemparameters ............................................................................................................... 60
7.1 Synthese van de studie ............................................................................................ 104 7.2 Perspectieven ............................................................................................................ 105
BIJLAGE A - E .............................................................................................................................. 106
Instituut voor de aanmoediging van Innovatie door Wetenschap en Techniek in Vlaanderen
LVI
Lage Ventilatie Index
NBN
Norme Belge – Belgische norm
NEN
NEderlandse Norm NIS
Nationaal Instituut voor de Statistiek, FOD Economie – Afdeling Statis-tiek
NIST
National Institute for Standards and Technology (V.S.A.)
RESHYVENT RESidential HYbrid VENTilation SENVIVV
Studie over de Energieaspecten van Nieuwbouwwoningen in Vlaan-deren: Isolatie, Ventilatie, Verwarming
TIPVENT
Toward Improved Performances of mechanical VENTilation systems
TLC
Terminal Loss Coefficient
TRNSYS
TRaNsient SYStem simulatieprogramma
TRY
Test Reference Year: weerfile voor steden in EU en USA
VOC
Vluchtige Organische Componenten
WTCB
Wetenschappelijk en Technisch Centrum voor het Bouwbedrijf
NOMENCLATUUR xii
SYMBOLEN
AV g/kg Absolute vochtigheid
Av m² Verliesoppervlak
C m³/(s.Pan) Stromingscoëfficiënt
CETA ppm CO2-concentratie in afvoerlucht
Ci ppm CO2-concentratie in binnenomgeving
Ci,grens ppm CO2-grensconcentratie in binnenomgeving
Ci,H20 kg/kg Concentratie H2O in binnenlucht
cp J/(kg.K) Specifieke warmte lucht bij 18°C (291,15 K)
Cp - Winddrukcoëfficiënt
Cs,H20 kg/kg Concentratie H2O in absorberend materiaal
cSUP ppm CO2-concentratie in toevoerlucht
ct ppm CO2-verontreinigingsconcentratie in binnenomgeving ( = cIDA)
h m/s Overgangscoëfficiënt
Hv,heat W/K Specifiek warmteverlies door ventilatie
m - Vermenigvuldigingsfactor ventilatiesysteem
ms kg/m² Massa per oppervlakte eenheid
n - Stromingsexponent
Nbew - Aantal bewoners in gebouw
Pdyn Pa Dynamische druk
Ps Pa Druk door schoorsteeneffect
Pwind Pa Winddruk
Qen - Genormeerde effectieve ventilatie
RV % Relatieve vochtigheid
S kg/s Vochtbuffering debiet
t s of h Tijd
v50 m³/(h.m²) Lekdebiet bij 50 Pa (luchtdichtheid)
Ve m³ Buitenvolume woning
Vi m³ Binnenvolume woning
vmet m/s Windsnelheid aan weerstation
Zmet m Hoogte waarop windsnelheid wordt gemeten
Zref m Hoogte van de dakrand αmet - Windprofiel aan weerstation αsensor - Correctiefactor sensortemperatuur (≈0.25) αterrein - Windprofiel van het terrein Δ m Penetratiediepte ΔP Pa Drukverschil ηvent % Efficiëntie van de verwijdering van contaminanten θe K Buitentemperatuur θi K Binnentemperatuur
θsensor K Sensortemperatuur ρlucht kg/m³ Luchtdensiteit bij 18°C (291,15 K)
1 INLEIDING 1
1
1.
INLEIDING
“Verwondering is het begin van de wijsheid.” (Plato)
“Als we wisten wat we deden, heette het geen onderzoek.” (Albert Einstein)
1.1 Algemene inleiding
1.1.1 Context
De energieprestatieregelgeving (EPB1) die sinds januari 2006 van kracht is in Vlaanderen
legt minimumeisen op aan de energieprestatie van nieuwe en gerenoveerde gebou-
wen. Die eisen hangen af van de bestemming van het gebouw en van de aard van de
werkzaamheden. Er zijn hierbij zowel eisen aan thermische isolatie (K-peil en U-
waardes) als eisen aan het binnenklimaat. Nu is er bij de berekening van het algemene
E-peil ruimte gelaten voor innovatieve bouwconcepten en -technologieën, waarbij een
alternatieve berekeningsmethode mag worden toegepast. Via een aparte ATG-E-
aanvraag kunnen innovatieve systemen toch gevalideerd worden binnen dit eisenpak-
ket en wordt innovatie dus aangemoedigd.
Voorwaarde is daarbij dat die innovatieve systemen beter zijn, of anders gezegd min-
stens ‘gelijkwaardig’ zijn aan traditionele, wettelijk toegestane systemen. De bereke-
ningsmethode om de potentiële energiebesparing van een innovatief systeem te bere-
kenen is niet eenduidig vastgelegd in de wetgeving. Om tot een sluitende en objectief
aanvaardbare ‘alternatieve’ berekeningsmethode te komen, dient er een grote weten-
schappelijk consensus te zijn over de gebruikte methodiek, parameters, eisen en evalua-
tiesysteem.
1 Energie Prestatie en Binnenklimaat
1 INLEIDING 2
In deze scriptie wordt verder gewerkt op een vooronderzoek naar optimalisatie van
ventilatiesystemen. Dit vooronderzoek, dat werd gemaakt in opdracht van de firma
Renson Ventilation N.V., handelt over hun vraaggestuurd extractiesysteem C+® [69] en
werd gefinancierd door het IWT.
1.1.2 Doelstelling en overzichtsplan
Doelstelling van deze scriptie is de mogelijkheden naar optimalisatie van bestaande
residentiële vraaggestuurde ventilatiesystemen en -concepten te onderzoeken aan de
hand van simulaties.
Volgende aspecten komen in deze scriptie naar voren:
In hoofdstuk 1 worden enkele essentiële begrippen betreffende ventilatie besproken,
als mede hun bouwfysische achtergrond.
Hoofdstuk 2 begint met een literatuurstudie over de huidige stand van kennis van
vraaggestuurde ventilatie. Ook wordt een korte, kwalitatieve analyse gemaakt over de
standaardventilatieconcepten om zo een duidelijk kader te creëren voor vraaggestuur-
de ventilatie. Op basis van de bevindingen uit de literatuurstudie wordt een overzicht
gegeven van mogelijke simulatieopties die kunnen uitgevoerd worden betreffende de
optimalisatie van de vraagsturing.
In hoofdstuk 3 wordt dan het gelijkwaardigheidprincipe aangehaald waarmee de eva-
luatie van nieuwe, innovatieve systemen moet gebeuren. Dit principe stelt dat een in-
novatief systeem minstens gelijkwaardig moet zijn aan een wettelijk toegestane sys-
teem, zoals voorgeschreven in de Belgische norm NBN D50-001. Verschillende criteria als
binnenluchtkwaliteit en energieverlies worden hierbij besproken, evenals enkele zelf
opgestelde prestatiefuncties die een globaler beeld kunnen geven bij de evaluatie van
regelingen.
De theoretische karakteristieken van het simulatieprogramma CONTAM en de opbouw
van het model in dit programma, worden vervolgens in hoofdstuk 4 behandeld. Bij de
opbouw van het model worden vooreerst de algemene en systeemparameters van de
verschillende referentiesystemen besproken. Ook worden de algemene zaken en be-
merkingen betreffende de optimalisatieregelingen uitvoerig en minutieus behandeld.
De opties voor regeling, de regelstrategieën en de omzetting in een model zijn hierbij
de drie kernpunten.
In hoofdstuk 5 worden de resultaten van de uitgevoerde simulaties gepresenteerd, in-
dividueel besproken en geëvalueerd via de in hoofdstuk 3 opgestelde evaluatiecriteria
en prestatiefuncties. Het volledige simulatieproces met de verschillende variaties (en
ook mislukkingen) wordt hierbij gerapporteerd.
Het voorlaatste deel, hoofdstuk 6, gaat over het bewonersgedrag bij of gebruikersin-
teractie met ventilatiesystemen. In het kader van deze scriptie werd een enquête opge-
steld rond dit thema, die vervolgens online op internet werd geplaatst. De resultaten
van deze enquête worden uitvoerig besproken en geïllustreerd aan de hand van grafie-
ken en diagrammen.
1 INLEIDING
In het laatste hoofdstuk word
voor verder onderzoek op dit thema.
1.1.3 Beperkingen
Twee grote beperkingen kunnen worden onderscheiden in deze studie. Ten eerste is
het thermisch comfort niet in rekening gebracht wegens de beperking
het gebruikte simulatiemodel CONTAM,
zoals bv. TRNSYS-COMIS wel heeft. Ten tweede is er geen probabilistische analyse
gepast, zodat de onzekerheid van de verschillende invoerparameters
king wordt genomen, maar
meter een gemiddelde waarde is toegekend.
Zo zal het ontwerp dat een bepaalde uitvoerparameter het meest
kleinste overschrijding van een grensconcent
ventilatieverlies, als het beste worden beschouwd. In feite is een deterministische m
thode niet echt aangewezen in een simulatiemodel met veel onzekerheden en
prestaties sterk afhangen
de vele regelingen die in deze scriptie worden getest, zou een probabilistische methode
teveel rekenwerk vergen
seerd tussen een deterministische en
Figuur 1.1: Deterministische versus probabilistische benadering
2 Een voorbeeld van een vaak gebruikte probabilistische methode is de Monte
In het laatste hoofdstuk worden ten slotte conclusies gemaakt, als mede aanbevelingen
voor verder onderzoek op dit thema.
Beperkingen van de studie
Twee grote beperkingen kunnen worden onderscheiden in deze studie. Ten eerste is
het thermisch comfort niet in rekening gebracht wegens de beperking
het gebruikte simulatiemodel CONTAM, waarbij geen thermische koppeling
COMIS wel heeft. Ten tweede is er geen probabilistische analyse
dat de onzekerheid van de verschillende invoerparameters
, maar wel een deterministische methode waarbij aan elke par
meter een gemiddelde waarde is toegekend.
Zo zal het ontwerp dat een bepaalde uitvoerparameter het meest
kleinste overschrijding van een grensconcentratie bij binnenluchtkwaliteit of
, als het beste worden beschouwd. In feite is een deterministische m
thode niet echt aangewezen in een simulatiemodel met veel onzekerheden en
afhangen van de bezettingsgraad en gebruikersprofielen.
die in deze scriptie worden getest, zou een probabilistische methode
teveel rekenwerk vergen. In onderstaande figuur wordt het onderscheid geschemat
seerd tussen een deterministische en probabilistische benadering
eterministische versus probabilistische benadering.
Een voorbeeld van een vaak gebruikte probabilistische methode is de Monte-Carlo
3
, als mede aanbevelingen
Twee grote beperkingen kunnen worden onderscheiden in deze studie. Ten eerste is
het thermisch comfort niet in rekening gebracht wegens de beperking opgelegd door
geen thermische koppeling mogelijk is,
COMIS wel heeft. Ten tweede is er geen probabilistische analyse2 toe-
dat de onzekerheid van de verschillende invoerparameters niet in aanmer-
een deterministische methode waarbij aan elke para-
Zo zal het ontwerp dat een bepaalde uitvoerparameter het meest optimaliseert, bv.
binnenluchtkwaliteit of kleinste
, als het beste worden beschouwd. In feite is een deterministische me-
thode niet echt aangewezen in een simulatiemodel met veel onzekerheden en als de
ad en gebruikersprofielen. Echter door
die in deze scriptie worden getest, zou een probabilistische methode
onderstaande figuur wordt het onderscheid geschemati-
probabilistische benadering (Figuur 1.1).
Carlo-analyse [70].
1 INLEIDING 4
1.2 Bouwfysische begrippen
1.2.1 Algemene begrippen
1.2.1.1 Lucht
In CONTAM wordt lucht behandeld als een ideaal gas met eigenschappen berekend
Een luchtdichtheidstest van een gebouw, of de ‘blower door test’, is een gangbare ma-
nier om de luchtdichtheid van een gebouwschil te bepalen. Het gebruik van een venti-
lator in onder- of overdruk is relatief snel en goedkoop. De test karakteriseert zodoen-
de de luchtdichtheid van de gebouwschil onafhankelijk van weeromstandigheden. In
deze procedure plaatst men een grote ventilator of blazer in een deur of raam die een
groot en uniform drukverschil induceert over de gebouwschil4. Een gebruikelijke lucht-
dichtheidswaarde is een lekdebiet (v50) bij 50 Pa gedeeld door het gebouwvolume om
eenheden van ventilatievouden per uur te verkrijgen (ACH = Air Change Rate, h-1). Via
CONTAM kan er gemakkelijk een dergelijk test uitgevoerd worden. Hieronder wordt er
een voorbeeld van een dergelijke test getoond (Figuur 1.2).
3 [J] = [N.m] 4 p.27.12 [2]
1 INLEIDING 5
Figuur 1.2: Luchtdichtheidstest appartement, systeem A, v50 = 3 m³/(h.m²)
Hoe luchtdichter de schil, des te kleine de netto-energiebehoefte voor verwarming, op
voorwaarde dat alle overige parameters gelijk gehouden worden. Een gebrekkige
luchtdichtheid heeft veel nadelen: oncontroleerbaar energieverbruik; tochtproblemen;
slechtere geluidsisolatie; grotere kans op vochtmoeilijkheden; afbraak van de warmte-
isolerende kwaliteit en thermische traagheid etc.
Luchtdichtheid wordt, zoals eerder aangehaald, gemeten door middel van een ‘op-
blaasproef’. Alle buitendeuren, ramen en ventilatievoorzieningen gaan dicht en bin-
nendeuren wordt opengezet. In de plaats van de inkomdeur komt een deur met inge-
bouwde, geijkte ventilator. Daarmee wordt het gebouw in over- of onderdruk gezet.
Per drukstap noteren we het ventilatordebiet :; en het luchtdrukverschil :; = 1 ∙ ∆2=, met a de luchtdichtheidscoëfficiënt en b de luchtdichtheidsexponent van het gebouw.
Hoe kleiner a, des te luchtdichter de verliesoppervlakte5.
Als kenmerkende waarde wordt het ventilatievoud bij een drukverschil van 50 Pa ge-
nomen (v50). Hoe kleiner v50 [h-1], des te beter de luchtdichtheid. Een raming van het
gemiddelde ventilatievoud bij bewoning, uitgaande van v50, gebeurt o.a. met de vuist-
regel: v = v50 / (10... 20) + vu, met vu de extra ventilatie ten gevolge van het gebouwge-
bruik. De laatste jaren worden in diverse landen eisen gesteld aan de luchtdichtheid van
de verliesoppervlakte (Tabel 1.1). Nogmaals, een luchtdichter verliesoppervlakte impli-
ceert dat werk moet worden gemaakt van een goed ontworpen ventilatiesysteem. Zo-
niet, ontstaan vervelende binnenmilieuproblemen uit vlak van comfort, gezondheid en
vochthuishouding.
v50 in [h-1] Wijze van ventileren
> 13 te luchtopen 8 - 13 Gematigd klimaat
Koud klimaat Natuurlijke ventilatie via infiltratie Te luchtopen
5 - 8 Gematigd klimaat Koud klimaat
Te luchtdicht voor natuurlijke ventilatie via infiltratie, te luchtopen voor gestuurde ventilatie Te luchtopen
3 - 5 Gematigd klimaat Koud klimaat
Gestuurde natuurlijke ventilatie of afzuigventilatie Afzuigventilatie
1 - 3 Gematigd klimaat Koud klimaat
Gebalanceerde ventilatie Gebalanceerde ventilatie
< 1 Gematigd klimaat Koud klimaat
Gebalanceerde ventilatie Gebalanceerde ventilatie
5 De verliesoppervlakte is de oppervlakte van een gebouwschil die in contact staat met de buitenomgeving.
Tabel 1.1: Luchtdichtheid en wijze van ventileren, bron Hens [31]
1.2.2 Natuurlijke ventilatie
1.2.2.1 Drijvende krachten
1.2.2.1.1 Wind
Figuur 1.3: Winddrukken op een gebouwschil
Wind die blaast op een rechthoekig gebouw induceert een positieve druk op de loefzij-
de en een negatieve druk op de lijzijde en in het zog van de zijdelingse vlakken. Dit
maakt dat lucht door openingen gaat en zo vanaf de positieve drukzijdes naar de nega-
tieve drukzijdes door het gebouw stroomt. Op het dak heerst er eveneens een onder-
druk, door de zuiging van de wind (Figuur 1.3).
De ontstane drukverdeling is proportioneel met de heersende windsnelheid en wordt
beschreven door de vergelijking van Bernoulli:
2> = 8 ∙ ?@ ∙ AB2
(1.3)
Met
2> Winddruk op een bepaald punt [Pa] 8 Luchtdensiteit [kg/m³] ?@ Winddrukcoëfficiënt [-] A Lokale windsnelheid op referentiehoogte [m/s]
?@ is een empirisch afgeleide parameter, die hoofdzakelijk gebaseerd is op resultaten
uit windtunneltesten. Er wordt verondersteld dat hij onafhankelijk is van de windsnel-
heid, maar wel varieert volgens de windrichting en locatie op de gebouwschil. Deze
waarde wordt sterk beïnvloed door de (obstructie-elementen in de) omgeving van het
gebouw. Typische ?@-waarden zijn terug te vinden in het AIVC-handboek, Appendix 2,
p.257-260 [45].
De windsnelheid kan worden bepaald met onderstaande formule, die rekening houdt
met de ruwheid van het terreinoppervlak en de hoogte boven de grond. Er wordt ge-
bruikt gemaakt van een referentieniveau voor de windsnelheid (Figuur 1.4). Hiervoor
1 INLEIDING 7
wordt gewoonlijk de gebouwhoogte gekozen. Specifieke winddata zijn normaal nooit
beschikbaar, waardoor informatie van een lokaal weerstation, i.c. Ukkel, moet worden
gebruikt. Zulke data zullen dan worden gecorrigeerd om het verschil in gebouwhoogte
en terreinruwheid in rekening te brengen.
A>CDE,F = A>CDE,GHI ∙ J ∙ K; (1.4) Met A>CDE,F Windsnelheid op gebouwhoogte [m/s] A>CDE,GHI Windsnelheid gemeten op 10 [m] in open landschap [m/s] K Gebouwhoogte [m] J, 16 Constanten afhankelijk van terreinruwheid [-]
Figuur 1.4: Invloed van windprofiel en -snelheid op de lokale windsnelheid
De windkracht die de woning omspoelt is meestal lager dan de gemiddelde, opgegeven
meteorologische windsnelheden voor een bepaalde regio, en de meteorologische ge-
gevens overschatten de winddrukken op de gebouwschil. Dit komt doordat deze waar-
den gemeten worden in een weerstation, in een open vlakte zonder omgevende ge-
bouwen, hindernissen of topografische verschillen en op een hoogte van 10 m.
1.2.2.1.2 Temperatuur
Figuur 1.5: Drukverschillen en luchtstroompatroon door effect van het temperatuurverschil
6 Zie AIVC-handboek p.230 [37]
1 INLEIDING 8
Het drukverschil door schoorsteeneffect ∆2M tussen twee verticaal gelegen openingen
wordt bij toepassing van de ideale gaswetten:
∆2M = −8N ∙ + ∙ 273.15 ∙ (ℎB − ℎS) ∙ T 1�H − 1�CU
(1.5)
Met:
∆2M Drukverschil door het schoorsteeneffect [Pa] 8N Luchtdensiteit bij 273,15 K, 1,29 [kg/m³] g Valversnelling, 9,81 [m/s²] �H Temperatuur buitenlucht [K] �C Temperatuur binnenlucht [K] ℎS Hoogte opening 1 [m] ℎB Hoogte opening 2 [m]
Figuur 1.6: Drukverschil door schoorsteeneffect tussen twee verticaal gelegen openingen
Het vlak waar er geen drukverschil tussen binnen en buiten is, wordt het neutraal druk-
vlak genoemd.
1.2.2.1.3 Combinatie
De totale druk wordt verkregen door de winddruk en druk geïnduceerd door het
schoorsteeneffect bij elkaar op te tellen:
2IVI;;W = 2> + 2M (1.6)
1.2.2.2 Luchtstroom door openingen
Luchtstroming door een lek, een raamaanslag, een deuraanslag, een opening, een roos-
ter, een leiding, een ventilatiepijp... kan men beschrijven via volgende formule voor een
massabalans:
:; = Y;7 ∙ ∆2 = 1 ∙ ∆2= (1.7) Met: 7 In sommige gevallen beschrijft Y; de luchtdoorlatendheid van een onderdeel (denk aan een rooster of een pijp), in andere gevallen gaat het om een waarde per lopende [m] bij voeg, spouw of per [m²].
1 INLEIDING 9
:; Massadebiet van de luchtstroom [kg/s] a Doorlatendheidscoëfficiënt bij 1 Pa [-] ∆2 Drukverschil [Pa] b Doorlatendheidsexponent [-] Y; Luchtdoorlatendheid van een component, 1 ∙ ∆2=ZS [-]
Het verband tussen de luchtstroom Q, als volumebalans, door een opening in een ge-
bouwschil en het drukverschil hierover, noemt men dus de lekkage van die opening en
kan men ook met de volgende, meer klassieke vergelijking voor het luchtdebiet door
een opening beschrijven:
* = ?E ∙ ) ∙ [2 ∙ ∆28 (1.8)
Met:
* Luchtdebiet [m³/s] ?E Ontladingscoëfficiënt voor de opening8 [-] ) Oppervlakte van de opening [m²] ∆2 Drukverschil over de opening [Pa] 8 Luchtdensiteit, 1,2 [kg/m³]
Vaak wordt deze uitdrukking vereenvoudigd tot de bekende krachtwet of ‘Power-law’:
∆2 Drukverschil over de opening [Pa] 2S, 2B Statische druk binnen en buiten [Pa] 8 Luchtdensiteit, 1,2 [kg/m³] + Valversnelling, 9,81 [m/s²] KS, KB Hoogte binnen en buiten [m] AS, AB Snelheid binnen en buiten [m/s]
8 Hangt af van de vorm van de opening en het drukverschil
1 INLEIDING 10
Volgende parameters hebben betrekking op de zones: druk, temperatuur en hoogte-
peil. De waarden van de hoogte van de zone worden gebruikt om drukken door het
schoorsteeneffect te bepalen. Als de zone een kamer voorstelt, kunnen de lucht-
stroomelementen die met de kamer verbonden zijn op een andere hoogte liggen dan
de referentiehoogte. De hydrostatische vergelijking wordt gebruikt om het drukverschil
over een luchtstroomelement te relateren aan de hoogtes van de elementuiteinden en
de zone zelf, door te veronderstellen dat lucht in de kamer op constante temperatuur
is. Druktermen kunnen herschikt worden en een mogelijke winddruk voor de openin-
gen in de gebouwschil kan toegevoegd worden, zodat men volgende formule bekomt:
∆2 = 2_ − 2C + 2M + 2> (1.11) Met:
∆2 Drukverschil over de opening [Pa] 2C, 2_ Totale druk in de zones i,j [Pa] 2M Drukverschil als gevolg van verschil in densiteit en hoogte of drukverschil als gevolg van schoorsteeneffect
[Pa]
2> Drukverschil als gevolg van wind [Pa]
1.2.3 Mechanische ventilatie
1.2.3.1 Ventilator9
1.2.3.1.1 Werkingspunt
Het werkingspunt is het snijpunt (3) tussen de ventilatorkromme (1) en de leidingkarak-
teristiek (2) die een tweedegraadsfunctie is.
