Controle van kantoorruimte 3 rekenening houdend met warmte-afgifte binnen de ruimte tijdens volledige bezetting van deze kantoorruimte:
Uiteraard geeft dit geen juist beeld van de koellast.
We moeten zoals eerder gezegd binnen een kantoorruimte rekening houden met volgende zaken en hun warmte-afgifte :
Warmte-afgifte van een vaste pc : In een kantoorgebouw tellen we 5 W/m2 voor vaste pc per ruimte.
Warmte-afgifte van een persoon : 140 W bij lichte activiteit.
Warmte-afgifte van een TL-lamp : 15 W/m2
( Waardes gehaald uit de cursus 4 Klimatisatie )
‘ Nu we deze gegevens in het bezit hebben kunnen we terugkeren naar het voorbeeld van de kantoorruimte 3