Figuur 1.7: Ventilatorwerking
1.2.3.1.2 Ventilatorwetten
Bij verandering van het toerental zal het debiet evenredig veranderen:
9 Gebaseerd op documentatie van GEA Happel, http://www.gea-happel.be
1 INLEIDING 11
`�����`1. 1`�����`1. 2 = a�b��` 1a�b��` 2
(1.12)
De ventilatordruk verandert evenredig met het kwadraat van de toerentalaanpassing:
c`�����`1. 1`�����`1. 2dB = a�eJ 1a�eJ 2
(1.13)
Het opgenomen vermogen verandert evenredig met de derde macht van de toerenta-
laanpassing:
c`�����`1. 1`�����`1. 2df = A��9�+�� 1A��9�+�� 2
(1.14)
1.2.3.1.3 Werking van de ventilator
Een ventilator versnelt de lucht op de schoepen. In het slakkenhuis wordt deze snelheid
omgezet in statische druk. Niet alle snelheid wordt omgezet in druk: de overblijvende
restsnelheid, of uittredesnelheid AgHMI, bepaalt de dynamische druk:
2EhD = 8 ∙ AgHMIB2
(1.15)
1.2.3.2 Leidingen
De theorie over leidingen (en kanalen) is goed uitgelegd en samengevat in hoofdstuk
35 van ASHRAE Fundamentals Handbook [4]. Analyse wordt gedaan op basis van de
formules van Bernoulli en zijn veronderstellingen.
De wrijvingsverliezen in een sectie van een leiding of kanaal worden gegeven door:
∆2i = / ∙ jk ∙ 8 ∙ AB2
(1.16)
Met:
∆2i Drukverliezen door wrijving in (sectie van) leiding [Pa] / Wrijvingsfactor [-] j Lengte leiding [m] k Hydraulische diameter [m] 8 Luchtdichtheid, 1,2 [kg/m³] A Snelheid [m/s]
De dynamische verliezen als gevolg van aansluitingen en dergelijke worden op hun
beurt gegeven door:
∆2E = ?E ∙ 8 ∙ AB2
(1.17)
Met:
?E Dynamische verliescoëfficiënt [-]
1 INLEIDING 12
Het totale drukverlies wordt dan gegeven door:
∆2 = ∆2i + l ∆2E
(1.18)
Aangezien m = 8 ∙ A ∙ ) m = n2 ∙ 8 ∙ )B ∙ ∆2/ ∙ jk + ∑ ?E
(1.19)
CONTAM berekent de wrijvingsfactor door gebruik te maken van de niet-lineaire Cole-
brook vergelijking [45, p.2.9 eqn.29b]:
1p/ = 1,44 + 2 ∙ log ]1 + 9.35� ∙ t/k ∙ p/^
(1.20)
Met
t Ruwheid [-] 5� Getal van Reynolds [-]
5� = 8 ∙ 3 ∙ kv = m ∙ kv ∙ )
(1.21)
Deze niet-lineaire vergelijking kan gemakkelijk opgelost worden door volgende itera-
tieve uitdrukking te gebruiken, afgeleid van vergelijking (1.20) via Newtons methode:
g p/ [m³/s] α 1.14 − γ ∙ ln {tk| [-] y 9,3{5� ∙ tk| [-]
x 2 ∙ log(�), = 0,868589
[-]
De convergerende oplossing wordt bereikt in 2 of 3 iteraties van vergelijking (1.22)
door g = als startwaarde te stellen. De opgeslagen g-waarde van een vorige tijdstap
wordt gebruikt om de g-waarde te berekenen voor de volgende tijdstap voor een speci-
fiek leidingelement, en als het stroomdebiet niet drastisch is veranderd, zal er slechts 1
enkele iteratie van de vergelijking (1.22) nodig zijn om de wrijvingsfactor te berekenen.
De exacte afleidingen van vergelijking p/ zijn moeilijk te berekenen, zodoende ge-
bruikt CONTAM een secans-benadering. De afleidingen hebben te lijden onder het
standaard probleem van krachtwetvergelijkingen, nl. ze worden ongedefinieerd als ∆2 naar 0 nadert. Dit wordt opgelost in CONTAM door de lineaire benadering
1 INLEIDING 13
m = ?~ ∙ 8 ∙ ∆2v
(1.23)
Een meer gedetailleerde beschrijving van de stroom in laminair regime kan verder wor-
den ontwikkeld, maar dit zou hoogst waarschijnlijk het detailniveau overschrijden
waarin de rest van het probleem in CONTAM wordt beschreven.
2 LITERATUURSTUDIE 14
2
2. D
LITERATUURSTUDIE
“Een verstandig man beoordeelt het nieuwe naar het oude.” (Sophocles)
“Nuchter zijn en twijfelen, dat is de kern van wijsheid.” (Epicharmos)
2.1 ‘State-of-the-art’: Vraaggestuurde ventilatie
Met de term ‘state-of-the-art’ wordt in wetenschappelijke kringen gedoeld op de hui-
dige stand van zaken, technologie of kennis. De positionering van vraaggestuurde ven-
tilatie in het volledige ventilatieplaatje is niet zonder meer arbitrair, maar is een onder-
deel in de ontwikkeling van de ventilatietechnologie en -kennis.
2.1.1 Definitie
Wat wordt nu precies met bedoeld met vraagsturing, vraaggestuurde ventilatie of
vraaggeregelde10 ventilatie? In het ventilatiehandboek van het AIVC-centrum lezen we
volgende definitie [45]:
‘Vraaggestuurde ventilatiesystemen voorzien dat het (hygiënisch) ventilatiedebiet au-
tomatisch geregeld wordt afhankelijk van de variaties van de binnenluchtkwaliteit.
Ventilatie wordt daardoor enkel geleverd waar en wanneer er nodig is, en op andere
tijdstippen kan de ventilatie gereduceerd worden om ruimteverwarming en koelverlie-
zen te minimaliseren.’
Vraagsturing is met andere woorden optimaal omspringen met de te leveren ventilatie-
lucht op basis van plaats, bezetting en tijdstip.
10 In het Engels spreekt men van ‘Demand Controlled Ventilation’, acroniem DCV
2 LITERATUURSTUDIE 15
2.1.2 Achtergrond
Enkele trends liggen aan de basis van het groeiende potentieel voor deze technologie.
Als we kijken naar de situatie in Nederland, bestaat hun huizenmarkt anno 2008 uit
Tabel 2.1: Franse statistieken (INSEE), 2003, voor de gehele huizenmarkt
In België is deze trend ook vast te stellen, zo blijft uit cijfers van het NIS. Niet enkel in
de Westerse landen, maar ook elders bestaan gelijkaardige cijfers: in Russische stedelij-
ke gebieden is het bewoonbare oppervlakte per persoon in slechts 12 jaar tijd met 26%
gegroeid: van 15,7 m² in 1990 tot 19,8 m² in 2002. Hoewel de grootte nog steeds lager
is dan in Westerse landen, is deze dalende trend ook daar duidelijk te herkennen [39].
Hoe lager de bezetting is, hoe lager de noodzaak tot (continue) ventilatie is en hoe ef-
ficiënter (grotere energiebesparing) bijgevolg vraagsturing wordt. Deze trends bevesti-
gen dus het groeiend potentieel voor vraaggestuurde ventilatie in de nabije toekomst.
2.1.3 Voordelen vraagsturing en energiebesparing
De voordelen ten opzichte van een klassiek systeem C of D zijn11: minder energiever-
bruik bij minstens eenzelfde binnenluchtkwaliteit [13]. Bij klassieke mechanische syste-
men wordt de ventilatorstand manueel zeer vaak bijgeregeld op een te lage stand, ten
gevolge van het vaak storende ventilatorgeluid, met onderventilatie en slechtere bin-
nenluchtkwaliteit als nadelige gevolgen. Bij alle soorten mechanische ventilatiesyste-
men wordt om de hierboven aangehaalde redenen in de praktijk dus vaak te weinig
geventileerd [64], met een slecht binnenluchtkwaliteit tot gevolg.
Het toepassingsgebied van vraaggestuurde ventilatie is zowel nieuwbouw als renovatie
[34, 40]. De slaagkans van vraagsturing in woningen is afhankelijk van de regelgeving,
de kostprijs [39], maar ook de performantie op vlak van binnenluchtkwaliteit en ener-
giebesparing, het algemene comfort, het gemak van onderhoud, het uitzicht... kunnen
zeker een rol spelen (§ 6.2).
Het precieze reductiepotentieel van vraaggestuurde ventilatie hangt af van verscheide-
ne factoren [54, 62]: klimaat, gebouwtype, ventilatiesysteem, bezettingspatroon, lucht-
11 de bespreking van de traditionele ventilatieconcepten gebeurt in § 2.3
2 LITERATUURSTUDIE 16
dichtheid, hoeveelheid gebouwgebonden contaminanten etc. De energiebesparing ligt,
afhankelijk van het onderzochte model, tussen 5 en 85% (Tabel 2.2).
Gebouwtype Simulatie Meting Klimaat Energiebesparing [9] Kantoor X Matig 75 - 85% [62] Alle X Streng 30 - 45% [65]
Residentieel X X Streng/Matig 26-30%
[54] Commercieel X Streng/Matig Tot 75% [25, 26] Alle X X Matig / Mild 5 – 80% [66] Alle X Matig Tot 50% [10] Kantoor X X Matig Gemiddeld 40 / 42% [23] School X Matig Tot 78.5% [8] Residentieel X Streng 20-30%
Tabel 2.2: Energiebesparing door vraaggestuurde ventilatie
De impact van vraaggestuurde ventilatie op gebouwgebonden contaminanten, voor-
namelijk VOC12, is al vaak bediscussieerd [44], waarbij aangenomen wordt dat, als de
CO2-concentraties door middel van het systeem onder limietwaarden gehouden wor-
den, de andere contaminanten ook voldoende zullen verdund en geëxtraheerd worden.
Opdat dit zou slagen, moeten er twee zaken mee worden genomen: ten eerste bronbe-
strijding van dergelijke contaminanten door de juiste keuze van bouwmaterialen en
constructiewijzen en ten tweede ook altijd een minimaal ventilatiedebiet voorzien [55].
2.1.4 Regelparameters
2.1.4.1 Vooraf
Onder regelparameters worden verstaan die parameters die gebruikt worden om de te
regelen parameters (CO2, relatieve vochtigheid, enthalpie...) of geregelde parameters te
regelen en te optimaliseren.
Vooraleer de werking van de regeling te beschrijven, kan het interessant zijn stil te
staan bij enkele a priori factoren. Zoals al aangehaald is een criterium ter beoordeling
van een ventilatiesysteem bv. de behaalde binnenluchtkwaliteit. Wyon [79] toonde aan
dat prestaties van werknemers in werksituaties in kantoren significant en substantieel
worden beïnvloed door veranderingen in de binnenluchtkwaliteit. Hoewel dit eigenlijk
betrekking heeft op werksituaties, kan deze gedachte toegepast worden op woonsitua-
ties, waar een goede binnenluchtkwaliteit ook essentieel is. Minder comfort wil in feite
zeggen dat het ventilatiesysteem minder performant. Zeer belangrijk hierbij is te weten
de mens 90% van zijn tijd doorbrengt in gebouwen, waarvan het grootste deel in zijn
woning [79].
Er zijn veel regelparameters voorhanden: manuele regeling, timer, lichtschakelaar, rela-
tieve vochtigheid, beweging, VOC of gemengde gassen, CO2, kleine partikels, radon...
VOC-sensoren zijn zeer gevoelig voor geuren en verbrandingsproducten, maar voor een
goede indicatie van de bezetting is CO2 een betere regelparameter [25]. Eveneens is de
afbakening van de juiste grens en het juiste bereik om op te sturen bij VOC-sensoren
12 Volatile Organic Compounds of Vluchtige Organische Componenten
2 LITERATUURSTUDIE 17
zeer moeilijk en voorlopig niet betrouwbaar genoeg. CO2 daarentegen is een meer ge-
schikte en gebruikte Regelparameter bij vraaggestuurde ventilatiesystemen, maar be-
langrijk daarbij te weten is dat CO2 zeker niet de enige contaminant is. De CO2-
concentraties die in woningen voorkomen zijn op zich totaal niet schadelijk voor de
gezondheid. Daarvoor zijn veel hogere concentraties (en langdurige blootstelling er-
aan) nodig. Wel is CO2 zeer verdienstelijk om de algemene binnenluchtkwaliteit te ken-
nen en hierop vervolgens te sturen [25, 45, 58].
Liddament, Temple en Holton stelden vast dat ook de condities van het buitenklimaat
met hun parameters rekening moeten gehouden worden [45, 65]. De buitentempera-
tuur �H bepaalt mee hoe groot de natuurlijke infiltratie is in een gebouw, en als het
temperatuurverschil tussen binnen en buiten vergroot, kan men in principe de ventila-
torwerking reduceren [65]. Hybride ventilatorregeling beroept zich op dit principe (§
2.4.4.3). Ook de vochtregeling bij toevoerroosters speelt hierop in (§ 2.4.2.2).
2.1.4.2 CO2
De meest gebruikte technologie bij vraaggestuurde ventilatie is primair gebaseerd op
CO2-detectie met behulp van CO2-sensoren. Wat de sensoren betreft, wordt gesteld dat
er per toevoerzone een sensor noodzakelijk is, liefst op een representatieve plek zodat
de bezetting in de zone goed wordt weergegeven [45]. Het is bovendien te vermijden
om die sensor in een tochtstrook, boven warmtebronnen, bij deuren of in een dode
zone te plaatsen [9], omdat dit de meting ernstig kan verstoren, met een foute inter-
pretatie van de resultaten tot gevolg. Lang waren CO2-sensoren zeer duur [55]. Er is
echter beterschap in het vooruitzicht want in 2001 was de prijs op 3 jaar al gehalveerd
tot 250 euro en deze trend blijft zich doorzetten. Tegenwoordig zijn er al CO2-sensoren
op de markt in het buitenland voor ca. 50 euro (Alusta). Deze prijsdaling is een direct
gevolg van de grotere toepassing van vraagsturing en bijgevolg grotere en goedkopere
(serie)productie. Bovendien worden de laatste jaren ook steeds vaker gecombineerde
sensoren op de markt gebracht die de CO2-meting combineren met bv. meting van de
relatieve vochtigheid en/of temperatuur [58]. Ook is de stabiliteit op lange termijn fors
verbeterd en is zelfs zelfkalibratie nu mogelijk [72]: nu zijn de meeste CO2-sensoren
zelfkalibrerend de een 2% nauwkeurigheid hebben en dit gedurende minimaal 5 jaar
[2]. Hun meetbereik ligt daarbij standaard tussen 300 en 3000 ppm. Aangenomen wordt
dat de CO2-concentratie buiten tussen 300 en 400 ppm ligt en naar 500 ppm neigt in de
buurt van drukke wegen of industriegebieden [40].
De regelstrategie van CO2-gebaseerde vraaggestuurde ventilatie is al veelvuldig onder-
zocht en gedocumenteerd, waarbij naar voren kwam dat de premisse van variabele be-
zetting (en dus vraag) primordiaal is. De regeling gebeurt door de grootte van het toe-
voerrooster te variëren en/of de afvoermond of ventilatorsnelheid te veranderen [25,
43].
Wat die regeling specifiek inhoudt, is echter verscheiden bij de verschillende studies. In
onderstaande tabel wordt een overzicht gegeven van enkele belangrijke artikels inzake
CO2-regeling. Belangrijk is hierbij wel te bemerken dat de meeste van deze studies niet
handelen over CO2-regeling in residentiële gebouwen:
2 LITERATUURSTUDIE 18
TO13 AO Bereik (ABS.) Dode band
Methode
[3] Anon 1986 X 700 - 1000 Proport. [9] Bernard 2000 X 400 - 1200 Proport.
[14] Carpenter 1996 X 800 of 1000 Aan/Uit [16] Davidge 1991 X 800 200 Aan/Uit [19] Donnini 1994 X 600 - 1000 Proport. [28] Fehlmann 1993 X 750 / 1350 150/200 Getrapt [29] Gabel 1986 X 1000 - 1200 Proport. [33] Huze 1994 X 1200 500 Aan/Uit [49] Ogasawara et al. 1979 X 800 - 1000 Proport. [58] Schell 2001 X X 450 - ? Proport [61] Sorenson 1996 X
X 900 - 1000 1000 - ?
200 300
Proport. Proport.
[63] Strindehag 1990 X 600 - ? Proport. [81] Zamboni 1991 X 700 / 1300 Getrapt
Het literatuuroverzicht over CO2-geregelde ventilatie toont zeer verschillende grens-
waarden en regelstrategieën: aan/uit regeling bij een waarde tussen 600 en 1200 ppm,
eventueel met implementatie van een dode band tussen 200 en 500 ppm. Daarnaast is
er ook sprake van getrapte of proportionele regeling van 0 tot 1 van de afvoermonden
of ventilator bij waarden al vanaf 100 ppm boven buitenniveau, en met eventueel een
dode band van 150 tot 300 ppm [58]. Vaak worden de grenzen 400 tot 1200 ppm ge-
bruikt voor een proportionele regeling [9], maar natuurlijk blijft dit arbitrair en moet
dit per situatie worden onderzocht.
Vroeger werd een CO2-concentratieverschil14 tussen binnen en buiten van 700 ppm als
vuistregel gebruikt [20, 26, 58]. De grenswaarden opgegeven door verschillende instan-
ties, met als belangrijkste het AIVC-centrum, neigen nu naar 1000 ppm (concentratie-
verschil). Mumma [48] en ook [43] maken onrechtstreeks dan weer gebruik van een CO2-
regeling door op basis van het concentratieverschil en het type activiteit de actuele be-
zetting te schatten en daarvoor dan de nodige ventilatiestromen te voorzien, volgens
de genormeerde ventilatiebehoefte per persoon. Wat ook vaak wordt vastgesteld is dat
bewoners bij een hogere CO2-concentratie binnen, als positief effect, een warmer ge-
voel hebben [25].
2.1.4.3 Relatieve vochtigheid
De tweede grote groep van gebruikte Regelparameters voor vraagsturing is de relatieve
vochtigheid. Zoals Liddament het stelt [45], is het beperken van de relatieve vochtigheid
binnen aanvaardbare grenzen nodig om verschillende redenen: (1) het voorkomen van
condensatie op oppervlakken en in constructies zelf, wat zou kunnen leiden tot schade
en vroege aftakeling van materialen; (2) het risico op schimmelgroei verminderen; en
(3) het aantal huismijten limiteren [8]. Een goede detaillering van de constructie om
koudebruggen te vermijden is hierbij een belangrijke randvoorwaarde. Algemeen wor-
13 TO = toevoeropening, AO = afvoeropening, (DO = doorstroomopening) 14 In Tabel 2.3 worden absolute waarden gebruikt, in het vervolg echter zal enkel nog het concentratiever-schil in ppm worden gebruikt.
2 LITERATUURSTUDIE 19
den die grenzen geraamd op 30 – 70% [78]. Om te sturen op basis van relatieve voch-
tigheid in de droge toevoerruimtes, moet er rekening gehouden worden met de moge-
lijk optredende hysteresis en de fluctuerende relatieve vochtigheid in het buitenklimaat
[62]. In paragraaf § 2.4.2.2 die handelt over de regeling van de toevoerroosters op basis van relatieve vochtigheid, wordt hiermee rekening gehouden.
2.1.5 Componenten van het systeem
Het gebruik van zelfregelende toevoerroosters heeft enkele voordelen ten opzichte van
klassieke toevoerroosters of zogenaamde ‘trickle vents’ [45, 77]: de impact van de vari-
abele condities van het buitenklimaat wordt geminimaliseerd; er is minder tocht; en er
is minder ventilatieverlies. Door de toepassing van zelfregelende roosters van klasse P4,
zal afhankelijk van de luchtdichtheid van het gebouw de gemiddelde luchtstroom met
4 tot 5% worden verlaagd ten opzichte van roosters van klasse P3 en met 11 tot 14% in
vergelijking met roosters van klasse P0 [77].
Een nieuw concept dat steeds maar meer opgang vindt, is het hybride ventilatiesys-
teem. Het principe bestaat erin de natuurlijk optredende drijfkrachten, nl. de thermi-
sche trek die voor een schoorsteeneffect zorgt en de winddrukken, uit te buiten en
wanneer die onvoldoende zijn, om dan een ventilator in te schakelen ter assistentie.
Met andere woorden: ‘Natuurlijk als het kan, mechanisch als het moet’ [76]. In volgende
paragraaf (§ 2.2) wordt hierop ingegaan.
Ten slotte kan men niet langer spreken van optimalisatie van afzonderlijke ventilatie-
componenten, elk als alleenstaand product, maar van de optimalisatie van ventilatie-
concepten [52]. Er moet gekeken naar de meest intelligente combinatie van een venti-
latiesysteem met andere technieken die bestaan: nachtkoeling, warmtepompboiler...
[71].
2.1.6 Gebruikersinteractie
Om het plaatje volledig te maken, mogen de interactie van de gebruiker met het venti-
latiesysteem en de installatie zelf van het systeem niet worden vergeten. Elk systeem
moet gebruiksvriendelijk zijn, dus ook een vraaggestuurd systeem [55].
De installatie van het systeem zelf is van primordiaal belang om een optimale werking
te garanderen. Vaak is er slechte communicatie met de installateur hoe een vraagge-
stuurd ventilatiesysteem goed moet uitgevoerd worden [40]. Onderzoek heeft aange-
toond dat in Nederland 70% van de ventilatiesystemen slecht geïnstalleerd zijn [21],
wat een vermindering van de energieprestatie tot 30% teweeg kan brengen. In ver-
schillende landen is er geleidelijk aan aandacht besteed aan dit probleem door de in-
voering van opleveringsrapporten. In België heeft het WTCB recent een dergelijk rap-
port opgesteld, in Nederland heeft het ingenieursbureau Cauberg-Huygen dit gedaan
[21] en ook in Frankrijk is er een installatiehandboek [30]. Het voorlaatste hoofdstuk § 6
wordt volledig gewijd aan de relatie van bewoners met ventilatiesystemen en de con-
sequenties daarvan.
2 LITERATUURSTUDIE 20
2.2 Hybride afvoerregeling
In het RESHYVENT-project15 is er onderzoek verricht naar een verdere ontwikkeling van
een ventilator die zeer weinig energie verbruikt; een dakschoorsteenkap die optimaal
de natuurlijke krachten uitbuit; in combinatie met systeem met een lage drukval van
minder dan 20 Pa. Een schakelprincipe kan bv. zijn om de ventilator pas in werking te
stellen als het temperatuurverschil tussen binnen en buiten een bepaalde waarde over-
schrijdt. Ook als bv. de drukval te groot wordt of als een bepaalde grenswaarde van de
CO2-concentratie wordt overschreden, kan de ventilator worden ingeschakeld [9, 37, 38,
40, 51].
2.2.1 Karakterering van de hybride ventilatieprincipes
Heiselberg [30] definieert in zijn handboek over hybride ventilatie drie hybride ventila-
tieprincipes:
• Natuurlijke en mechanische ventilatie
Hier zijn er twee autonome systemen waarbij de regelstrategie ofwel wisselt tus-
sen twee systemen ofwel de taken verdeelt. Bv.: natuurlijke ventilatie in tussen-
seizoen, mechanische ventilatie in winter; mechanische ventilatie tijdens bezet-
ting en natuurlijke ventilatie voor nachtkoeling…
• Natuurlijke ventilatie met assistentie van een ventilator
Als de natuurlijke ventilatie onvoldoende blijkt, wordt de ventilator ingescha-
keld. Bv.: bij verhoogde vraag; als de natuurlijke drijfkrachten onvoldoende zijn;
...
• Mechanische ventilatie die de natuurlijke drijfkrachten maximaliseert
Dit is een geoptimaliseerd lagedruksysteem dat volledig mechanisch werkt,
waarbij de drukverliezen zo laag mogelijk gehouden worden, waardoor de na-
tuurlijke drijvende krachten voor een aanzienlijk deel in de nodige drukval kun-
nen voorzien.
Peter op ’t Veld beschrijft hybride ventilatie als volgt [51]:
“Het mechanisch systeem stabiliseert de onregelmatige natuurlijke krachten in plaats
van energie te consumeren. Heel belangrijk is het om na te denken hoe deze verschil-
lende systemen moeten worden gecombineerd en gestuurd.”
2.2.2 Hybride ventilatieregeling
Een hybride ventilatiesysteem is dus een systeem met 2 modes dat wordt gestuurd om
het energieverbruik te minimaliseren bij het onderhouden van een aanvaardbare bin-
nenluchtkwaliteit en thermisch comfort. De natuurlijke en mechanische mode moeten
dus op de meest efficiënte manier gecombineerd worden.
Bij de literatuurstudie over hybride ventilatie kwam al vlug de grote verscheidenheid
aan onderzoeken, strategieën, regelingen en toepassingsgebieden aan het oppervlak.
Aangezien deze scriptie enige afbakening moet kennen, wordt enkel de meest gebruik-
15 http://www.reshyvent.com
2 LITERATUURSTUDIE 21
te hybride ventilatieregelingen onderzocht en gesimuleerd, waarbij telkens de eerste
hoofdcategorie (§ 2.2.1) als uitgangspunt wordt genomen.
Er zijn drie grote schakelprincipes of regelprincipes terug te vinden in de literatuur om
te schakelen tussen de natuurlijke en de mechanische mode:
(1) CO2-regeling: Vanaf een bepaalde (grens)concentratie wordt de ventilator inge-
schakeld:
a. Vanaf 1200 ppm absolute CO2-concentratie met een dode band van 100
ppm tot 1100 ppm [24].
b. Vanaf 1050 ppm wordt de ventilator ingeschakeld en bereikt zijn maxi-
mumsnelheid proportioneel tot 1750 ppm [41].
(2) Temperatuurregeling: Als het temperatuurverschil tussen binnen en buiten een
bepaalde waarde overschrijdt wordt ervan uitgegaan dat de natuurlijke trek
door temperatuurverschil voor een voldoende afvoer zal zorgen.
a. ∆`C,H > 10 °C [80]. b. ∆t�,� > 8 °C [41].
(3) Regeling op basis van drukverschil: Via een druksensor die het drukverschil tus-
sen binnen en buiten meet en op basis van deze gemeten waarden de snelheid
van de ventilator regelt.
a. ∆2C,H ↑ ~A�HDICW;IVg ↓ [80]. Andere opties zijn regelingen op basis van een vooraf bepaald tijdschema (bv. bij
nachtkoeling); of op basis van de relatieve vochtigheid in de natte ruimtes; of op basis
van een combinatie van deze 3+2 regelingopties. In deze scriptie wordt het tijdschema
niet gekozen wegens te stroef en aangezien er geen informatie is over de manier
waarop een regeling op basis van drukverschil zou moeten werken, is ook deze regeling
niet gekozen. Daarnaast wordt er gekozen om een nieuwe regeling op basis van de
limietopening van de afvoermonden te testen. Aldus zijn er vier regelopties:
• Temperatuur (§ 4.3.3: n°12)
• Relatieve vochtigheid (§ 4.3.3: n°13a/b)
• CO2 (§ 4.3.3: n°14)
• Limietopening afvoermond (§ 4.3.3: n°15a/b)
o Als een bepaald (grens)debiet of -fractie wordt gevraagd, schakelt de
ventilator in.
o Als het totaal gevraagde debiet een grenswaarde overschrijdt, schakelt de
ventilator in.
2.3 Kwalitatief overzicht van de ventilatieconcepten [31, 45]
2.3.1 Inleiding
Er zijn veel systemen en concepten voorhanden om aan de noodzakelijke ventilatiebe-
hoefte te voldoen, elkeen met zijn eigen voor- en nadelen en daaruit voortvloeiende
beste toepassing. De keuze van een specifiek ventilatieconcept of –systeem is een inte-
grale keuze waarbij met meerdere criteria rekening wordt gehouden: binnenmilieu,
2 LITERATUURSTUDIE 22
kosten, technische eisen en inpasbaarheid, regelgeving en richtlijnen, bewonergebruik
en -gedrag en energieverbruik. In onderstaande tabel worden deze criteria opgesomd
en verder uitgediept.
Binnenmilieu Kosten Technisch Regelgeving Bewonersgedrag Energie Efficiëntie ventilatie Systeem Beleving Hulpenergie Binnenluchtkwaliteit Installatie Bedienbaarheid Rendement Geurhinder Onderhoud Regelbaarheid Vervuiling systeem Vervuiling Piekventilatie Reinigbaarheid Comfort in elk seizoen Geluidsniveau Inbraakveiligheid Gebruiksvriendelijkheid
Tabel 2.4: Criteria bij keuze van het ventilatieconcept
Meestal wordt de keuze ook beïnvloed door de lokale klimaatcondities of het gebouw-
type in kwestie.
In NBN D50-001 (1991) worden vier vereenvoudigde ventilatiesystemen als wettelijk
toegestane systemen beschouwd in België: systeem A, natuurlijke toe- en afvoer; sys-
teem B, mechanische toevoer en natuurlijke afvoer; systeem C, natuurlijke toevoer en
mechanische afvoer; systeem D, mechanische toe- en afvoer. Hierbij kan systeem B wor-
den geschrapt, aangezien dit systeem weinig populair is in residentiële toepassingen.
Als men dus één van deze vier basissystemen gebruikt in een woning, is er voldaan aan
de wet, ongeacht of zo’n systeem wel performant is op vlak van binnenluchtkwaliteit of
niet. In Nederland moet een ventilatiesysteem bv. in een bepaalde binnenluchtkwaliteit
voorzien, ongeacht het systeem. Zo zou het dus perfect kunnen dat een systeem A in
Nederland niet voldoet.
Natuurlijke toevoer Mechanisch toevoer Natuurlijke afvoer A B Mechanische afvoer C D
Tabel 2.5: Ventilatieconcepten, NBN D50-001
2.3.2 Systeem A: natuurlijke toevoer en afvoer
Dit concept mag niet verward worden met geen ventilatiesysteem. Er is niet alleen maar
de in- en exfiltratie. Wel wordt er vertrouwd op de arbitraire klimaatcondities in de bui-
tenomgeving.
Dit systeem A wordt gekenmerkt door enerzijds de aanwezigheid van regelbare toe-
voeropeningen in de gevels van de ‘droge’ leefruimtes zoals de woonkamer, slaapka-
mers en studeer- of speelkamers. Naast een manueel regelbaar toevoerrooster (klasse
P0) kan ook gekozen worden voor een zelfregelend toevoerrooster16 (klasse P1-P4).
Toevoerroosters zijn zo geconcipieerd dat het nominale debiet wordt verkregen bij een
drukverschil tussen binnen en buiten van 2 Pa. Daarnaast zijn er ook hoofdzakelijk ver-
ticale afvoerkanalen aanwezig, met regelbare afvoeropeningen, en dit ten minste in de
‘natte’ ruimtes zoals de keuken, de wc, de badkamer en eventueel afzonderlijke was-
16 Zelfregelend toevoerrooster = ZRTO
2 LITERATUURSTUDIE 23
plaatsen. Hiertussen moeten er doorstroomopeningen in bepaalde binnendeuren of -
wanden zitten voor de vrije doorgang van de lucht tussen de ‘droge’ en ‘natte’ ruimtes.
De (natuurlijke) drijvende krachten die werken op de gebouwschil worden veroorzaakt
door de wind en/of de temperatuursgradiënt tussen binnen en buiten, schoorsteendruk
of -effect (§ 1.2). De voor- en nadelen van systeem A zijn:
+ – Ideaal voor mild (en gematigd) klimaat Onvoldoende regeling Hoge appreciatie van opengaande ramen Geen constante luchtstromen Goedkoop Slecht in sterk vervuilde en lawaaierige
ruimtes Geen specifieke ruimte nodig Praktisch is warmteterugwinning onhaal-
baar Minimaal onderhoud Geen filtering van verse lucht mogelijk Niet geschikt in strenge klimaten Grote diameters van afvoerkanalen
Tabel 2.6: Voor- en nadelen van het systeem A
2.3.3 Systeem C: natuurlijke toevoer en mechanische afvoer
Hierbij worden natuurlijke (zelfregelende) regelbare toevoeropeningen in de gevels
van de ‘droge’ ruimtes geplaatst. Via doorstroomopeningen wordt de lucht dan mecha-
nisch geëxtraheerd met behulp van een ventilator en een kanalensysteem in de ‘natte’
ruimtes. De ventilator treedt hier dus zelf op als drijvende kracht. De voor- en nadelen
zijn:
+ - Deels gecontroleerde luchtstromen Installatie- en werkingskosten Bronextractie mogelijk Elektrische energie nodig (Warmteterugwinning mogelijk) Geluidsoverlast Enkel kanalenstelsel voor afvoer Onderhoud Betere binnenluchtkwaliteit Vaste toevoerroosters > oplossing: ZRTO Tocht rond roosters Fluitende roosters Vochtgerelateerde klachten
Tabel 2.7: Voor- en nadelen van het systeem C
2.3.4 Systeem D: mechanische toevoer en afvoer
Bij systeem D verlopen luchtstromen volledig mechanisch met kanalen en ventilatoren.
Als er een balans is tussen die mechanische toe- en afvoer dan spreken we van ‘balans-
ventilatie’. De drijvende krachten zijn nu de overdruk door de inblaasventilatoren en de
onderdruk door de afzuigventilatoren. Hierbij kan er makkelijk warmteterugwinning
worden verwezenlijkt door gebruik te maken van een lucht/lucht-warmtewisselaar die
werkt in gelijk-, tegen- of kruisstroom en zo de enthalpie van de afvoerlucht gebruikt
om de toevoerlucht voor te verwarmen. Systeem D is enkel voordelig als de luchtdicht-
heid van de woning minder dan 1 h-1 is bij 50 Pa overdruk. In milde klimaten zal een
mechanisch toe- en afvoersysteem, zelfs bij een perfect luchtdicht gebouw, meer pri-
maire energie verbruiken dan dat er energie (warmte) kan worden ‘teruggewonnen’. In
2 LITERATUURSTUDIE 24
het gematigd maritiem klimaat van België is er wel de mogelijkheid om dit systeem
doeltreffend te gebruiken. De voor- en nadelen zijn:
+ – Geregelde luchtstromen 2 systemen dus dubbele installatie- en
werkingskosten Warmteterugwinning Veel elektrische energie nodig Opwarmen toevoerlucht Risico op geluidsoverlast Filtratie van toevoerlucht Veel en regelmatig onderhoud Installatiegekoppelde vervuiling Vervuiling roosters Risico op droge lucht
Vaak slecht geïnstalleerd
Tabel 2.8: Voor- en nadelen van het systeem D
2.3.5 Discussie C of D
In veel artikels, discussies en fora allerhande zijn er duidelijk voor- en tegenstanders van
systeem C (en C+®) of systeem D. Vaststaat dat elk systeem, afhankelijk van het toepas-
singsgebied, het budget, gebruikersvoorkeur, totale kostprijs, zijn voor- en nadelen
heeft. Deze discussie is niet zeker nog niet beslecht, maar zoals de technisch directeur
van het gerenommeerde Nederlandse adviesbureau Cauberg-Huygen Raadgevende In-
genieurs, terecht stelt, is deze discussie omtrent ventilatie te zeer gefixeerd op de te-
genstelling tussen extractieventilatie en balansventilatie. Deze simplificatie doet geen
recht aan het integrale karakter van het binnenmilieu. Zoals al besproken zijn er veel
meer aspecten van belang dan alleen ventilatie (Tabel 2.4). Daarom is een totaalconcept
nodig waarin al deze zaken worden afgewogen.
Nu kan een integraal ontwerp op zich goed in elkaar zitten, maar sneuvelt dit vaak
wanneer de aannemer zich erover ontfermt. Ventilatie wordt losgekoppeld van de rest
en ‘in de markt’ gezet, waarbij de laagste aanbieder de opdracht krijgt. Als er wordt
gekeken met een integrale blik, worden vlug andere conclusies getrokken: goedkoop
blijkt dan duurkoop. Vervolgens gaat het vanwege de grote prijsdruk ook regelmatig
mis in de uitvoering. Het ventilatiesysteem wordt in elkaar geknutseld en als het sys-
teem niet voldoet, dan betalen de bewoner(s) de rekening. Tenslotte dient ook een
goed geïnstalleerd system onderhouden en gereinigd te worden, wat essentieel is voor
een kwalitatief binnenmilieu. In dit kader is dus ook bewustwording bij bewoners be-
langrijk.
Om terug te keren naar de discussie, vervagen geleidelijk aan de grenzen dus deze
twee systemen: vraaggestuurde ventilatie optimaliseert, intelligente hybride systemen
combineren de sterktes van beide systemen. Een totaalconcept is nodig waarbij reke-
ning wordt gehouden met zonnewering, gebouwontwerp, isolatiegraad, luchtdicht-
heid, gebruik van efficiëntere ventilatoren, zelfregelende roosters…
2 LITERATUURSTUDIE 25
2.4 Mogelijke simulatieopties
2.4.1 Overzicht
Met onderstaand overzicht als kapstok wordt er in deze paragraaf uitleg gegeven, aan
de hand van eenduidige grafieken, over alle simulatieopties die uitgevoerd kunnen en
zullen worden.
CO2 RV θ Q extra TO x x x DO x AO x x V x x x x
Tabel 2.9: Overzichtstabel van de mogelijke simulatieopties
2.4.2 Toevoer
2.4.2.1 CO2-regeling
2.4.2.1.1 Getrapt
Figuur 2.1: Getrapte CO2-regeling van een toevoerrooster
Realiteit: De manuele (na)regelstanden van het toevoerrooster worden geautomati-
seerd en gestuurd. In principe zijn er minimum 5 standen regelbaar door de bewoner
zelf (wettelijk verplicht). De getrapte CO2-regeling neemt de manuele ‘taak’ (of moge-
lijkheid tot regeling) over op basis van het CO2-concentratieverschil. Als het CO2-
concentratieverschil onder een bepaalde waarde valt (bv. 400 ppm) gaat het toevoer-
rooster volledig dicht, boven een bepaalde waarde (bv. 1000 ppm) volledig open, en
tussen deze twee grenswaarden is er een getrapte regeling.
Modellering:
Een eerste benadering van een CO2-gestuurd toevoerrooster is een getrapte regeling in
4 standen van het zelfregelende toevoerrooster. Hierbij werd geopteerd om met vier
0
25
50
75
100
0 200 400 600 800 1000 1200 1400
% opening toevoerrooster
CO2-concentratieverschil
33%
66%
2 LITERATUURSTUDIE 26
standen te werken die respectievelijk 0%, 33%, 66% en 100% van het nominale debiet
van het zelfregelende rooster doorlaten, afhankelijk van de CO2-concentratie in de des-
betreffende ruimte, die wordt gedetecteerd door een CO2-sensor.
Het algoritme hiervoor is redelijk eenvoudig: de waargenomen CO2-concentratie wordt
vergeleken met opgegeven, zelf bepaalde intervallen, en indien die binnen een derge-
lijk interval valt, wordt er een 1-waarde doorgestuurd naar het zelfregelende rooster.
Bij de eerst gebruikte versie van CONTAM (versie 2.4) was het nog niet mogelijk om
proportioneel te sturen als gevolg van een tekortkoming in het programma. De laatste
(onuitgegeven) versie van CONTAM (versie 2.4b) heeft dit probleem echter kunnen op-
lossen, waardoor proportionele en ook exponentiële regelingen mogelijk werden ge-
maakt.
2.4.2.1.2 Proportioneel
Figuur 2.2: Proportionele CO2-regeling van een toevoerrooster
Realiteit: Net zoals bij de regelkrommes voor de vochtgestuurde afzuiging, kan er bij
deze CO2-regeling van de toevoerroosters een proportioneel verband zijn tussen de mi-
nimum- en maximumopening (bv. respectievelijk 0% en 100%) volgens een interval van
CO2-concentraties.
Modellering: Hetzelfde principe als bij de getrapte regeling wordt hierbij toegepast (§
2.4.2.1.1). Via een CO2-sensor wordt in een toevoerruimte de concentratie aan koolstof-
dioxide gemeten tijdens de simulatie. Deze gemeten waarde wordt gecorreleerd met
de CO2-concentratie buiten en volgens een regelkromme (Figuur 2.2) zal de opening
van het toevoerrooster meer op minder open worden gestuurd. De minimumopening is
in dit geval wel de nulstand, in tegenstelling tot de minimumstand die bij afzuiging van
toepassing is. De geteste intervallen hebben een ondergrens van 750, 850, 950 of 1050
ppm en een bovengrens van 1050, 1150, 1250 of 1350 ppm. Dit maakt dat er 15 (4 x 4 –
1) intervallen worden getest als vertrekpunt.
0
25
50
75
100
0 200 400 600 800 1000 1200 1400
% opening toevoerrooster
CO2-concentratieverschil
2 LITERATUURSTUDIE 27
2.4.2.1.3 Exponentieel
Figuur 2.3: Exponentiële CO2-regeling van een toevoerrooster (1)
Realiteit: Het proportionele verband tussen de maximum- en minimumopening wordt
vervangen door een exponentieel stijgend verband/functie.
Modellering: Er wordt vertrokken van volgende exponentiële basisfunctie:
Figuur 2.6: Evolutie van de CO2 en RV gemeten in een slaapkamer bezet door 1 persoon, [39]
(3) Als er enkel wordt geconcentreerd op de momenten dat de slaapkamer bezet is
(kader) en de ontwikkeling van de absolute vochtigheid wordt uitgezet tegen de
ontwikkeling van het concentratieverschil in CO2, wordt volgende grafiek ver-
kregen (Figuur 2.7):
Figuur 2.7: Verschil in absolute waarden van CO2-concentratie en AV in een slaapkamer bezet
door 1 persoon
Er is m.a.w. een duidelijke verband tussen beide parameters. De relatieve voch-
tigheid kan dus zeker worden gebruikt, maar dit verband moet nog worden ver-
taald naar bruikbare responskrommen op basis van relatieve vochtigheid. Maar
hoe?
(4) De sleutel tot de oplossing ligt [39] in de integratie van de variërende buitenkli-
maatcondities. Want: de variaties van de relatieve vochtigheid in de buitenom-
geving enkel ten gevolge van de variaties van de buitentemperatuur doorheen
het jaar kunnen oplopen tot 30%. Een niet-bezette droge ruimte zal deze fluc-
tuaties bv. perfect volgen. Er is dus, ongeacht bezetting een variatie van de rela-
tieve vochtigheid. De (variërende) buitenklimaatcondities moeten op de een of
andere manier worden geïntegreerd in de responskrommen van de RV-regeling.
(5) De oplossing om deze effecten van de brede variatie van de absolute vochtig-
heid buiten door het jaar te bestrijden, is gebaseerd op een amplificatie van de
2 LITERATUURSTUDIE 30
relatieve vochtigheid binnen tussen een bezette en niet-bezette ruimte ( = bui-
tenruimte).
(6) Oplossing: enige mogelijkheid was om lokaal de temperatuur in de omgeving
van de (RV-)sensor van het toevoerrooster te verlagen door de thermische in-
vloed van de buitentemperatuur te gebruiken. Met het buitenklimaat wordt re-
kening gehouden en de beperkte variatie van de relatieve vochtigheid in de
droge ruimte wordt vergroot.
2.4.2.2.3 Relatieve vochtigheid
Vooraleer in detail te gaan over hoe het principe van vochtregeling op toevoerroosters
werkt, nemen we eerst het psychrometrische diagram (Mollier-diagram) ter hand, waar
de dampdruk wordt uitgezet ten opzichte van de temperatuur (Figuur 2.8).
Figuur 2.8: Mollierdiagram, dampdruk vs. temperatuur
De relatieve vochtigheid � van de lucht toont de verhouding tussen de absolute voch-
tigheid van de lucht en de verzadigingswaarde bij dezelfde temperatuur:
53 = � = 0�0M;I(�)
(2.2)
De verzadigingswaarde voor de dampdruk of dampconcentratie wordt voor bouwfysi-
sche toepassingen uitsluitend bepaald door de temperatuur van het luchtmengsel. Dit
wordt duidelijk gemaakt in de notatie 0M;I(�). Een benaderende analytische functie van de verzadigingskromme van waterdamp 0M;I(�) wordt gegeven in volgende uitdrukking
Bij temperatuursverandering wijzigt dus ook de relatieve vochtigheid van de lucht. De
nieuwe waarde (index 2) kan eenvoudig worden berekend uit de oorspronkelijke waar-
de (index 1). Aangezien de dampdruk van de lucht 0� constant blijft (isobaar) tijdens de temperatuursverandering, krijgen we volgend verband:
�B = 0�0M;I(�B) = �S ∙ 0M;I(�S)0M;I(�B)
(2.4)
Door afkoeling van de lucht neemt de relatieve vochtigheid dus toe zonder verandering
van de dampdruk. Door het exponentiële verband van dampdruk en temperatuur zal
0
1000
2000
3000
4000
5000
-10 0 10 20 30
Da
mp
dru
k [
Pa
]
Temperatuur [°C]
100%
75%
50%
25%
2 LITERATUURSTUDIE 31
een verandering van de temperatuur met ±1°C de relatieve vochtigheid met ca. 3% be-
invloedt.
2.4.2.2.4 Sensortemperatuur [39]
Het verhogen van de amplitude van de relatieve vochtigheid wordt bewerkstelligd door
gebruik te maken van een lokale equivalente sensortemperatuur �MHDMVg die de buiten-temperatuur gebruikt om een artificiële relatieve vochtigheid van de sensor 53MHDMVg te creëren. Het concept is dus om een equivalente sensortemperatuur �MHDMVg te creëren, gelegen tussen de binnen- en buitentemperatuur, die zo constant mogelijk is, ongeacht
de luchtstroom die er doorheen stroomt.
De equivalente sensortemperatuur �MHDMVg wordt gegeven door de volgende, empirisch
De verzadigingsdampdruk 0M;I(�) kan via (2.3) worden berekend. In CONTAM kan ech-
ter noch een exponentiële noch een logaritmische functie worden bepaald, wat natuur-
lijk een groot probleem is voor een correctie implementatie.
Gelukkig is er een vereenvoudigde oplossing voorhanden, die na lang zoeken (zelf)
werd gevonden, waarbij een eenvoudig verband kon worden vastgesteld tussen verza-
digingsdampdruk 0M;I(�) bij een bepaalde temperatuur en de relatieve vochtigheid.
Hiervoor wordt er eerst gekeken naar het interval waar de sensortemperatuur �MHDMVg zich in ons klimaat zal in bevinden. Als de uiterste grenzen worden genomen: -10°C < �H < 26°C, dan zal de �MHDMVg bij een constante binnentemperatuur van 18°C (in simulaties)
zich bevinden in het interval (2.5): 11°C < �MHDMVg < 20°C. Als nu voor dit interval ook de verzadigingsdampdruk wordt berekend met (2.3) en vervolgens met de twee verbanden @���(�������)@���(��) en
��������� erbij, wordt vastgesteld (Tabel 2.10; Figuur 2.11):
Figuur 2.12: Begrenzing bij terugstroming van een zelfregelend toevoerrooster
Realiteit: Het toevoerrooster word gesloten als er lucht van binnen naar buiten stroomt
en zo in feite het concept van ventilatielucht, die door droge ruimtes over doorstroom-
openingen naar afvoermonden stroomt, tegenwerkt. Dit fenomeen staat in de litera-
tuur bekend als ‘back-drafting’[13].
Modellering: In het model wordt een filter geplaatst die zorgt dat de rooster dichtgaat
bij negatief drukverschil (d.w.z. lucht die omgekeerd door het gemodelleerde rooster
stroomt tijdens de simulatie).
-200
-175
-150
-125
-100
-75
-50
-25
0
25
50
75
100
-50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50
Debiet Q [m³/h]
Drukverschil [Pa]
2 LITERATUURSTUDIE 34
2.4.2.3.2 Begrenzing hevige wind
Figuur 2.13: Begrenzing toevoerrooster bij hevige wind (>10 m/s)
Realiteit: Vaak wordt bij hevige wind of stormweer manueel het toevoerrooster dicht-
gedaan. Een automatische ‘begrenzing’ van het toevoerrooster behoort dus tot de mo-
gelijkheden. In de literatuur en ook uit de praktijk, zie § 6.3, komen vaak klachten gere-
lateerd aan hevige wind naar boven bij de bewoners. Hevige wind zorgt ervoor dat de
toevoerroosters beginnen klepperen en fluiten, waardoor bewoners verplicht worden
deze manueel te sluiten.
Modellering: Er wordt een begrenzing of filter op het toevoerrooster geplaatst bij he-
vige wind (v > 10 m/s)17.
2.4.2.3.3 Begrenzing extreme temperatuur
Figuur 2.14: Begrenzing bij extreme temperatuur
Realiteit: Klachten over een te koude binnenkomende verse lucht door het toevoerroos-
ter zijn er vaak. Een regeling zou hierop kunnen inspelen door bij een bepaalde buiten-
temperatuur het toevoerrooster dicht te sturen (0-waarde op Figuur 2.14). 17 10 m/s geldt als een vaak geciteerde snelheid voor hevige wind.
-200
-175
-150
-125
-100
-75
-50
-25
0
25
50
75
100
-10 -5 0 5 10 15 20
Debiet Q [m³/h]
Windsnelheid [m/s]
0
1
-10 -5 0 5 10 15 20
be
gre
nzi
ng
AA
N/U
IT
buitentemperatuur [°C]
2 LITERATUURSTUDIE
Modellering: Plaatsen van een filter op
temperatuur de opening
2.4.2.3.4 Reduceren aantal sensoren
Figuur 2.15: Grondplan van het modelappartement in CONTAM
Realiteit: Kostprijs van sensoren is vaak het grote knelpunt voor een grootschalige
cering op de markt van CO
Modellering: Verminderen van het aantal sensoren door de CO
dige ruimtes, op vlak van bezettingsgraad en
tief geplaatste sensor.
eenzelfde zijde zijn gelegen, of voor een woonkamer en speelkamer samen.
2.4.3 Doorstroom
Realiteit: Doorstroomopeningen en
ventilatieconcept (NBN D50
Modellering: Er zal worden gekeken wat een vergroting en verkleining van deze op
ningen, ten opzichte va
van het systeem.
2.4.4 Afvoer
2.4.4.1 Vocht- en aanwezighe
Realiteit: Dit is de standaard
Plaatsen van een filter op het toevoerrooster die bij een bepaalde buite
temperatuur de opening dichtmaakt.
Reduceren aantal sensoren
: Grondplan van het modelappartement in CONTAM
Kostprijs van sensoren is vaak het grote knelpunt voor een grootschalige
op de markt van CO2-sensoren voor vraaggestuurde ventilatiesystemen.
Verminderen van het aantal sensoren door de CO2-
dige ruimtes, op vlak van bezettingsgraad en -patroon, te vervangen door 1 represen
sensor. Bv. één gemeenschappelijke sensor voor slaapkamers, die aan
zelfde zijde zijn gelegen, of voor een woonkamer en speelkamer samen.
Doorstroom
Doorstroomopeningen en -roosters zijn essentiële onderdelen
ventilatieconcept (NBN D50-001).
Er zal worden gekeken wat een vergroting en verkleining van deze op
ningen, ten opzichte van de wettelijke geëiste grootte als invloed heeft op de werking
en aanwezigheidregeling
Dit is de standaardafvoerregeling die in systeem C+® wordt gebruikt (
35
die bij een bepaalde buiten-
Kostprijs van sensoren is vaak het grote knelpunt voor een grootschalige lan-
sensoren voor vraaggestuurde ventilatiesystemen.
-sensoren van gelijkaar-
patroon, te vervangen door 1 representa-
r voor slaapkamers, die aan
zelfde zijde zijn gelegen, of voor een woonkamer en speelkamer samen.
roosters zijn essentiële onderdelen in het gehele
Er zal worden gekeken wat een vergroting en verkleining van deze ope-
als invloed heeft op de werking
wordt gebruikt (§ 4.2.3.3).
2 LITERATUURSTUDIE 36
Figuur 2.16: Regelkromme van de vochtregeling PH75 in badkamer en keuken; Q versus RV
Modellering: Hier wordt een sensitiviteitsanalyse verricht naar de grenzen van de te
gebruiken regelkrommes voor de vochtregeling. De blauwe en rode lijn bepalen de
grens van het ‘interval’ waarin de debietregeling van een sensor zich kan in bevinden.
Met andere woorden fluctueert een sensor en bijgevolg het afvoerdebiet binnen be-
paalde grenzen (rode en blauwe lijn). De werkwijze waarop deze regelingen worden
onderzocht, wordt hieronder in detail uitgelegd.
2.4.4.1.1 Regelkrommes
Heel belangrijke in de zoektocht naar een optimaal systeem is de gevoeligheid te on-
derzoeken van de regelkrommes van de relatieve vochtigheid waarop de regeling van
de afvoermonden (en dus het debiet) gebeurt. Twee verschillende zaken worden on-
derzocht: het grafiekbereik van de vochtregeling en het debietbereik dat hiermee zou
gepaard gaan.
2.4.4.1.1.1 Variatie relatieve vochtigheid:
Figuur 2.17: Gevoeligheid van de relatieve vochtigheidsgrenzen
Het grafiekbereik van de vochtregeling ligt standaard op 25 - 70% waarmee bedoeld
wordt dat onder 25% het minimumdebiet wordt gestuurd, boven 70% het maximum-
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0 20 40 60 80 100
Afgezogen debiet (m
³/h)
Relatieve vochtigheid (%)
Vochtsturing badkamer/keuken Debiet bij 100Pa
Minimum
Maximum
Gemiddelde
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0 20 40 60 80 100
Afgezogen debiet (m
³/h)
Relatieve Vochtigheid (%)
Vochtsturing badkamer/keuken Debiet bij 100Pa
Maximum
2 LITERATUURSTUDIE 37
debiet en tussen 25 en 70% een proportionele regeling is tussen dat minimum- en
maximumdebiet. De gevoeligheidsintervallen die worden gesimuleerd, zijn: 15/25/35 –
60/70/80 (zwarte vierkantjes Figuur 2.17). Dit zijn dus 3 x 3 of 9 verschillende intervallen.
Deze waarden werden gekozen rond de bestaande waarden 25 – 70.
2.4.4.1.1.2 Variatie debiet:
Ten tweede moet natuurlijk ook gekeken worden naar de overeenkomstige debieten
die zullen worden afgevoerd in de natte ruimtes. In het appartement zijn die natte
ruimtes de wc, de badkamer en de keuken; in de vrijstaande woning komt daar nog de
wasplaats bij. Bij continue mechanische extractie, systeem C, wordt door de norm NBN
D-50 001 geëist dat in de wc 25 m³/h wordt geëxtraheerd en 50 m³/h in de badkamer,
keuken en wasplaats. Bij vraagsturing worden die debieten niet geëist, maar moet er
aangetoond worden dat het systeem minstens gelijkwaardig is aan een bestaand, wet-
telijk toegestane systeem (A/B/C/D) [12].
Figuur 2.18: Regelkromme vochtregeling H50 in wasplaats; Q versus RV
Standaard wordt er uitgegaan van de geleverde waarden voor de verschillende senso-
ren: sensor PT25 in wc; sensor PH75 in badkamer en keuken (figuur 2.16) en sensor H50
in wasplaats (Figuur 2.18). P staat hierbij voor aanwezigheid, T voor tijd en H voor voch-
tigheid.
Zeer belangrijk is nu de uitgangswaarden voor het afvoerdebiet (Figuur 2.16) te bepa-
len: worden de maximumwaarden (blauwe lijn), de minimumwaarden (rode lijn) of de
gemiddelde waarden (zwarte lijn) gekozen? Hoe kan deze keuze het best gemaakt
worden, met als kapstok het vertrekpunt van deze scriptie?
Welnu, de ventilatiesystemen die worden getest, moeten in alle situaties primordiaal
een aanvaardbare binnenluchtkwaliteit kunnen waarborgen. Zoals verder zal bespro-
ken worden in volgend hoofdstuk (§ 3.1.3.5) moet een innovatief systeem minstens ge-
lijkwaardig zijn aan een van de volgende, wettelijke toegestane systemen A, C en C+®.
Hoofddoel van het onderzochte innovatieve vraaggestuurd systeem in deze scriptie ligt
vooral in de verbetering of optimalisatie ten opzichte van het standaardsysteem C+®
waarvan wordt vertrokken. Bij een open keuze als deze is daarom die optie gelicht die
bij dat belangrijkste referentiesysteem C+® de beste binnenluchtkwaliteit ‘genereert’.
Dit zal het moeilijkste te verbeteren zijn als bij een sensitiviteitsanalyse van het afvoer-
debiet de debieten enkel nog verlaagd zullen worden, zoals hier het geval zal zijn.
0
10
20
30
40
50
60
70
0 20 40 60 80 100
Debiet (m
³/h)
Relatieve vochtigheid (%)
Vochtsturing wasplaats: debiet bij 100Pa
Min
Max
Gemiddelde
2 LITERATUURSTUDIE 38
Samengevat: standaard worden telkens de bovenwaarden of maximumwaarden ge-
bruikt in deze scriptie. (Tabel 2.11). Zo zal het referentiesysteem C+® het strengst moge-
lijke criterium voor binnenluchtkwaliteit genereren waarop dan vergeleken kan worden
aan de hand van het gelijkwaardigheidprincipe voor binnenluchtkwaliteit (§ 3.1.3.5).
Debiet [m³/h]
RENSON PT25 UIT 10 AAN 40
RENSON PH75 <25% 15 25-70% Proportioneel >70% 80
RENSON H50 <25% 14
25-70% Proportioneel
>70% 65
Tabel 2.11: Standaarddebieten van de verschillende afvoermonden
Een gevoeligheidsstudie van deze waarden zal dus worden uitgevoerd, volgens enkele
logische waarden afgeleid uit de maximum- en minimumdebieten die opgegeven zijn
voor de respectieve sensoren. Ook deze gevoeligheidsanalyse is beperkt gehouden tot
haar essentie:
• PT25: 4/7/10 – 25/35/45 [m³/h]
• PH75: 7/11.9/15 – 50/65/80 [m³/h]
• (H50)18
Eerst wordt de ondergrens van de verschillende sensoren gevarieerd om objectief een
analyse te maken van hun invloed. Hierbij worden de 3 + 3 ondergrenzen, 4/7/10 en
7/11,9/15, gecombineerd in de wc, badkamer en keuken van het appartement en de
vrijstaande woning. Er zijn dus 3 x 3 x 3 = 27 mogelijke opties. Voor de overzichtelijk-
heid werd voor de PH75 sensor in de badkamer en in de keuken telkens dezelfde on-
dergrens gekozen in deze gevoeligheidsanalyse19; er worden dus nu 3 x 3 = 9 simulaties
hiervoor uitgevoerd.
Vervolgens worden voor één bepaalde ondergrens bij elke sensor de bovengrenzen van
het afvoerdebiet gevarieerd. Dit levert dus slechts 3 * 3 = 9 simulaties op.
2.4.4.2 Relatieve vochtigheid en CO2-regelng
Realiteit: In plaats van bij aanwezigheid direct het volle debiet te sturen, kan ook CO2-
regeling in combinatie met de standaardvochtregeling in natte ruimtes worden onder-
zocht.
18 Enkel in de vrijstaande woning is er een wasplaats en een H50-sensor, waardoor geopteerd wordt om deze niet te laten variëren in een gevoeligheidszone, ook om het aantal mogelijkheden en dus de simula-tietijd een stuk te kunnen laten zakken. 19 In beide ruimtes worden toch hoogst waarschijnlijk dezelfde sensor geplaatst.
2 LITERATUURSTUDIE 39
Modellering:
(1) Een eerste voorstel is een proportionele regeling op basis van CO2 en de normale
vochtregeling: hierbij wordt het afzuigdebiet verhoogd als er grote vraag is in de
toevoerruimtes. De aanwezigheidsregeling wordt wel behouden in het wc.
(2) Idem als (1), maar met een dode band.
2.4.4.3 Hybride afvoer
Realiteit: In- en uitschakelen van de afvoerventilator op basis van een bepaald algorit-
me dat gebaseerd kan zijn op temperatuurverschil tussen binnen en buiten, drukval in
het systeem, CO2-concentratie binnen en relatieve vochtigheid in de afvoerruimtes (§
2.2.2). Zo kan elektrische energie worden bespaard waarop een ventilator werkt en kan
de levensduur van de ventilator (en het systeem) worden verlengd.
Modellering:
Via regelingen n°12, n°13a/b, n°14 en n°15a/b die in § 4.3.2 worden gedefinieerd, zal op
basis van respectievelijk temperatuurverschil (Figuur 2.19), relatieve vochtigheid (Figuur
2.20), CO2 (Figuur 2.21) en gevraagd debiet (Figuur 2.22) worden geregeld.
Figuur 2.19: Hybride regeling van de ventilator op basis van temperatuur
0
1
-10 -5 0 5 10 15 20
aan (1) / uit (0)
temperatuur [°C]
Natuurlijk
Mechanisch
2 LITERATUURSTUDIE 40
Figuur 2.20: Hybride regeling van de ventilator op basis van relatieve vochtigheid in de natte ruimtes
Figuur 2.21: Hybride regeling van de ventilator op basis van CO2-concentratieverschil, met dode band
Figuur 2.22: Hybride regeling van de ventilator op basis van debietfractie van de afvoermonden
0
1
0 20 40 60 80 100
aan (1) / UIT (0)
relatieve vochtigheid [%]
Natuurlijk
Mechanisch
0
1
0 250 500 750 1000 1250
aan (1) / uit (0)
CO2-concentratieverschil [ppm]
Natuurlijk
Mechanisch
0
1
0 20 40 60 80 100
aan (1) / uit (0)
debietfractie afvoermond [%]
Natuurlijk
Mechanisch
3 GELIJKWAARDIGHEID 41
3
3. D
GELIJKWAARDIGHEID
“In de eenvoud ligt de ingang tot de waarheid.” (Lichtenberg)
3.1 Binnenluchtkwaliteit [69]
3.1.1 Economische en gezondheidsfactoren [15]
Verversing van de binnenlucht in woningen in relatie tot energiezuinigheid is zeer ac-
tueel, zeker sinds de olieprijzen de laatste weken zo sterk zijn gestegen. Een drastische
verlaging van de ventilatiedebieten dringt zich zodoende op, opdat de ermee geassoci-
eerde energiekosten zouden worden beperkt. Als negatief gevolg is langzamerhand
het beruchte ‘sick building syndrome’ of ‘ziekegebouwsyndroom’ ontstaan waarbij een
vermenigvuldiging van de symptomen ten gevolge van een gebrek aan voldoende
luchtverversing valt te constateren, met irritatie van de slijmvliezen, hoofdpijn en pro-
blemen met de ademhaling tot gevolg. Het geheel van deze symptomen, opgesomd
door de wereldgezondheidsorganisatie in 2000, is inmiddels geïnventariseerd, maar hun
precieze oorsprong is nog steeds moeilijk opspoorbaar, en ook de gezondheidsrisico’s,
als gevolg van een veelheid van contaminanten aanwezig in de binnenlucht, zijn nog
onbekend.
De luchtkwaliteit waargenomen door de bewoners hangt af van een veelheid van vari-
abele parameters, zoals de interne vervuilingsbronnen, de buitenluchtkwaliteit, de
luchtverversingsdebieten. Ook een geheel van psycho-sociologische parameters kunnen
de individuele perceptie van de binnenluchtkwaliteit veranderen.
Voor een beheersing van de binnenluchtkwaliteit is er dus het probleem van de karak-
terisering van deze kwaliteit, die wordt bemoeilijkt door een veelheid aan contaminan-
3 GELIJKWAARDIGHEID 42
ten in de lucht en een veelheid van effecten op de bewoners. Voor de definitie van de
binnenluchtkwaliteit is er een gezondheids- en olfactorisch20 aspect. Het eerste bestaat
erin de binnenluchtkwaliteit te beschouwen uit het standpunt van de effecten op de
gezondheid van de bewoner, waarbij de binnenluchtkwaliteit wordt beschouwd vanaf
de lucht geen enkele contaminant meer bevat boven gevaarlijke concentraties. Bij in-
ademing moet het risico voor de gezondheid verwaarloosbaar zijn. De tweede aanpak
bestaat erin de binnenluchtkwaliteit te beschouwen vanuit het standpunt van haar ef-
fecten op de perceptie van de bewoner en zijn comfort: de perceptie moet comfortabel
en mag niet storend zijn (geen oncomfortabele geur). De binnenlucht zal dus kwalita-
tief worden beschouwd als een meerderheid van de bewoners geen ontevredenheid
uitdrukt of geen ziektesymptomen vertoont tijdens de bezettingsperiode.
3.1.2 Contaminanten en bronnen van vervuiling
3.1.2.1 Inleiding
Zowel interne als externe vervuilingsbronnen zijn aanwezig in een lokaal. Dit is een eer-
ste onderscheid dat onlosmakelijk te maken is in de doelstelling om regelstrategieën te
realiseren voor de binnenluchtkwaliteit.
De externe vervuiling is sterk verbonden met de menselijke activiteit, met name indus-
trie of autowegen, maar kan eveneens worden beïnvloed door fysische en meteorologi-
sche fenomenen zoals de temperatuur en de windsnelheid.
Interne vervuilingsbronnen zijn van verschillende origine. De mens is een van de hoofd-
bronnen van interne vervuiling, door zijn activiteit en bijgaand metabolisme, en ver-
oorzaakt aldus chemische en biologische vervuiling. Andere bronnen die inherent zijn
aan het gebouw zijn eveneens al geïnventariseerd. Zo stoten het gebouw en de con-
structiematerialen tijdens de gehele levensfase meerdere contaminanten uit. Interne
toestellen, verbonden met het functioneren van het gebouwen, waaronder ook de ven-
tilatiesystemen, dragen eveneens bij aan de uitstoot van contaminanten in de binnen-
lucht.
3.1.2.2 Externe vervuiling
Vervuiling van de buitenlucht heeft een grote impact op de binnenluchtkwaliteit. Het is
noodzakelijk om gezonde buitenlucht te hebben voor de verversing van de binnen-
lucht, maar de regeling van de buitenluchtkwaliteit is in het beste geval zeer delicaat,
en vaak gewoon onmogelijk. Hoewel de zuivering van de buitenlucht mogelijk is, is het
een dure oplossing en niet nuttig bij niet-luchtdichte gebouwen, die natuurlijk worden
geventileerd of geventileerd door mechanische extractie.
Zelf als die beheersing van de buitenlucht moeilijk realiseerbaar is en eigenlijk zeer
weinig wordt gedaan, is het daarom niet minder belangrijk om die buitenlucht te inte-
greren in de balans van de binnenluchtkwaliteit en om een inventaris op te stellen van
contaminanten en bronnen, evenals de gekende effecten op de mens.
20 Olfactorisch = betreffende de reukzin of geur
3 GELIJKWAARDIGHEID 43
De belangrijkste bronnen van externe vervuiling zijn volgens het AIVC-centrum [45]: S2,
De Belgische norm NBN D50-001 is zeer ‘voorschrijvend’; dit wil zeggen dat de norm het
overgrote deel van de eisen betreffende ventilatiesystemen voor woningen bevat. Dit is
echter niet ideaal, omdat de norm zo de rol van de reglementering overneemt. Idealiter
bevatten normen de procedures nodig voor de beoordeling van de prestaties van een
product of systeem. De minimumeisen waaraan een product of een systeem moet vol-
doen, worden daarentegen vastgelegd in een reglementering die naar de desbetref-
fende normen verwijst.
In tegenstelling tot de meeste van onze buurlanden is er in België geen expliciet criteri-
um om de binnenluchtkwaliteit voor woningen te evalueren. In NBN D50-001 en bijlage
V van het EPB-besluit [32] worden geen eisen gesteld aan de binnenluchtkwaliteit, maar
enkel aan het ventilatiesysteem en –concept. Ook in het oudere ‘Besluit van de Vlaamse
regering houdende maatregelen tot bestijding van de gezondheidsrisico’s door veront-
reiniging van het binnenmilieu’ wordt enkel een richtwaarde gegeven van 900 mg/m³
(458 ppm) en geen bovengrens.
De systemen die wettelijk toelaatbaar zijn, gelden dus als referentiesystemen en zo-
doende zal de binnenluchtkwaliteit die met die systemen behaald wordt, gelden als
criterium.
21 IDA = InDoor Air
3 GELIJKWAARDIGHEID 45
3.1.3.2 Nederlandse normering
In de Nederlandse norm NEN 5128 wordt voor de beoordeling van het binnenklimaat
de LVI-index gebruikt, wat staat voor Lage Ventilatie Index [74, 75]. In deze LVI-index
komt zowel de mate waarin de ventilatie te laag is, als de tijdsperiode waarover de ven-
tilatie te laag is tot uiting via een zogenaamde dosis-effect-relatie. Uit een histogram
van de genormeerde effectieve ventilatie (*HD) kan de LVI dan afgeleid worden (ge-
kleurd deel in Figuur 3.1). De genormeerde effectieve ventilatie *HD is gedefinieerd als de verhouding tussen de grensconcentratie ?�gHDM en de optredende concentratie ?C:
*HD = ?�gHDM?C
(3.1)
In woningen is de grenswaarde voor de CO2-concentratie bv. gelijk aan 1350 ppm,
waarbij men rekent met een concentratie in de buitenlucht van 350 ppm. Bij de bere-
keningen is dan ook enkele rekening gehouden met een verschil binnen - buiten van
1000 ppm. De LVI is het totale percentage van de tijd dat er niet aan dit criterium is
voldaan. De grenswaarde voor de LVI voor de aanwezige bewoners op basis van de
blootstelling aan CO2-concentratie, die wordt geproduceerd door de bewoners, be-
draagt gemiddeld 0,005 of 0,5% (figuur 3.1).
Figuur 3.1: Nederlandse normering; Lage Ventilatie Index
Op deze manier kan men dus enkele criteria formuleren ten aanzien van de prestaties
van het ventilatiesysteem op het vlak van binnenluchtkwaliteit. Men kan niet enkel de
LVI-index bepalen, maar ook bijkomende grenzen stellen aan maximale concentratie-
pieken (*HD < 0.5), overschrijdingsuren en dergelijke meer op één en dezelfde grafiek.
Indien men beschikt over duidelijke criteria om de grenzen te stellen is dit een zeer
bruikbare methode die veel informatie geeft.
Op het gebied van binnenluchtkwaliteit zijn er in België echter geen duidelijke criteria
voor residentiële gebouwen. Bovendien is een groot aantal criteria niet wenselijk om de
vergelijking van verschillende systemen overzichtelijk te houden.
3.1.3.3 Franse normering
In de Franse richtlijn ‘Modalités d’instruction des Avis Techniques sur les systèmes de
ventilation asservis’ vinden we volgende paragraaf terug:
3 GELIJKWAARDIGHEID 46
‘De ppmh gecumuleerd op basis van 2000 moet minder zijn dan 500000 in de kamer
bezet door twee personen en in de woonruimte’ 22
Hieruit is moeilijk af te leiden of men de absolute dan wel de relatieve concentraties als
basis gebruikt voor de berekening. Het is niet duidelijk of men enkel met de overschrij-
dingen dan wel met de totale concentratie rekening moet houden. Gesteld dat men
enkel de overschrijdingen optelt, is dit zeker geen streng criterium. Daar er 8760 uren in
een jaar zijn, zou de gemiddelde concentratie als volgt zijn:
2000 009 + 500000 009 ∙ ℎ8760 ℎ = 2057 009 (3.2)
Indien men met de waarde van de concentratie volledig rekening houdt, is er een groot
verschil tussen de impact van een CO2-concentratie van 1999 ppm en die van 2001 ppm.
In principe is enkel het verschil in concentratie met de buitenomgeving van belang en
niet de absolute waarde. Met deze methode js het ook mogelijk om de cumulatieve
CO2-concentratie te begrenzen. Een voordel hiervan is dat de resultaten van verschil-
lende simulaties makkelijk met elkaar kunnen worden vergeleken.
3.1.3.4 Criterium
Na overweging van de verschillende mogelijkheden werd gekozen om de cumulatieve
CO2-concentratie als basis te nemen, vergelijkbaar met de Franse methode. Bij de bere-
keningen wordt de CO2-concentratie in de buitenomgeving constant gehouden op 350
ppm. Aangezien er verschillende systemen met elkaar worden vergeleken, is het niet
nodig een arbitraire bovengrens vast te stellen waaraan de systemen moeten voldoen.
Enkel de concentratiegrens waarbij er met de overschrijdingen rekening wordt gehou-
den, dient te worden vastgelegd. Die grens moet dus het moment dat de luchtkwaliteit
te wensen overlaat, representeren waarbij het effect op de gezondheid en comfort niet
meer verwaarloosbaar is.
In bijlage VI van het EPB-besluit [32] (ventilatievoorzieningen voor niet residentiële ge-
bouwen – bepalingsmethode en eisen) vinden we in § 7.1: ‘Kwaliteit van de binnen-
lucht’:
‘Bij de dimensionering van ventilatiesystemen mag het ontwerpdebiet niet kleiner zijn
dan het minimumdebiet dat overeenkomt met binnenluchtklasse IDA3.’
De uitdrukking van de eisen is beschreven in de norm NBN EN 1377 (Ventilation for
non-residential buildings – Performance). Zoals hoger beschreven, komt dit overeen met
de grens tussen IDA-klasse 3 en IDA-klasse 4: uitgedrukt in ppm is dit dus een concen-
tratieverschil van 1000 ppm met buiten (350 ppm + 1000 ppm = 1350 ppm absoluut).
Ook uit de literatuurstudie is gebleken dat deze grens vaak wordt gebruikt als grens
voor comfortklachten.
Aan de hand van dat criterium moet het innovatieve systeem dus worden vergelijken
met de wettelijk toegestane ventilatiesystemen in België. Daarbij kan de vergelijking
22 ‘Les ppm heures cumulés de base 2000 devront être inférieures à 500000 dans la chambre occupée par
deux personnes et dans le séjour’
3 GELIJKWAARDIGHEID 47
best gemaakt worden met vereenvoudigde ventilatiesystemen bepaald in NBN D50-001:
systeem A, B, C en D. Bij de vergelijking van de verschillende systemen wordt bij systeem
A aannemen dat er zelfregelende roosters zijn. Er kan worden verondersteld dat dit de
binnenluchtkwaliteit negatief zal beïnvloeden, en daardoor als ondergrens kan dienen
om de binnenluchtkwaliteit te beoordelen bij innovatieve systemen.
Uit een eerste analyse in [69] blijkt dat een permanent werkend systeem D bij nominaal
debiet steeds met een betere binnenluchtkwaliteit gepaard gaat dan systemen A en C.
Systeem B is niet opgenomen in de vergelijkende kwalitatieve studie aangezien dit sys-
teem niet courant wordt toegepast in de Belgische woningbouw (§ 2.3). Aangezien het
innovatieve systeem slechts moet voldoen aan de eis dat de binnenluchtkwaliteit min-
stens gelijkwaardig moet zijn aan het referentiesysteem, kan systeem D dus verder bui-
CO2,i Absolute CO2-concentratie in een lokaal op tijdstip i [ppm] CO2,grens Absolute CO2-grensconcentratie [ppm] N Aantal tijdstappen [-]
Naargelang van de gekozen grenswaarde voor CO2, 1350 ppm, 1000 ppm of bv. 800
ppm, zal de evaluatie en, de facto, de prestatie van de regeling verschillend zijn. Er
word i.c. enkel de grenswaarde van 1350 ppm gebruikt (§ 3.1). Deze andere grenswaar-
den komen of kwamen vroeger vaak terug in de literatuur.
Een performante regeling ten aanzien van de prestatiefunctie F1 zal een regeling zijn
die de functie minimaliseert, nl. een waarde nastreeft die naar 0 nadert, door de CO2-
concentraties zo veel mogelijk onder de bepaalde grenswaarde te houden.
Men kan in deze functie nog verder een onderscheid maken door zowel op lokaal ni-
veau als op woningniveau te kijken naar deze prestatiefunctie. In deze scriptie werd er
enkele naar het globale niveau gekeken op niveau van een woning.
3.4.3 Prestatiefunctie F2
Figuur 3.3: Verband tussen percentage ontevredenen en het CO2-concentratieverschil, bron [27]
De eerste prestatiefunctie F1 houdt slechts rekening met de kwaliteit van de binnen-
lucht ten aanzien van het respecteren van een vooraf bepaalde grenswaarde (Figuur
3.2). Anders gezegd kan met deze functie geen onderscheid worden gemaakt tussen
regelingen die zorgen voor een strikte naleving van deze grenswaarde of ruim onder
de grenswaarde blijven. Dit houdt een gereduceerde aanpak in van de evaluatie van
regelingen wat betreft de binnenluchtkwaliteit als men het effect op het comfortge-
voel bij bewoners niet in rekening brengt. De tevredenheid zal groter zijn als deze on-
derschrijding van de voorgestelde grenswaarde groter is (Figuur 3.2). Nu kan men een
3 GELIJKWAARDIGHEID 51
verband opstellen tussen CO2,i, CO2,e en het percentage ontevredenen23, wat in detail
uitgewerkt is door onder anderen Fanger [27]:
2VDI = 395 ∙ exp {−15.15 ∙ �?¥B,C − ?¥B,H�ZN.Bª|
(3.9) Met:
2VDI Percentage ontevredenen door de luchtkwaliteit [%] ?¥B,C CO2-concentratie in een lokaal [ppm] ?¥B,H CO2-concentratie buiten [ppm] De overweging van het bewonerscomfort bij de evaluatie van regelingen krijgt boven-
dien zin als een algemene vermindering van de tevredenheid van bewoners ten aanzien
van binnenomgevingen een opmerkelijke daling van de productiviteit teweegbrengt,
zoals aangehaald in de literatuurstudie (§ 2.1) [25]. Dus zal een verhoging van de onte-
vredenheid een verlaging van de activiteit creëren en een vermindering van de produc-
tiviteit.
De prestatiefunctie F2 bestaat erin te bepalen wat de gemiddelde waarde van het per-
centage ontevredenen is tijdens het volledige, gesimuleerde stookseizoen. Deze presta-
?C Criterium op tijdstip i [-] «¬ Gewicht binnenluchtkwaliteitscriterium [-] HDHg�CH Gewicht energiecriterium [-] MI;= Gewicht levensduurcriterium [-] N Aantal tijdstappen [-] dt Duur van een tijdstap [s]
Er kan vervolgens enkel gekeken worden naar de tijdsperiode van enkel het stooksei-
zoen (1 oktober – 15 april; 197 dagen):
25 Waarde die vaak terugkomt bij de levensduur van ventilatoren.
Tabel 3.2: Evaluatiestrook ter beoordeling van de gelijkwaardigheid van innovatieve ventilatie-systemen
Tabel 3.2 toont de evaluatiestrook waarmee de evaluatie of beoordeling van de gelijk-
waardigheid van de geteste innovatieve vraaggestuurde ventilatiesystemen C+® zal ge-
beuren. De tabel vertoont drie hoofdcategorieën, telkens in een dik, zwart kader:
• (1) de naam van het geteste systeem, dat is opgesteld volgens de stamboom-
structuur waarvan de opbouw in § 4.3.2 zal worden verklaard;
• (2a) de individuele gelijkwaardigheid criteria BLK_1 en BLK_2 die respectievelijk
staan voor het percentage van de overschrijding boven de CO2-drempel van 1350
ppm en de cumulatieve overschrijding uitgedrukt in ppm.h (§ 3.1); (2b) de ener-giecriteria ENERGIE en ENERGIE* die respectievelijk staan voor het ventilatiever-
lies in kWh en het ventilatieverlies per bewoonbare oppervlakte in kWh/m² (§
Fout! Verwijzingsbron niet gevonden.); (2c) de efficiëntie van de verwijde-
ring van contaminanten ηvent [-] (§ 3.2);
• (3) de drie prestatiefuncties (§ 3.4) F1,1350, F2,GLO en F3,1350 die respectievelijk • (3) de drie prestatiefuncties (§ 3.4) F1,1350, F2,GLO en F3,1350 die respectievelijk
staan voor een gezondheidscriterium, tevredenheidscriterium en totaal criteri-
um.
26 euro/st.s. = euro per stookseizoen
4 MODEL 56
4
4. D
MODEL
“Men moet zich een eenvoudig doel voor ogen stellen, dan kan men dat via gecompli-
ceerde omwegen bereiken.” (Charles de Gaulle)
“Alles moet zo eenvoudig mogelijk gehouden worden, maar ook niet eenvoudiger.”
(Albert Einstein)
Figuur 4.1: Grafische lay-out van het model en verwachte uitvoer
4 MODEL 57
4.1 CONTAM
4.1.1 Beschrijving van het programma
CONTAM heeft als simulatieprogramma een aantal specifieke pluspunten: het is gratis
te verkrijgen op de webpagina van het NIST27, het heeft een gebruiksvriendelijke inter-
face en er kunnen gemakkelijk diverse regelingen voor ventilatiesystemen worden ge-
creëerd.
Daartegenover staat dat in CONTAM de mogelijkheid om de binnentemperatuur �C te laten variëren tijdens de simulaties erg beperkt is. Het programma is ook niet gekop-
peld aan een thermische berekening van de binnentemperatuur �C. Dat is momenteel
enkel mogelijk met de veelgebruikte koppeling COMIS-TRNSYS, maar daar is er het
probleem van het modelleren van regelingen dan weer. Momenteel zijn de makers van
CONTAM bezig om een thermo-dynamische simulatiesoftware zelf aan te bieden die
met CONTAM zou kunnen worden gekoppeld.
4.1.2 Theorie
4.1.2.1 Veronderstellingen van het model
Om de luchtstromen en de verspreiding van contaminanten in gebouwen te kunnen
analyseren, worden er in het programma mathematische verbanden gebruikt, die ver-
onderstellingen bevatten waardoor het model eenvoudiger wordt gemaakt ten opzich-
te van de gemodelleerde fenomenen. Hierop volgt een korte beschrijving van enkele
gemaakte veronderstellingen van het model:
Goed gemengde zones: Deze veronderstellingen refereren naar de behandeling van
elke zone als een enkele knoop, waarbij de lucht zich in perfect gemengde condities
bevindt. Deze condities zijn temperatuur, druk (die hydrostatisch varieert) en concen-
traties van contaminanten. Als gevolg kunnen met lokale effecten in een bepaalde zo-
ne niet geen rekening worden gehouden.
Behoud van massa: Bij het simuleren van een stationaire toestand geldt er behoud van
massa van de lucht in elke zone. Dit impliceert dat lucht bijgemaakt noch vernietigd
kan worden in een zone.
Opspoorbare contaminanten: Opspoorbare contaminanten komen in lage concentraties
voor in het model zodat zij de densiteit van de lucht in de zone niet beïnvloeden. Het
programma laat zo toe dat bepaalde contaminanten een niveau bereiken dat normaal
de luchtdensiteit zou moeten aantasten, maar het programma zal ze hierbij steeds als
‘opspoorbare contaminanten’ behandelen.
Luchtstroompad: Luchtstroom door verscheidene luchtstroomelementen wordt gemo-
delleerd door een machtswet of een kwadratisch verband tussen luchtstroom en druk-
verschil over het luchtstroompad. Deze verbanden zijn modellen op zichzelf, en hieraan
moet grote zorg worden besteed bij implementatie, zodat de gebouwkarakteristieken
gepast worden vertaald in het geïdealiseerd gebouw.
27 National Institute of Standards and Technology – http://www.nist.gov/
4 MODEL 58
‘Source-sink’ modellen: CONTAM voorziet verschillende toevoer/afvoer-elementen of
representaties van processen die contaminanten genereren of verwijderen. Deze ele-
menten zijn gebaseerd op in de literatuur ontwikkelde modellen. Belangrijk is de ge-
paste modellen te gebruiken in overeenstemming met wat wordt beoogd.
4.1.2.2 Analyse contaminanten
Het CONTAM-contaminant-verspreidingsmodel is een implementatie van Axleys metho-
de [6]. De basis voor een verspreidingsmodel van contaminanten is de toepassing van
behoud van massa voor alle elementen in een regelvolume. Een regelvolume is een vo-
lume van lucht dat kan staan voor enkele ruimte, een deel van een ruimte, verscheidene
gekoppelde ruimtes of een leidingenkanaal. De precieze werking wordt beschreven in
de handleiding van het softwarepakket [73].
4.1.2.3 Terminal Loss Coefficient (TLC)
Bij de afvoermonden in CONTAM moeten enkele parameters worden ingevuld:
- Terminal Loss Coefficient: dit is het drukverlies bij de afvoermond. De bereke-
ning ervan redelijk is redelijk ingewikkeld (zie hierna).
- (Free Face Area: vrije oppervlakte aan de afvoermond, waarmee enkel de on-
middellijke luchtsnelheid bij de afvoermond wordt berekend.)
Standaard zijn er drie types afvoermonden bij Renson op de markt, waarvan de karak-
teristieken worden uitgedrukt aan de hand van de stromingscoëfficiënt en de stro-
mingsexponent. Het is zo dat bij de installatie die afvoermonden niet worden ingere-
geld om het nominale debiet te verkrijgen. In de berekeningen en simulaties wordt er
dus gerekend met de aangeleverde standaardwaardes, onafhankelijk van de afwijking
ten opzichte van de nominale debieten.
Om nu de Terminal Loss Coefficient TLC of TLC1 te berekenen, moeten we gebruik ma-
ken van de volgende formules:
6j?S = ∆0{8 ∙ A2 |
(4.1)
Door gebruik te maken van vergelijking (1.9) en:
* = 3600 ∙ A ∙ ) [m³/h] (4.2)
kan vergelijking (4.1) verder worden omgevormd tot:
6j?S = 2 ∙ 3600B ∙ )B8 ∙ ?B ∙ ∆0BDZS
(4.3)
Met:
6j?S Verliescoëfficiënt ter hoogte van de afvoermond [-] ∆0 Gemiddeld drukverschil over 1 jaar [Pa] 8 Massadichtheid lucht [kg/m³] A Luchtsnelheid [m/s] ? Stromingscoëfficiënt [m³/(h∙Pan)]
4 MODEL 59
� Stromingsexponent [-] Q Debiet [m³/h]
De TLC is dus afhankelijk van het drukverschil (tenzij n = 0.5) over de afvoermond en
wordt iteratief berekend, omdat het drukverschil over de afvoermond op zijn beurt af-
hankelijk is van het debiet en de TLC. Dat drukverschil is functie van de afgezogen de-
bieten bij de andere afvoermonden, drukverschillen over de gevels (en het dak), tempe-
ratuurverschillen tussen binnen en buiten, de luchtdichtheid van de woning... Het is
onmogelijk om voor elke set parameters de TLC iteratief te gaan berekenen. Daarom is
hij berekend voor een gemiddelde waarde van alle parameters en wordt hij constant
gehouden voor alle simulaties. De schommeling van de TLC ten gevolge van optredende
drukverschillen is beperkt.
Standaard is het afvoerdebiet in de verschillende ruimtes functie van de aanwezigheid
en/of de relatieve vochtigheid. Het debiet in open stand wordt vervolgens vermenig-
vuldigd met een factor x tussen 0,1875 en 1. De parameter waarop de regeling gebeurt
om het debiet te laten variëren is nu die TLC.
Het verband in CONTAM tussen de verliescoëfficiënten van een afvoermond en het re-
gelsignaal of regeling S hierop, is:
?H = ?I + 1 − ¶¶
(4.3)
Met
?H Terminal Loss Coefficient, TLC2 ?I Terminal Loss Coefficient, TLC1 [-] ¶ Regelsignaal [1E-06 tot 1] [-]
Door deze techniek te gebruiken, zal een invoersignaal van ¶ van 0,0 voor een zeer ho-ge verliescoëfficiënt zorgen en bij een invoersignaal van ¶ van 1,0 zal het verlies ge-woon bepaald worden door de ?I. Een ¶ tussen 1E-06 en 1 zal gebruikt worden om de
waarde van ?I volgens de bovenstaande formule te verhogen.
Nu zal de TLC dus moeten variëren in functie van de relatieve vochtigheid: 6j?B = /(53). Die relatieve vochtigheid bepaalt hoeveel het debiet gereduceerd wordt ten
31 Voor sommige opties van regelingen zijn er bepaalde parameters aangepast ten opzichte van het refe-rentiesysteem, waardoor bepaalde verkregen waarden niet overeenkomen met de vertrekwaarden. Dit is niet erg omdat er nu meestal niet langer ten opzichte van een referentiesysteem vergelijkingen worden getrokken, maar onderling ten opzichte van elkaar.
• [a] Versie 1 genereert een betere luchtkwaliteit dan versie 2. De winst op F3
loopt van 9.1 euro tot 12.5 euro bij versie 1 en van 12.5 euro tot 28.1 euro bij
versie 2 (de laatste regeling niet meegerekend).
• [w] Goede resultaten voor BLK_1, BLK_2, ENERGIE en F3. De (niet-aanvaardbare)
efficiëntie van de afvoer van contaminanten is waarschijnlijk te wijten aan de
regelstrategie, die de ventilator slechts zeer occasioneel aanstuurt. Echter is het
wel tegenstrijdig dat binnenluchtkwaliteit dan wel goed is.
• [w] In CONTAM kan de eerste regeling niet worden gesimuleerd door een niet te
vinden fout.
5.2 Overzicht
5.2.1 Toevoer
Zelfregelende toevoerrooster
Zonder specifieke neerslag van het energiebesparende potentieel van zelfregelende
toevoerroosters kan de energie-efficiëntie van systeem Cinnovatief worden verbeterd door
klasse P4 toe te passen in plaats van P3 [69].
CO2-regeling
Bij alle CO2 -gestuurde toevoerroosters zijn de cumulatieve overschrijdingen van de CO2-
grensconcentraties overal sterk verlaagd (BLK_2), waardoor de binnenluchtkwaliteit
hierdoor beter wordt. Echter bij de helft van de luchtdichtheden is er een hoger over-
schrijdingspercentage (BLK_1). De ventilatie wordt met andere woorden naar een zui-
niger niveau gebracht, dat zich onmiddellijk uit in een lagere efficiëntie ηvent.
De energiebesparingen die kunnen worden genomen, zijn bij het appartement:
• van 19.5% (Prop. C3/8) - 20.5% (Prop. C8/15) tot 29.5% (Prop. C3/8)- 30.5%
(Prop. C8/15) t.o.v. systeem C;
• van 8.0% (Prop. C3/8) – 8.7% (Prop. C8/15) tot 14.4% (Prop. C3/8) – 15.6% (Prop. C8/15) t.o.v. systeem C+®;
en bij de vrijstaande woning is die energiebesparing:
• van 25.6% (Prop. C3/8) - 25.8% (Prop. C8/15) tot 49.0% (Prop. C3/8)- 49.6%
(Prop. C8/15) t.o.v. systeem C;
• van 20.3% (Prop. C3/8) – 20.6% (Prop. C8/15) tot 25.4% (Prop. C3/8) – 26.8% (Prop. C8/15) t.o.v. systeem C+®.
Als voordelig effect is bij de laagste luchtdichtheid v50 = 0.6 m³/(h.m²) en bij alle regelin-
gen een opmerkelijke (algemene) verbetering vast te stellen. De tweede onderzochte
exponentiële regeling (C+TOiE²iiC3/15) levert de minste energiebesparing van alle CO2-
regelingen op: slechts 2.7% tot maximaal 12.1% t.o.v. systeem C+®. Geconcludeerd kan
worden dat deze regeling zeker aan te raden is.
Vochtregeling
5 RESULTATEN 89
Regeling van de toevoer op basis van relatieve vochtigheid is een verbazend goed al-
ternatief. De prestatie ligt echter lager en dient de regeling nog verder getest en ont-
wikkeld te worden. Zolang het prijsverschil tussen CO2- en RV-sensoren nog groot is, is
verdere ontwikkeling van dit type regeling zeker interessant.
Extra
Terugstroming verhinderen blijkt op het eerste gezicht geen noodzaak te zijn als men
daarbij de binnenluchtkwaliteit of efficiëntie van de afvoer van contaminanten zou wil-
len verbeteren. Integendeel, de cumulatieve overschrijding vergroot zelfs.
Reductie van sensoren blijkt uit de enkele gevoerde testen mogelijk. Wel is de voor-
waarde dat de ruimtes die worden samengenomen (voor het plaatsen van 1 sensor) een
gelijkaardig bezettingspatroon en ventilatievraag hebben. Bij slaapkamers is dit bv.
mogelijk. Natuurlijk is dit alles behalve de meest ideale oplossing indien de kamers een
totaal verschillende vraag kennen.
5.2.2 Doorvoer
Er kan worden geconcludeerd dat op vlak van de binnenluchtkwaliteit, er beter grotere
doorstroomopeningen zouden moeten worden voorzien. Dit zou wel leiden tot iets
hogere ventilatieverliezen.
5.2.3 Afvoer
Debietgrenzen
Uit de gevoeligheidsanalyse van de debietgrenzen blijkt dat de ondergrenzen van de
regelkrommes voor de afvoer niet zo belangrijk zijn. Wel moet er een altijd een mini-
mumdebiet zijn. Voornamelijk het feit dat er een minimumdebiet moet aanwezig zijn
om de gebouwgebonden contaminanten continu te kunnen afvoeren, is essentieel. De
afweging van de verbetering van de binnenluchtkwaliteit t.o.v. de mogelijke energie-
besparing blijft delicaat. Uit deze resultaten kan geen echte conclusie worden getrok-
ken.
Interval van de relatieve vochtigheid
Zonder hierbij rechtstreeks naar het algemene niveau van de relatieve vochtigheid te
kijken, kan we worden aangenomen dat hogere intervalgrenzen een licht positief ef-
fect kunnen hebben bij optimalisatie inzake energie-efficiëntie. Eventueel kan worden
gekozen voor een hoger maximumdebiet in combinatie met hogere intervallen van de
vochtregeling van de afvoermond, waardoor zo efficiënter kan worden geventileerd.
Alternatief
Indien ten slotte de aanwezigheidsensor wordt vervangen door een CO2-meting (direct
of indirect), kunnen de ventilatieverliezen verder worden beperkt. Hoe lager de propor-
tionele CO2-regeling begint hoe beter de binnenluchtkwaliteit wordt. Op een bepaald
punt is er zowel een betere binnenluchtkwaliteit als een lager ventilatieverlies. Als CO2-
sensoren goedkoop genoeg zijn, is dit misschien wel een goed alternatief voor aanwe-
zigheidsregeling. Beter is misschien indirect te sturen op basis van de openingstanden
5 RESULTATEN 90
van de verschillende toevoerrooster natuurlijk in combinatie met vochtregeling (waarbij
de regeling die het hoogste debiet eist, voorrang krijgt).
5.2.4 Ventilator
Hybride afvoerregeling blijkt zeer interessant en een laatste stap in de optimalisatie van
ventilatiesystemen. Omschakeling op basis van CO2 blijkt uit de resultaten de beste re-
gelstrategie te zijn. Vocht- of temperatuurregeling van de ventilator is niet aan te ra-
den. Grote winsten kunnen hierbij worden geboekt t.o.v. de referentiesystemen (ENER-
GIE): tot 32.2% t.o.v. systeem C+ en 44.2% t.o.v. systeem C bij het appartement; tot
37.2% t.o.v. systeem C+ en 58.5% t.o.v. systeem C bij de vrijstaande woning.
6 GEBRUIKERSINTERACTIE 91
6
6. D
GEBRUIKERSINTERACTIE
“Tussen droom en daad staan wetten in de weg en praktische bezwaren.” (W. Elsschot)
“De theorie droomt, de praktijk leert.” (Karl von Holtei)
Vooraleer over te gaan tot de conclusies van deze scriptie over optimalisatie van vraag-
sturing, wordt het bewonersgedrag ten aanzien van ventilatiesystemen behandeld. Re-
gelmatig wordt er ook onderzoek gedaan naar bewonersgedrag of gebruikersinteractie
met ventilatiesystemen. Deze onderzoeken tonen allemaal aan dat bewonersgedrag
een zeer grote invloed heeft op de uiteindelijke prestaties van een ventilatiesysteem.
De opbouw van dit hoofdstuk is als volgt:
• Eerst worden de kernpunten uit enkele onderzoeken beschreven, als addendum
bij de algemene literatuurstudie (§ 2.1);
• Vervolgens wordt de nadruk gelegd specifiek op de problematiek van balansven-
tilatiesystemen met betrekking tot bewonersgedrag in de Nederlandse wijk Va-
thorst;
• Het zwaartepunt ligt ten slotte in het laatste onderdeel, waar een enquête
wordt besproken, die door mijzelf werd opgesteld en afgenomen in het eerste
semester (december 2007 – januari 2008). Daarbij wordt antwoord gegeven op
enkele specifieke vragen over de gebruikersinteractie met ventilatiesystemen in
Vlaanderen. Ook wordt gekeken of de eerder geponeerde stellingen (uit het
buitenland) bevestigd dan wel ontkracht worden in Vlaanderen.
6.1 Kort overzicht bewonersgedrag [11, 42, 46, 60, 70]
Bewonersgedrag is een van de parameters met de grootste invloed op de luchtverver-
sing in woningen, zowel bij natuurlijk als mechanisch geventileerde woningen [42].
6 GEBRUIKERSINTERACTIE 92
Algemeen komt naar voren dat het gros van de bewoners graag zelf aanvullend wil
ventileren door middel van ramen en deuren: zo krijgt men het gevoel dat er meer ver-
se lucht in de woning komt. Gelukkig worden ramen wel minder opengezet in ver-
warmde, dan in niet-verwarmde ruimtes. Geconcludeerd kan worden dat manuele in-
teractie op de werking (en dus regeling) van een ventilatiesysteem zeer nuttig is [11,
46]. Rowe [57] beweert dat individuele regeling tot een hogere tevredenheid leidt. De
Dear [17] heeft daarnaast ook aangetoond dat er een grotere tolerantie van het com-
fort is als bewoners zelf regeling kunnen uitoefenen. Woningtype, grootte of isolatie-
niveau hebben geen directe invloed op het ventilatiegedrag [60].
Vervuiling van toevoerroosters, leidingen, filters... is een punt dat vaak wordt aange-
haald. Dit komt omdat bewoners meestal niet bewust genoeg zijn van het feit dat re-
gelmatig onderhoud noodzakelijk is. Daarnaast zijn de meeste toevoerroosters ook niet
gemakkelijk schoon te maken [11]. Slecht of onvoldoende onderhoud maakt natuurlijk
dat de prestaties van een systeem substantieel worden verminderd. Wat vaak in de stu-
dies naar voren komt is het feit dat eigenaars meer energie- en onderhoudsbewuster
zijn en meer zorg dragen voor het ventilatiesysteem dan huurders [60]. In het rapport
van Karin Soldaat [60] waarin het verband tussen bewonersgedrag en balansventilatie
wordt onderzocht, komt eveneens aan het licht dat bewoners zich ervan bewust zijn
dat de roosters en filters bij een balansventilatiesysteem moeten worden gekuist, maar
hoe vaak dit moet gebeuren, is echter op de een of andere manier onduidelijk.
Schakelaars om een lokale of centrale ventilator aan te sturen, worden over het alge-
meen weinig actief gebruikt. Dit (weinige) gebruik is dan gekoppeld aan activiteiten als
douchen, koken of roken. Vaak worden ramen ook opengezet in combinatie met een
balansventilatiesysteem, waardoor heel het systeem wordt kortgesloten en niet meer
behoorlijk kan functioneren.
Een ander belangrijk punt is dat de display (en de werking) duidelijk en begrijpelijk
moet(en) zijn [46]. Het is zo dat de meeste bewoners niet op de hoogte zijn van alle
mogelijkheden die het systeem biedt, waardoor het ventilatiesysteem niet volledig tot
zijn recht komt. Vreemd is ook dat de kennis over het doel en de werking van een me-
chanisch ventilatiesysteem bovendien erg beperkt is [60]. Een onderscheid tussen een technische handleiding voor de installateur en een duidelijke handleiding voor bewo-
ners is zeker nodig [46].
Bij balansventilatie hebben mensen vaak het gevoel dat er niet genoeg frisse lucht
wordt ingeblazen, waardoor ze vlugger een raam zullen openzetten. Bij teveel geluid-
productie zetten bewoners het systeem in een lagere stand of wordt bv. de toevoerven-
tilator zelfs uitgezet. Tocht, koude, wind... doorheen de toevoerroosters maken dat
bewoners deze roosters (deels) zullen sluiten [11, 60]. Te droge lucht leidt tot het ope-nen van een raam.
In [70] wordt gesteld dat het menselijke gedrag deels uit vaste gedragingen bestaat, die
niet of nauwelijks kunnen worden geregeld of veranderd, en andere gedragingen die
wel grotendeels beïnvloed kunnen worden. Gesteld is dat de meeste problemen niet te
wijten zijn aan irrationele gedragspatronen van de bewoners, en dat technologische
oplossingen zoals vraagregeling een antwoord moeten bieden aan deze patronen en
6 GEBRUIKERSINTERACTIE 93
niet omgekeerd [70]. Vraagregeling is dus essentieel, net zoals een goede integratie van
het ventilatiesysteem in het totale gebouwontwerp [46]. Daarnaast is er dus ook deels
een verplichting om bewoners te sensibiliseren bij het gebruiken van ventilatiesyste-
men.
Zowel de perceptie van het systeem als de perceptie van de effecten van het systeem
speelt een grote rol. In veel huishoudens wordt ‘om het systeem heen geleefd’. Dat wil
zeggen dat ze zich er wel van bewust zijn dat het systeem in de woning zit, maar dat zij
nog steeds ventileren door middel van ramen en deuren, zoals ze dat ook in hun vorige,
op basis van natuurlijke toevoer van verse lucht zouden dus deze eis moeten opnemen
in de regelstrategie door de regeling van de toevoerroosters te koppelen aan het
raamopeningsgedrag.
6.2 Vathorst [5, 18, 67]
Uit een onderzoek in opdracht van de gemeente Amersfoort uitgevoerd door door de
onafhankelijke organisatie GGD Eemland en het de overheid, dat handelt over de kwa-
liteit van de ventilatie in 100 woningen in de nieuwbouwwijk Vathorst in Nederland,
blijkt dat twee derden van de bewoners met gezondheidsproblemen en -klachten
kampt ten gevolge van de aanwezigheid van balansventilatie. Astma, irritatie aan de
ogen en neus, hoofdpijn, vermoeidheid en hooikoorts zijn de meest voorkomende
klachten en problemen.
Uit metingen, enquêtes en inspecties blijkt dat 70% van die woningen niet voldoet aan
de wettelijke normen betreffende binnenluchtkwaliteit32, wat een gevolg is van tekort-
komingen zowel in het ontwerp, materiaal, uitvoering, inregeling als vervuiling. De
aanbeveling uit dit onderzoek luidt dat, totdat het kwaliteitsbeleid fors is aange-
scherpt, balansventilatie zou moeten worden verboden. Veel systemen zijn niet goed
afgesteld, zitten vol bouwstof, maken veel te veel lawaai... Bijgevolg zetten de meeste
ondervraagden het systeem gewoon uit, wat natuurlijk niet de oplossing kan zijn.
De resultaten zijn “echt alarmerend” [5]. Amersfoort zal de bewoners ertoe aanzetten
de filters wekelijks te vervangen en de ventilator niet continu op de laagste stand te
zetten.
6.3 Enquête
“...59,6% van de Vlaamse woningen beschikt nog steeds over geen enkele vorm van
ventilatie, wat het binnenklimaat van deze woningen niet ten goede komt. In 16% van
de woningen zijn raamroosters voorzien, nog eens 17% beschikt zowel over raamroos-
ters als over afvoerventilatie in de badkamer, keuken en het toilet. 5,8% van de wonin-
gen is voorzien van een mechanische ventilatie, al dan niet met warmteterugwin-
ning...”33
32 In Nederland is de normering gebaseerd op binnenluchtkwaliteit en niet op een bepaald wettelijk toege-staan systeem, zoals in België [12]. 33 Uit de samenvatting van de energie-enquête 2005 op: http://www2.vlaanderen.be/economie/energiesparen/doc/enquete2005synthese.doc
6 GEBRUIKERSINTERACTIE 94
6.3.1 Inleiding
De afgenomen enquête heeft een respons gekregen van 193 personen (of gezinnen).
Op verschillende websites die (on)rechtstreeks betrekking hebben op ventilatie wordt
een link geplaatst naar een online vragenlijst34, die in annex E opgenomen is:
De luchtdichtheid wordt gesimuleerd door spleten (‘cracks’) in de wanden en het dak
van de woning. Voor elke oppervlak zijn er twee spleten voorzien: één op ¼ van de to-
tale hoogte en de andere op ¾ van de totale hoogte. De wand of het dak wordt dus
opgedeeld in twee banden en de spleten zijn gesitueerd in het midden van elke band.
Deze werkwijze wordt beschreven door het Norwegian Building Research Institute. Ook
de final draft (finale proefversie) van prEN 15242 maakt die verdeling voor de wanden,
maar niet voor het dak. Voor het dak, enkel van toepassing in de vrijstaande woning,
BIJLAGE C 111
wordt er in deze norm slechts één spleet voorzien, ter plaatse van de nok. Andere stu-
dies tonen aan dat twee spleten de realiteit beter benaderen. De norm wil duidelijk het
effect van thermische trek niet onderschatten. Bij de berekeningen komt het er vooral
op aan een vergelijking van verschillende systemen te maken en het is interessanter om
te kiezen voor de meest accurate berekening.
In de simulaties zijn er dus twee spleten per wanddeel (of één spleet per dakdeel) voor-
zien wat overeenkomt met een foutenmarge met de werkelijk optredende debieten
van ca. 6%. Een hogere nauwkeurigheid zou kunnen worden bereikt door vier of acht
spleten, maar de rekentijd zou hierdoor onnodig te hoog oplopen.
Bij de opbouw van het model zijn er slechts twee types spleten: één voor de wanden en
één voor het dak. De vloerplaat wordt als perfect luchtdicht beschouwd. Er wordt ver-
der abstractie gemaakt van de lekken rond ramen, deuren en aansluitingen met andere
bouwcomponenten. Deze lekkage wordt verdeeld over de luchtlekken van de wanden
en het dak. Op basis van resultaten van de SENVIVV-studie zijn een aantal berekenin-
gen uitgevoerd om de verhouding tussen de lekkage van het dak tot de lekkage van de
wanden te bepalen. De invloed van schrijnwerk, aansluitingen, openingen en doorvoe-
ren zal zich vooral laten voelen in het aandeel van de wanden. Uit de berekeningen
volgt dan ook dat de verhouding van de stromingscoëfficiënten van de lekkage door
het dak tot de stromingscoëfficiënten van de lekkage door de wanden gelijk is aan
twee derden. Per vierkante meter zal er dus meer lucht door de wanden stomen dan
door het dak bij een zelfde drukverschil. Die verhouding wordt voor verschillende
luchtdichtheden v50 wel constant gehouden, daar we niet over voldoende gegevens be-
schikken om een verband vast te kunnen leggen hiertussen.
De stromingsexponent n wordt gelijkgesteld aan 0,66: dit is een gewogen gemiddelde
van de hogere coëfficiënten van materialen en de lagere coëfficiënten van openingen
en spleten. Dit wijkt licht af van de waarde die in de final draft van prEN 15242 wordt
voorgesteld, nl. 0,667.
In de EPB-regelgeving wordt de luchtdichtheid van gebouwen uitgedrukt aan de hand
van de v50-waarde, i.e. de gemiddelde luchtvolumestroom per vierkante meter bij een
drukverschil van 50 Pa. Indien er geen meting wordt uitgevoerd, vult men de waarde bij
ontstentenis in, nl. 12 m³/(m²∙h). Deze waarde is afgeleid uit de resultaten van de SEN-
VIVV-studie [59]. Het netto binnenvolume van de woning wordt gebruikt om het venti-
latievoud te berekenen. Om de spleten in de wanden en het dak te berekenen worden
de buitenafmetingen genomen. Om het totale lekdebiet bij een drukverschil van 50 Pa
te bepalen, wordt de som van de verschillende gebouwdelen (muren, dak, vloeren)
vermenigvuldigd met de v50-waarde. Bv. (181.68m² + 94.35 m² + 78.78 m²) ∙ 12 m³/(m²∙h)
= 4257,72 m³/h bij 50 Pa. In het model wordt elke crack in wand en dak vermenigvul-
digd met een weegfactor die refereert aan de oppervlakte die de spleet vertegenwoor-
digt. De som van alle weegfactoren bedraagt bij de vrijstaande woning 276,03m² en bij
het appartement 40,04 m². De oppervlakte van de vloeren wordt daar dus niet bij opge-
teld.
Bij de invoer van de gegevens in CONTAM is het beter om alles om te rekenen naar kg
omdat de berekeningen gebeuren op basis van een massabalans. Ook in de final draft
BIJLAGE C 112
van prEN 15242 wordt geadviseerd om de berekeningen uit te voeren aan de hand van
een massabalans. Ter controle van deze gegevens zijn er computersimulaties uitgevoerd
waarbij een blowerdoor test werd gesimuleerd. De afwijking bij verschillende lucht-
dichtheden is verwaarloosbaar klein.
In tabel 6 ‘Cracks in de gebouwhuid’ van het IWT-verslag [69] is terug te vinden op wel-
ke hoogte de cracks zich bevinden en welk oppervlakte zij representeren. Hieronder is
er een kleine neerslag van die tabel overgenomen ter verduidelijking. Voor het appar-
tement is het aantal cracks veel kleiner en zijn die volledig opgesomd.
ZONE HOOGTE OPP Orient. Zone,i Rel. Abs - - [m] [m] [m²] WANDEN O Woonkamer 0.64 0.64 5.55 O Woonkamer 1.91 1.91 5.55 Z Woonkamer 0.64 0.64 10.46 Z Woonkamer 1.91 1.91 10.46 W Woonkamer 0.64 0.64 2.14 W Woonkamer 1.91 1.91 2.14
Tabel 28: Spleten in gebouwhuid, vrijstaande woning
ZONE HOOGTE OPP Orient. Zone,i Rel. Abs - - [m] [m] [m²] WANDEN O Woonkamer 0.64 0.64 7.77 O Woonkamer 1.91 1.91 7.77 W Slaapkamer1 0.64 0.64 4.83 W Slaapkamer1 1.91 1.91 4.83 W Slaapkamer2 0.64 0.64 2.94 W Slaapkamer2 1.91 1.91 2.94 O Speelkamer 0.64 0.64 4.48 O Speelkamer 1.91 1.91 4.48
Tabel 29: Spleten in de gebouwhuid, appartement
2.1.2 Doorvoeropening(DO)
In het NBN D50-001 wordt bepaald dat er doorvoeropeningen moeten zijn van de leef-
ruimtes (woonkamer, slaapkamer, bureau/speelkamer..) naar de circulatieruimtes en
van de circulatieruimtes naar de ‘natte cellen’. Bij een drukverschil van 2 Pa over de
opening moet een debiet gerealiseerd worden van 25 m³/h (50 m³/h bij DO naar de
keuken). We stellen de stromingsexponenten gelijk aan 0,5 omdat de openingen zeer
groot zijn en dus als perfect laminair kunnen worden beschouwd. De spleten en door-voeropeningen worden gedefinieerd met de eenheden kg/s voor de stromingscoëffici-
ënt omdat dit een constant massadebiet geeft bij een drukverschil, onafhankelijk van
de temperatuur. Voor een debiet van 25 komen we zo tot een stromingscoëfficiënt van
0,00593 kg/s@1 Pa, voor 50 m³/h komt dit dan neer op het dubbele: 0,0119 kg/s@1 Pa.
De openingen zitten 0,2 m boven het vloeroppervlak.
2.2 Intern
Omdat in realiteit er ook een luchtstroom is tussen de verschillende kamers die niet
door de doorvoeropeningen gaat, plaatsen we ook ‘spleten’ intern. Volgende elemen-
ten en aansluitingen geven aanleiding tot luchtstromingen: pleisterwerk, aansluiting,
BIJLAGE C 113
pleisterwerk aan plafond en vloer, aansluiting pleisterwerk aan deur, aansluiting deur-
blad aan deurkader.
Uit de gegevens van de SENVIVV-studie [59] en het AIVC-centrum [45] leiden we af dat
een binnendeur een luchtdoorlaat heeft van 40 m³/h bij een drukverschil van 50 Pa. De
aansluiting van het binnendeurschrijnwerk aan het pleisterwerk heeft een lekverlies
van 1 m³/(h∙m) bij een drukverschil van 50Pa. Samen geeft dit een drukverlies van 45
m³/h bij 50 Pa (deur van ca. 2 x 1 m heeft omtrek 2 + 2 + 1 = 5 m) of dus een stromings-
coëfficiënt van 0.00119544 m³/(s∙Pan) en stromingsexponenten 0,6.
Het pleisterwerk heeft een doorlaat van 1 tot 1,5 m³/(h∙m²) en de aansluiting boven en
onder ongeveer 1m³/(m∙h) bij 50 Pa. Om het aantal spleten beperkt te houden wordt
voor de muur slechts 1 spleet voorzien die ook het effect van de randaansluitingen in
rekening brengt, met een doorlaat van 2 m³/(h∙m²) op de halve hoogte van de binnen-
muur (1,25 m). IN de binnenvloeren worden geen spleten geplaatst om de rekentijd te
beperken; bovendien is dit lekkage relatief klein en moeilijk in te schatten.
2.3 Ventilator
De standaard gebruikte ventilatorkromme is een van het type Renson EX250MC met
een wisselstroommotor. Deze is wel licht aangepast omdat er bij de invoer in CONTAM
wordt gebruik gemaakt van een bicubic spline: in de grafiek van de kromme zijn twee
buigpunten aanwezig en dat is niet toegestane bij deze invoermethode. De aanpassing
is gelukkig uiterst minimaal en heeft geen invloed op de resultaten. De gegevens in
volumedebiet zijn omgerekend naar massadebiet. De cut-off ratio van de ventilator in CONTAM is ingesteld op 0,001, de laagste waarde die kan worden ingegeven in CON-
TAM, omdat dit type ventilator geen cut-off effect veroorzaakt in de drukverdeling van
de uitgaande luchtstroom.
Het ventilatorverbruik kan in rekening worden gebracht in de berekening van het E-
peil in de EPB-berekening. Daarbij zal men de helft nominale vermogen van de elek-
tromotor invullen, rekening houdende met eventuele voorschakelapparatuur, bepaald
volgens NBN EC IEC 60034-1, zoals vastgelegd door de fabrikant, uitgedrukt in Watt. Bij
de berekening van de energiebesparing wordt dus geen rekening gehouden met een
eventueel lager elektriciteitsverbruik door de ventilator.
Er zijn geen meetgegevens beschikbaar over de luchtdichtheid van deze ventilator.
Daarom is er de waarde bij ontstentenis gebruikt die volgens prEN 15242 kan worden
bepaald: 2.5 · J.1��� j3 � 0.0675 l/(s.m²)@1 Pa. Dit komt praktisch neer op een lekdebiet
van 19 l/h bij een drukverschil van 1 Pa.
2.4 Weerfile
In het kader van kwaliteitsbewaking bij gebouwprestatie simulaties, is het duidelijk dat
er aandacht moet worden besteed aan de gebruikte weergegevens. Al in het eerste
onderzoek [69] werd gekozen voor een Test Reference Year van Ukkel37, dat beschik-
baar is voor 156 locaties in Europa, Rusland en Turkije en bij ons het meest gangbaar is.
37 Weather Data Sets for Computer Simulations of solar energy systems and energy consumption in build-ings, CEC
BIJLAGE C 114
De gebruikte gegevens zijn kort samengevat in onderstaande tabel. Er wordt maar 1
referentiejaar gebruikt, net zoals in de standaard EPB berekening gebruikt men slechts
1 klimaat. Bij de berekening van de energieverliezen wordt bovendien enkel rekening
gehouden met de duur van het stookseizoen (1oktober – 15 april), omdat het niet mo-
gelijk is de binnentemperatuur te laten variëren in CONTAM. Het programma staat
geen thermische koppeling toe zoals COMIS wel kan door koppeling aan TRNSYS. Die
binnentemperatuur is natuurlijk bepalen voor de relatieve vochtigheid, en dus ook voor
de afgezogen debieten bij vochtregeling. Indien de binnentemperatuur niet kan bere-
kend worden is het onmogelijk om de bijhorende ventilatiedebieten buiten het stook-
seizoen te bepalen.
T [°C] Vwind [m/s] RV [%] Januari 3.74 3.84 90.9 Februari 3.19 5.09 86.6 Maart 6.63 4.36 82.1 April 9.15 4.68 81.3 Mei 11.93 3.43 77.5 Juni 16.69 3.28 80.0 Juli 16.06 3.20 81.6 Augustus 17.07 3.50 83.1 September 16.14 3.62 80.8 Oktober 10.96 3.63 91.3 November 6.05 3.77 90.7 december 3.10 3.65 91.6
Tabel 30: Samenvatting TRY Ukkel
Bij de simulaties wordt er steeds een opstartperiode van 3 dagen ingelast (28/9 - 30/9).
De vochtbuffering van de woning wordt voorgesteld met een zogeheten ‘source/sink’
model dat enkele dagen tijd nodig heeft om tot een stabiele en realistische hygrosco-
pisch evenwichtstoestand te komen. De gegevens van deze eerste 3 dagen worden ui-
teraard niet gebruik voor de berekening van de energieverliezen of de binnenlucht-
kwaliteit.
2.5 Wind
2.5.1 Terreinruwheid
De invloed van de wind op de infiltratie en de binnenluchtkwaliteit is van bijzonder
groot belang. De lokale windsnelheid gemeten aan het weerstation in Ukkel is opge-
nomen in de gebruikte weerfile (TRY). Die gemeten windsnelheid is gerelateerd aan de
terreinruwheid van de omgeving, die wordt aangeduid met de α-waarde. Aan de hand
van die waarde kan dan berekend worden wat de windsnelheid is op een bepaalde
hoogte.
Code Zbound terrein [-] [m] 0.03 0.149 60 Open 0.07 0.171 60 0.10 0.182 60 Deels open 0.25 0.218 60 Matig open 0.5 0.257 60 Matig dicht
Tabel 31: Terreinruwheden en overeenkomstig het type omgeving
2.5.2 Lokale beschutting
Naast de terreinruwheid dient men nog rekening te houden met de lokale beschutting
van de woning en zijn onmiddellijke omgeving. Waar de terreinruwheid vooral infor-
matie geeft op de situatie op een grotere schaal, is de winddrukcoëfficiënt gerelateerd
aan de onmiddellijke omgeving van het gebouw. Die winddrukcoëfficiënt geeft aan
wat de drukverdeling ten gevolge van de wind is op de verschillende muren en dak-
vlakken van een gebouw. Aan de hand van de Cp-waarde (winddrukcoëfficiënt) wordt
de windsnelheid berekend die ene drukverschil over een opening creëert. Het gebruik
van de α-waarde en de Cp-waarde wordt uitvoerig beschreven door het AIVC-centrum [45].
Voor de winddrukcoëfficiënt maken we gebruik van de tabellen van het AIVC-centrum,
waarbij er een uniforme verdeling is over de verschillende tabellen.
Het grondplan van de vrijstaande woning heeft een verhouding van 1,5 op 1. Het
grondplan van het appartement heeft daarentegen een verhouding van 2 op 1.
Nu zijn er drie tabellen beschikbaar voor gebouwen met een verhouding van 1 op 1 en
drie tabellen voor gebouwen met een verhouding van 2 op 1. Voor één bepaalde ver-
houding bestaan re dan 3 tabellen die onderscheid maken tussen de lokale beschutting
van het gebouw. Er werd gekozen voor gemiddelde waarden bij beide type woningen.
Aangezien alle simulaties gedaan worden met gemiddelde parameters zal ook bij de
keuze van de winddrukcoëfficiënten gemiddeld genomen worden.
Tabellen A2.2 en A2.5 werden hiervoor gekozen. Voor de vrijstaande woningen werd
een gewogen gemiddelde genomen tussen verhouding 1 op 1 en 2 op 1. Tabellen A2.1
tot A2.6: winddrukcoëfficiënt in functie van de windrichting zijn terug te vinden in Bij-
lage 5 van het AIVC-handboek [45].
Ook de afvoerpijp van het ventilatiesysteem dient gekoppeld te worden aan een speci-
fieke Cp-waarde. Deze is afhankelijk van de hoogte van de pijp en de positief ten op-
zichte van de nok. In NBN D50-001 worden geen aanbevelingen gegeven voor afvoer-
openingen van mechanische ventilatiesystemen, en in TN44 is niet duidelijk of de gra-
fieken voor die hoogte ook geldig zijn voor mechanische ventilatie [53].
Er wordt uitgegaan van een onderdruk aan het afvoerpunt. Als waarden nemen we die
van de AIVC-tabellen voor daken die steiler zijn dan 30°, waarbij de positieve waardes
worden vervangen door negatieve, zij het met dezelfde getalwaarde. Hieronder staan
bijvoorbeeld die gegevens voor een verhouding 1 op 1 van de afmetingen van het
grondplan. Uit simulaties blijkt dat de invloed van de Cp-waarden voor systeem C op die
BIJLAGE C 116
plaats relatief klein is: er is immers een groot drukverschil door de werking van de ven-
tilator38.
2.6 Bezettingspatroon
2.6.1 Inleiding
Het bezettingspatroon van de woning is waarschijnlijk de parameter met de grootste
invloed op de prestaties van het ventilatiesysteem, in het bijzonder in het geval van een
vraaggestuurd ventilatiesysteem. Een realistisch bezettingspatroon is daarom van groot
belang. In het inleidende IWT-onderzoek [69] is er al een valabel bezettingspatroon
opgesteld. Hier worden enkel de kernpunten overgenomen.
2.6.2 Voorstel
De referentiewoning bevat 3 slaapkamers en het referentieappartement 2 slaapkamers.
In beide gevallen wordt als basis een gezin van 4 personen beschouwd: een koppel met
twee kinderen, die ofwel elk een eigen kamer hebben (woning), ofwel samen slapen
(appartement). Aangezien er meer mannen dan vrouwen werken (56% tegen 40%) en
de mannen veel minder deeltijds werken dan vrouwen (7% tegen 43%), wordt er voor-
gesteld een werkende man en een niet-werkende vrouw te beschouwen. Voor wat de
kinderen ten slotte betreft,s wordt er voorgesteld om één klein kind dat thuis blijft te
beschouwen en één ouder kind dat naar school gaat te beschouwen.
Aangezien er geen Monte-Carlo-analyse wordt uitgevoerd in dit onderzoek, is er dus
maar één vast bezettingspatroon waarmee simulaties worden gedaan. De gemiddelde
grootte van de huishoudens in België in 2001 was volgens het NIS 2.78 voor open wo-
ningen en 1.70 voor appartementen en 3.60 voor open woningen volgens de SENVIVV-
studie en 2.30 voor appartementen. Voor beide woningtypes werd uitgegaan van het
modelgezin met vier gezinsleden, wat vooral voor het appartement een lichte over-
schatting is, maar uiteindelijk weinig relatief verschil uitmaakt, omdat er enkel vergelij-
kingen wordt gemaakt tussen systemen. Een Monte-Carlo-analyse met de juiste verde-
ling van het bezettingspatroon zou natuurlijk de accuraatheid van dit onderzoek nog
kunnen verhogen.
2.7 Raam- en deurgebruik
In de simulaties is er geen rekening gehouden met de invloed van het openen van ra-
men en deuren. De invloed zal in elk geval relatief beperkt zijn omdat er enkel naar het
stookseizoen wordt gekeken, en in die periode worden de ramen weinig geopend39.
Bovendien is het interessant om te kijken naar de eerder negatieve situaties die zich
kunnen voordoen om systemen te evalueren, en deze zullen dus eenduidiger zijn als er
geen raamopeningmodel wordt gehanteerd. Nu kan het kortstondig verluchten van
kamers een niet te verwaarlozen invloed hebben op de binnenluchtkwaliteit en ener-
gieverliezen, maar omdat we niet beschikken over een extensieve studie van raamope-
ningsgedrag in België, zou een raamopeningmodel dus meer onzekerheid introduceren
38 Indien de Cp-waardes van het dakschild worden vergeleken met die specifiek voor uitstekende elementen volgens TN 44 is er een verschil in het totaal afgezogen debiet met grootteorde van 0.06%). Bij een natuur-lijk of hybride systeem is de invloed wel substantieel omdat de drukverschillen kleiner zijn en het effect van de wind daardoor belangrijker wordt. 39 [ERHORN, 1986]
BIJLAGE C 117
in de resultaten. Ook in de final draft van de Europese norm prEN15242 wordt er naar
de nationale normering verwezen voor het gebruik van raamopeningmodellen.
De binnendeuren zijn ook steeds gesloten omdat de ventilatievoorzieningen in alle om-
standigheden een aanvaardbare binnenluchtkwaliteit moeten garanderen. Aangezien
de luchtdoorlatendheid van de binnenwanden en binnendeuren wel in rekening wordt
genomen, is de samenstelling van het model realistisch als men kijkt naar de luchtstro-
men tussen lokalen.
2.8 H2O- en CO2-productie
De CO2-concentratie in de buitenlucht wordt niet gevarieerd en bedraagt constant 350
ppm. Aangezien het onmogelijk is om via een sensor op deze gegevens te kunnen in-
spelen, is een constant concentratieniveau van 350 ppm van geen belang voor dit sys-
teem. Bij de evaluatie van de binnenluchtkwaliteit wordt enkel naar het concentratie-
verschil tussen binnen en buiten gekeken. De absolute concentratie buiten zal dus geen
invloed hebben op de evaluatie van de binnenluchtkwaliteit. Voor elk moment wordt
ook een activiteitsgraad opgegeven, zodat de CO2-productie in functie van het metabo-
lisme kan worden aangepast.
2.8.1 Productie door huishoudelijke activiteiten
In de deterministische benadering is de productie door huishoudelijke activiteiten ge-
koppeld aan de aanwezigheid (bezettingspatroon).
De vochtproductie in de badkamer is volgens de final draft van prCEN 14788 0.5 l/s ge-
durende 10 minuten per douche. Op volgende tijdstippen, gedurende weekdagen, is er
dus een productie van 0.5 l/s:
In de wasplaats naast de keuken (enkel in geval van vrijstaande woning) is er een
vochtproductie door het drogen van kleren. Volgens de final draft van prCEN 14788
bedraagt die vochtproductie 0.06 l/s gedurende 12 h. In de simulaties is die productie
gekoppeld aan het bezettingspatroon, en duurt die gemiddeld 11h05. Om toch dezelf-
de hoeveelheid vocht te hebben, worden de gegevens van de norm omgeschaald. 0.06
l/s * 3600 * 12 h is gelijk aan 0.064963 l/s * 3600 * 11h05. De vochtproductie in de keu-
ken is volgens de final draft van prCEN 14788 als volgt: ’s morgens is er slechts 10 minu-
ten vochtproductie, waarbij er 0.6 l/s wordt geproduceerd; ’s avonds is er een volledige
kookcyclus die 30 minuten duurt, waarbij er drie fasen te onderscheiden zijn in de
dergelijk gerapporteerd invoersignaal aan te passen via Gain of Offset aan een wenselijkere eenheid (bv. [kg/kg] * 658150 om naar ppm te komen). Gain Vermenigvuldigen van het invoersignaal Offset Offset waarde op het invoersignaal
M_Constant Constante dat kan gebruikt worden voor verschillende andere operatoren N_Schedule Een schema toepassen op luchtstroompaden, eenvoudige luchtbehandelingsys-temen, invoer- en uitvoeropeningen van eenvoudige luchtbehandelingsystemen of source/sinks. Deze schema’s overschrijden eventueel bestaande schema’s op die elementen. Er is de mogelijk om het invoersignaal te verlengen met een be-paalde tijd, Signal Delay by input. O_Phantom control Referentiesignaal naar een regelelement ergens in het project. P_Sensor Twee types sensoren kunnen worden gedefinieerd: zone/ knooppuntsensor en pad/leidingsensor. Het eerste type sensor kan in een zone of knooppunt volgen-de zaken detecteren: Temperatuur, Contaminant massafractie, Druk of Bezet-ting. Het tweede type sensor kan het luchtstroomdebiet [kg/s] en de drukval [Pa] detecteren. Q_Proportional control Eenvoudige proportionele regelaar waarbij het invoersignaal een foutsignaal is dat typisch een gedetecteerde waarde –schakelpunt is dat via andere regelope-ratoren kan behaald worden (vb. Constant). Het uitvoersignaal is gelimiteerd tot waarden tussen 0 en 1, zodat je de proportionele constante, Kp, hiermee kunt linken. Ë�`A��� = (�A��� ∙ Y0 S1_Minimum, S2_Maximum Maximum of minimum van alle invoersignalen op deze regelknoop op elke tijd-stap.
BIJLAGE E
BIJLAGE E:
ENQUÊTE VENTILATIENQUÊTE VENTILATIE
121
BIJLAGE E 122
BIJLAGE E 123
BIJLAGE E 124
REFERENTIES 125
REFERENTIES
De Pril,P., Natuurlijke ventilatie in woningen, Vakgroep Architectuur & Stedenbouw, Facul-teit ingenieurswetenschappen, Universiteit Gent (2002)
EPB Besluit Bijlage I 2005, Bepalingsmethode van het peil van het primair energieverbruik van woongebouwen (2005)
EPB Besluit Bijlage V 2005, Ventilatievoorzieningen in woongebouwen (2005)
NBN EN 13779:2004 ‘Ventilatie voor niet-residentiële gebouwen - Prestatie-eisen voor ven-tilatie- en kamerbehandelingssystemen’
prCEN/TR 14788 Final Draft – Ventilation for buildings - Design and dimensioning of resi-dential ventilation systems
prEN 15251, Draft 2005. Criteria for the Indoor Environment including thermal, indoor air quality, light and noise
Technische Voorlichting 192 – Ventilatie van woningen – Deel 1 Algemene Principes, WTCB
Technische Voorlichting 203 – Ventilatie van woningen – Deel 2 Uitvoering en prestaties van ventilatiesystemen, WTCB
Vandewalle E., Ontwerp en evaluatie van mechanische ventilatiesystemen in woningen, Vakgroep Architectuur & Stedenbouw, Faculteit ingenieurswetenschappen, Universiteit Gent (2005)
[1] AFSHARI, A., BERSOE, N.C., Humidity as a Control Parameter for Ventilation, Indoor and Built Environment, 12 (2003), 215-216
[2] Alusta productdocumentatie, http://www.alusta.nl/html/downloads/broch_co2.pdf
[3] ANON, A., Ventilation control my measurement of carbon dioxide levels in public enter-tainment buildings, Energy technology support unit AERE Harwell, Oxfordshire (1986)
[4] ASHRAE, Fundamentals Handbook (SI), American Society of Heating, Refrigerarting and Air Conditioning Engineers, Atlanta (2005)
[5] Astma na slechte ventilatie in huis, 18 oktober (2007) http://www2.telegraaf.nl/binnenland/article73231171.ece
[6] AXLEY, J.W., Progress toward a general analytical method for predicting indoor air pollu-tion in buildings, Indoor air quality modeling Phase III Report, NBSIR 88-3814, National bu-reau of standards (1988)
[7] BARBAT, M., Contribution au développement d'un contrôle optimal de la ventilation dans les locaux de grandes dimension, doctoraatsthesis, INSAL, Lyon (2000)
[8] BERGSOE, N.C., On ventilation needs – towards demand controlled ventilation in dwel-lings, Proceedings 21st AIVC Conference, De Haag (2000)
[9] BERNARD, A.M., BLAZY, M., LEMAIRE, M.C., Performance of demand controlled ventila-tion: case study, energy savings and practical rules, Proceedings 21st AIVC conference, De Haag (2000)
[10] BERNARD, A.M., VILLENAVE, J.G., LEMAIRE, M.C., Potential of savings for demand con-trolled (DCV) in office buildings, AIVC 24th conference (2003), 163-166
[11] BIENFAIT, D., MOYE, C., Inhabitant behavior with regard to mechanical ventilation in France, AIVC 7th Conference, Stratford on Avon (1986), 7.1-7.17
[13] BLOMSTERBERG, A., SANDBERG, E. and LÖNNBERG, M., Demand controlled hybrid ventila-tion for cold climates, AIVC 25th Conference, Praag (2004), 135-140
[14] CARPENTER, S.C., Energy and IAQ impacts of CO2--based demand-controlled ventilation, ASHRAE transactions 102 (2) (1996), 80-88
REFERENTIES 126
[15] CORDIER, N., Développement et évaluation des stratégies de contrôle de ventilation appli-quées aux locaux de grandes dimensions, PhD thesis, INSAL, Lyon (2007)
[16] DAVIDGE, B., Demand controlled ventilation systems in office buildings, 12th AIVC Confe-rence, Coventry (1991), 157-171
[17] DE DEAR, R.J., CENA, K., Field study of occupant comfort and office thermal environments in a hot climate, ASHRAE transactions, Annual meeting, Seattle (1999)
[18] DE VRIES, L., Ventilatie oorzaak deel gezondheidsklachten, 17 oktober 2007, http://www.ad.nl/binnenland/article1752321.ece
[19] DONNINI, G., HAGHIGHAT, F., and Hguyen, V.H., Ventilation control of indoor air quality, thermal comfort, and energy conservation by CO2 measurement, 12th AIVC Conference (1991), 311-331
[20] DORER , V. AND WEBER, A., Design parameters for the performance assessment of hybrid residential ventilation systems, AIVC 25th Conference, Praag (2004)
[21] DRIESEN, S., Van gebalanceerde naar hybride ventilatie, Installatiemagazine 6 (2006)
[22] EL MANKIBI, M., MICHEL, P., Hybrid ventilation performance assessment using fitness func-tions, LASH, ENTPE, International Conference (palenc 2005), Santorini (2005), 403-408
[23] EL MANKIBI, M., Ventilation systems management for intermittent occupancy based build-ings, LASH, ENTPE (2003)
[24] EL MANKIBI, M.,CRON, F., MICHEL, P., INARD, C., Control strategies for hybrid ventilation simulations (2003)
[25] EMMERICH S.J., PERSILY A.K., Literature Review on CO2-Based Demand Controlled Ventila-tion, ASHRAE Transactions, Atlanta (1997)
[26] EMMERICH S.J., PERSILY A.K., State-of-the-art review of CO2 demand controlled ventilation – technology and application, NISTIR 6729, Building and Fire Research Laboratory, National Institute of Standards and Technology (2001)
[27] FANGER, P.O., BIENFAIT, D., FITZNER, K., European concerted action: Indoor air quality and its impact on man, Commissie voor de EG, Luxemburg (1992)
[28] FEHLMANN, J., WANNER, H. and ZAMBONI, M., Indoor air quality and energy consumption with demand controlled ventilation in an auditorium, Proceedings 6th Conference on in-door air quality and climate, 5 (1993), 45-50
[29] GABEL, S.D., JANSSEN, J.E.,CHRISTOFFEL, J.O., and SCARBOROUGH, S.E., Carbon dioxide-based ventilation control system demonstration, U.S. Department of Energy, DE-AC79-84BP15102 (1986)
[30] HEISELBERG, P., Ed., Principles of hybrid ventilation, Hybrid Ventilation Centre, Aalborg University, Aalborg, Denemarken (2002)
[33] HUZE, M.H., MENEBOO, F., and HOFFMANN, J.B., Air quality sensors: a field evaluation, Proceedings of Roomvent ‘94, 2 (1994), 491-501
[34] JACOBS P., DE GIDS W.F and KORNAAT, W., Demand controlled ventilation applicable for any air tightness level and occupancy?, AIVC 25th conference, Praag (2004), 293-301
[35] JANSSENS, A., Bouwfysica 2, Universiteit Gent (2005)
[36] JARDINIER, L., JARDINIER, M., SAVIN, J.L. and SIRET, F., Hygrothermal behavior of humidity controlled air inlet, 23rd AIVC Conference, Washington (2003)
[37] JARDINIER, M. AND BERTHIN, S., RESHYVENT Hybrid demand controlled ventilation system( 2003)
[38] JARDINIER, M., BERTHIN, S., RENSON, P., POLLET, I., LONCOUR, X., HEIJMANS, N. and WOUTERS, P., IC3 - Hybrid demand controlled ventilation system for mild and warm cli-mates: RESHYVENT-project
REFERENTIES 127
[39] JARDINIER, M., Demand Controlled Ventilation: conciliating indoor air quality and energy savings (2006)
[40] JEANNETTE, E. and PHILIPS, T., Designing and Testing Demand Controlled Ventilation Strategies, Architectural Energy Corporation, National Conference on Building Commis-sioning (2006), 1-8
[41] JREIJIRY, D., HUSAUNDEE, A. and INARD, C., Numerical evaluation of hybrid ventilation control strategies, Building Simulation: 9th International IBSPA Conference, Montréal (2005), 483-490
[42] KVISGAARD, B., COLLET, P.F., Occupants’ influence on air change in dwellings, AIVC 7th Conference, Stratford on Avon, AIVC (1986), 4.1-4.10
[43] LEEPHAKPREEDA, T., THITIPATANAPONG, R., GRITTIYACHOT, T. and YUNGCHAREON, V., Occupancy-based control of indoor air ventilation: a theoretical and experimental study, Science Asia, 27 (2001), 279-284
[44] LEVIN, H., Emission Testing and Indoor Air Quality, Proceedings of Indoor Air Quality, Ven-tilation, and Energy Conservation in Buildings, Montréal (1995)
[45] LIDDAMENT M.W., A guide to energy efficient ventilation, Annex V, AIVC, IEA (1996)
[47] MILLET, J.R. and VILLENAVE, J.G., Assessment and description of humidity controlled sys-tem in French residential buildings, CSTB, Frankrijk (2003)
[48] MUMMA, S.A., Is CO2 demand-controlled ventilation the answer, Engineered Systems, 5 (2002), 66-78
[49] OGASAWARA, S., TANIGUCHI, H., and SUKEHIRA, C., Effect of energy conservation by con-trolled ventilation, Energy and buildings 2 (1979), 3-8
[50] OP ‘T VELD, P. AND VAN DER AA, A., EU Reshyvent – interim results (2002)
[51] OP ‘T VELD, P. AND VAN DER AA, A., Reshyvent – A EU cluster project on demand con-trolled hybrid ventilation for residential buildings (2003)
[52] OP ’T VELD, P.J.M., Nieuwe ventilatieconcepten, Puur bouwen, 12 (2004), 20-21
[53] ORME, M., LIDDAMENT, M.W. and WILSON, A., Numerical data for air infiltration & natural ventilation calculations (TN44), AIVC, IEA (1998)
[54] PERSILY, A., MUSSER, A., EMMERICH, S. and TAYLOR, M., Simulations of indoor air quality and ventilation impacts of demand controlled ventilation in commercial and institutional buildings, NISTIR 7042, National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg (2003), 1-50
[55] RAYMER, P.H., User “friendly” residential ventilation system control strategies and effec-tiveness, AIVC 24th Conference (2004), 259-264
[60] SOLDAAT, K., Bewonersgedrag en balansventilatie: de invloed van bewonersgedrag op de effectiviteit van de balansventilatie, Onderzoeksinstituut OTB, Habiforum, Gouda (2007)
[61] SORENSON, B.R., Simulation of a small VAV plant, Proceedings of Indoor air 96, 2 (1996), 199-204
[62] SORENSON, B.R., Demand Controlled Ventilation. A detailed study of energy usage by si-mulation, AIVC 27th, Lyon, 3 (2006), 679-684
[63] STRINDEHAG, O., NORELL, L., and KVARNSTROM, S., Improved indoor air quality by super-vision of the CO2 content, 5th Conference on indoor air quality and climat, 4 (1990), 437-441
REFERENTIES 128
[64] TAKAKI, R., YOSHINO, H., MIHARA, K. and MAATOUK, K., Study on performance evalua-tion of mechanical ventilation system for occupied houses (2005)
[65] TEMPLE, K.A. and HOLTON, J.K. , Energy efficient residential ventilation control, AIVC 24th Conference (2003), 215-222
[66] TISSOT, A. and ARCHENAULT, M., Demand controlled ventilation as efficient means to achieve energy savings in tertiary sector buildings, AIVC 27th Conference, Lyon, 3 (2006), 673-678
[68] VAN DEN BOSSCHE, N. en JANSSENS, A., Monte Carlo analysis of demand controlled venti-lation systems in residential buildings, Vakgroep Architectuur & Stedenbouw, Faculteit In-genieurswetenschappen, Universiteit Gent (2007)
[69] VAN DEN BOSSCHE, N., JANSSENS, A. en HEIJMANS, N, Vraaggestuurde draadloze ventila-tiesystemen met natuurlijke toevoer voor woongebouwen, Eindrapport, WTCB, Universi-teit Gent, 2007.
[70] VAN DONGEN, J.E.F., Inhabitants’ behavior with respect to ventilation, AIVC 7th Confe-rence Stratford on Avon (1986), 67-90
[71] VAN HOLSTEIJN, R.C.A., Slim en gezond naar EPC van 0,8 met vraaggestuurde ventilatie, Stedebouw & Architectuur, 7 (2005), 8-9
[72] VILLENAVE, J.G., BERNARD, A.M. and LEMAIRE, M.C., Demand controlled ventilation sys-tems: performances of CO2 detection, AIVC 24th Conference (2003), 151-156.
[73] WALTON G. N. and DOLS W.S., CONTAM 2.4b: Userguide and Program Documentation, National Institute of Standards and Technology (2006) http://www.bfrl.nist.gov/IAQanalysis/docs/NISTIR_7251_2006Oct30.pdf
[74] WILLEMS, E.M.M. en WERTWIJN, Y.K., Innovatieve ventilatieconcepten en gelijkwaardig-heid in de EPN, VV+, 3 (2003), 153-157
[75] WILLEMS, E.M.M. en VAN DER AA, A., Gelijkwaardigheidsbeginsel voor ventilatiesystemen, VV+, 3 (2006), 218-223
[76] WILLEMS, E.M.M. en VAN DER AA, A., Hoge luchtkwaliteit en laag energiegebruik, VV+, 11 (2005), 806-811
[77] WILLEMS, L. en JANSSENS, A., Performance prediction of dwelling ventilation with self-regulating air inlets, Vakgroep Architectuur & Stedenbouw, Faculteit ingenieursweten-schappen, Universiteit Gent, AIVC 26th Conference, Brussel, België (2005), 197-202
[78] WOLOSZYN, M., SHEN, J., MORDELET, A. and BRAU, J., Numerical simulations of energy performance of a ventilation system controlled by relative humidity, AIVC 26th Conference, Brussel (2005), 295-300
[79] WYON D.P., The effects of indoor air quality on performance and productivity, Indoor Air 2004, Munksgaard (2004) 92-101
[80] YOSHINO, H. YUN, S. AND NOMURA, A., Performance evaluation of the hybrid ventilation system controlled by a pressure difference sensor (2004)
[81] ZAMBONI, M., BERCHTOLD, O., FILLEUX, C., FEHLMANN, J. and DRANGSHOLT, F., DCV - An application to auditoria, 12th Conference, Coventry (1991), 143-155
FIGUREN 129
FIGUREN
FIGUUR 1.1: DETERMINISTISCHE VERSUS PROBABILISTISCHE BENADERING. ............................................................ 3 FIGUUR 1.2: LUCHTDICHTHEIDSTEST APPARTEMENT, SYSTEEM A, V50 = 3 M³/(H.M²) ............................................. 5 FIGUUR 1.3: WINDDRUKKEN OP EEN GEBOUWSCHIL ......................................................................................... 6 FIGUUR 1.4: INVLOED VAN WINDPROFIEL EN -SNELHEID OP DE LOKALE WINDSNELHEID .......................................... 7 FIGUUR 1.5: DRUKVERSCHILLEN EN LUCHTSTROOMPATROON DOOR EFFECT VAN HET TEMPERATUURVERSCHIL. ......... 7 FIGUUR 1.6: DRUKVERSCHIL DOOR SCHOORSTEENEFFECT TUSSEN TWEE VERTICAAL GELEGEN OPENINGEN ................ 8 FIGUUR 1.7: VENTILATORWERKING .............................................................................................................. 10 FIGUUR 2.1: GETRAPTE CO2-REGELING VAN EEN TOEVOERROOSTER ................................................................. 25 FIGUUR 2.2: PROPORTIONELE CO2-REGELING VAN EEN TOEVOERROOSTER ......................................................... 26 FIGUUR 2.3: EXPONENTIËLE CO2-REGELING VAN EEN TOEVOERROOSTER (1) ...................................................... 27 FIGUUR 2.4: BENADERING VAN DE EXPONENTIËLE FUNCTIE DOOR LIJNSTUKKEN .................................................. 27 FIGUUR 2.5: EXPONENTIËLE CO2-REGELING VAN EEN TOEVOERROOSTER (2) ...................................................... 28 FIGUUR 2.6: EVOLUTIE VAN DE CO2 EN RV GEMETEN IN EEN SLAAPKAMER BEZET DOOR 1 PERSOON, [28] ............ 29 FIGUUR 2.7: VERSCHIL IN ABSOLUTE WAARDEN VAN CO2-CONC. EN AV IN EEN SLAAPKAMER MET 1 PERSOON ...... 29 FIGUUR 2.8: MOLLIERDIAGRAM, DAMPDRUK VS. TEMPERATUUR ...................................................................... 30 FIGUUR 2.9: VARIATIE VAN DE RV VAN DE SENSOR EN IN EEN KAMER, TIJDENS HET STOOKSEIZOEN (1) ................. 31 FIGUUR 2.10: VARIATIE VAN DE RV VAN DE SENSOR EN IN EEN KAMER, TIJDENS HET STOOKSEIZOEN (2) ............... 31 FIGUUR 2.11: GRAFIEK SENSOR- EN BINNENTEMPERATUUR; VERZADIGINGSDAMPDRUK VAN SENSOR EN BINNEN ..... 32 FIGUUR 2.12: BEGRENZING BIJ TERUGSTROMING VAN EEN ZELFREGELEND TOEVOERROOSTER ............................... 33 FIGUUR 2.13: BEGRENZING TOEVOERROOSTER BIJ HEVIGE WIND (>10 M/S) ....................................................... 34 FIGUUR 2.14: BEGRENZING BIJ EXTREME TEMPERATUUR .................................................................................. 34 FIGUUR 2.15: GRONDPLAN VAN HET MODELAPPARTEMENT IN CONTAM ........................................................ 35 FIGUUR 2.16: REGELKROMME VAN DE VOCHTREGELING PH75 IN BADKAMER EN KEUKEN; Q VERSUS RV .............. 36 FIGUUR 2.17: GEVOELIGHEID VAN DE RELATIEVE VOCHTIGHEIDSGRENZEN ......................................................... 36 FIGUUR 2.18: REGELKROMME VOCHTREGELING H50 IN WASPLAATS; Q VERSUS RV ........................................... 37 FIGUUR 2.19: HYBRIDE REGELING VAN DE VENTILATOR OP BASIS VAN TEMPERATUUR ......................................... 39 FIGUUR 2.20: HYBRIDE REGELING VAN DE VENTILATOR OP BASIS VAN RV IN DE NATTE RUIMTES ........................... 40 FIGUUR 2.21: HYBRIDE REGELING VAN DE VENTILATOR OP BASIS VAN CO2-CONCENTRATIEVERSCHIL, MET DB ...... 40 FIGUUR 2.22: HYBRIDE REGELING VAN DE VENTILATOR OP BASIS VAN DEBIETFRACTIE VAN DE AFVOERMONDEN ..... 40 FIGUUR 3.1: NEDERLANDSE NORMERING; LAGE VENTILATIE INDEX ................................................................... 45 FIGUUR 3.2: CUMULATIEVE CO2-NIVEAUS IN PPM.H MET DE GRENS OP 1350 PPM ............................................. 49 FIGUUR 3.3: VERBAND TUSSEN PERCENTAGE ONTEVREDENEN EN HET CO2-CONCENTRATIEVERSCHIL, BRON [86] ..... 50 FIGUUR 4.1: GRAFISCHE LAYOUT VAN HET MODEL EN VERWACHTE UITVOER ...................................................... 56 FIGUUR 4.2: VOCHTREGELING SYSTEEM C+® .................................................................................................. 63 FIGUUR 4.3: STAMBOOMSTRUCTUUR ............................................................................................................ 64 FIGUUR 4.4: GRENZEN RV-REGELING IN BADKAMER EN KEUKEN ...................................................................... 66 FIGUUR 5.1: HERNEMING STAMBOOMSTRUCTUUR (ZIE § 4.3.2) ....................................................................... 73 FIGUUR 6.1: TYPE WONING ......................................................................................................................... 95 FIGUUR 6.2: LOCATIE WONING .................................................................................................................... 95 FIGUUR 6.3: OUDERDOM WONING ............................................................................................................... 95 FIGUUR 6.4: TYPE VENTILATIESYSTEEM ......................................................................................................... 95 FIGUUR 6.5: CORRELATIE SYSTEEM & WONINGTYPE ........................................................................................ 96 FIGUUR 6.6: ZELFREGELEND TOEVOERROOSTER .............................................................................................. 96 FIGUUR 6.7: AFVOER DAMKAP .................................................................................................................... 96 FIGUUR 6.8: TYPE OPEN HAARD ................................................................................................................... 96 FIGUUR 6.9: VENTILATORSTAND IN FUNCTIE VAN TYPE VENTILATIESYSTEEM ....................................................... 96 FIGUUR 6.10: AANWEZIGHEID DOORSTROOMROOSTERS ................................................................................. 97 FIGUUR 6.11: MANUEEL BIJREGELEN VAN DE TOEVOERROOSTERS ..................................................................... 97 FIGUUR 6.12: RELATIE RAAMOPENINGSGEDRAG - VENTILATIESYSTEEM .............................................................. 98
FIGUREN 130
FIGUUR 6.13: REDENEN OPENEN VAN RAMEN & DEUREN ................................................................................ 98 FIGUUR 6.14: REDENEN SLUITEN RAMEN & DEUREN ....................................................................................... 98 FIGUUR 6.15: FREQUENTIE ONDERHOUD VAN DE SYSTEEMCOMPONENTEN ........................................................ 99 FIGUUR 6.16: EVALUATIE (GEEN) VENTILATIESYSTEEM (OF) A .......................................................................... 99 FIGUUR 6.17: EVALUATIE VENTILATIESYSTEEM C .......................................................................................... 100 FIGUUR 6.18: EVALUATIE VENTILATIESYSTEEM D ......................................................................................... 100 FIGUUR 6.19: KEUZEPARAMETERS BIJ MECHANISCHE VENTILATIESYSTEMEN (C EN D) UITGEZET IN % .................. 100 FIGUUR 6.20: AANBEVELEN AAN ANDEREN VOLGENS HET TYPE VAN VENTILATIESYSTEEM .................................. 101 FIGUUR 6.21: CORRELATIE TUSSEN LOCATIE WONING, SYSTEEM EN GEURHINDER IN EEN PROPERE OMGEVING ....... 101 FIGUUR 6.22: CORRELATIE TUSSEN LOCATIE WONING, SYSTEEM EN GEURHINDER IN EEN VERVUILDE OMGEVING .... 101 FIGUUR 6.23: CORRELATIE VAN HET TYPE ROOSTER: ZRTO OF TO T.A.V.LAWAAIHINDER BIJ TOEVOERROOSTER .. 102 FIGUUR A.1: VOGELPERSPECTIEF MODELAPPARTEMENT ................................................................................ 106 FIGUUR A.2: MODEL APPARTEMENT IN CONTAM ...................................................................................... 106 FIGUUR A.3: PLAN APPARTEMENT .............................................................................................................. 107 FIGUUR A.4: MODEL VRIJSTAANDE WONING IN CONTAM ........................................................................... 107 FIGUUR A.5: HYGIËNISCHE BASISVENTILATIE ................................................................................................ 108 FIGUUR A.6: INTENSIEVE VENTILATIE .......................................................................................................... 108
TABELLEN 131
TABELLEN
TABEL 1.1: LUCHTDICHTHEID EN WIJZE VAN VENTILEREN, BRON HENS [21] ......................................................... 6 TABEL 2.1: FRANSE STATISTIEKEN (INSEE), 2003, VOOR DE GEHELE HUIZENMARKT ........................................... 15 TABEL 2.2: ENERGIEBESPARING DOOR VRAAGGESTUURDE VENTILATIE ............................................................... 16 TABEL 2.3: LITERATUUROVERZICHT CO2-GEBASEERDE VRAAGGESTUURDE VENTILATIE ........................................ 18 TABEL 2.4: CRITERIA BIJ KEUZE VAN HET VENTILATIECONCEPT .......................................................................... 22 TABEL 2.5: VENTILATIECONCEPTEN, NBN D50-001 ...................................................................................... 22 TABEL 2.6: VOOR- EN NADELEN VAN HET SYSTEEM A ..................................................................................... 23 TABEL 2.7: VOOR- EN NADELEN VAN HET SYSTEEM C ..................................................................................... 23 TABEL 2.8: VOOR- EN NADELEN VAN HET SYSTEEM D ..................................................................................... 24 TABEL 2.9: OVERZICHTSTABEL VAN DE MOGELIJKE SIMULATIEOPTIES ................................................................ 25 TABEL 2.10: VERBAND SENSOR- EN BINNENTEMPERATUUR; VERZADIGINGSDAMPDRUK VAN SENSOR EN BINNEN ..... 32 TABEL 2.11: STANDAARDDEBIETEN VAN DE VERSCHILLENDE AFVOERMONDEN ................................................... 38 TABEL 3.1: BINNENLUCHTKLASSEN (IDA), [37] ............................................................................................. 44 TABEL 3.2: EVALUATIESTROOK TER BEOORDELING VAN DE GELIJKWAARDIGHEID VAN VENTILATIESYSTEMEN .......... 55 TABEL 4.1: ‘FITTING LOSS COEFFICIENTS’ VAN HET KANALENSTELSEL IN HET APPARTEMENT .................................. 62 TABEL 4.2: ‘FITTING LOSS COEFFICIENTS’ VAN HET KANALENSTELSEL IN DE VRIJSTAANDE WONING ......................... 62 TABEL 4.3: SIMULATIEOPTIES VOOR ALTERNATIEVE, INNOVATIEVE REGELINGEN .................................................. 63 TABEL 5.1: AA / WA .................................................................................................................................. 74 TABEL 5.2: AC / WC ................................................................................................................................... 74 TABEL 5.3: AC+ / WC+ ............................................................................................................................... 74 TABEL 5.4: TOEVOER, CO2, GETRAPT ........................................................................................................... 75 TABEL 5.5: TOEVOER, CO2, PROPORTIONEEL, C3/8 ........................................................................................ 76 TABEL 5.6: TOEVOER, CO2, PROPORTIONEEL, C3/15 ...................................................................................... 76 TABEL 5.7: TOEVOER, CO2, PROPORTIONEEL, C8/15 ...................................................................................... 77 TABEL 5.8: TOEVOER, CO2, EXPONENTIEEL [1], C3/15 ................................................................................... 77 TABEL 5.9: TOEVOER, CO2, EXPONENTIEEL [2], C3/15 ................................................................................... 78 TABEL 5.10: TOEVOER, RV, PROPORTIONEEL, R3/12 ..................................................................................... 78 TABEL 5.11: TOEVOER, DRUKVERSCHIL, TERUGSTROMING ............................................................................... 79 TABEL 5.12: TOEVOER, CO2, PROPORTIONEEL, C3/15, REDUCTIE VAN SENSOREN [A_V1,A_V2] ........................... 80 TABEL 5.13: TOEVOER, CO2, PROPORTIONEEL, C3/15, REDUCTIE VAN SENSOREN [W_V1,W_V2] ......................... 80 TABEL 5.14: DOORVOER, GROOTTE X 0.5 ..................................................................................................... 81 TABEL 5.15: DOORVOER, GROOTTE X 2 ........................................................................................................ 81 TABEL 5.16: AFVOER, RV, PROPORTIONEEL, R3/12, SENSITIVITEIT ONDERGRENS ............................................... 82 TABEL 5.17: AFVOER, RV, PROPORTIONEEL, R3/12, SENSITIVITEIT BOVENGRENS ................................................ 83 TABEL 5.18: AFVOER, RV, PROPORTIONEEL, R3/12, GEVOELIGHEID VAN DE BOVENGRENS .................................. 83 TABEL 5.19: AFVOER, RV, PROPORTIONEEL, BEREIK R 1/3/5 – 10/12/14 [APPARTEMENT] .................................. 84 TABEL 5.20: AFVOER, RV, PROPORTIONEEL, BEREIK R 1/3/5 – 10/12/14 [WONING] .......................................... 84 TABEL 5.21: AFVOER, RV/CO2, PROPORTIONEEL & GRENS, R3/12, GEVOELIGHEID VAN CO2............................... 85 TABEL 5.22: VENTILATOR, CO2, GETRAPT, GRENS & DODE BAND [APPARTEMENT] ............................................. 85 TABEL 5.23: VENTILATOR, CO2, GETRAPT, GRENS & DODE BAND [WONING]...................................................... 86 TABEL 5.24: VENTILATOR, RV, GETRAPT, GRENS & DODE BAND ....................................................................... 87 TABEL 5.25: VENTILATOR, TEMPERATUUR, GETRAPT, GRENS ............................................................................ 87 TABEL 5.26: VENTILATOR, DEBIET, GETRAPT, GRENS [2 VARIATIES] ................................................................... 88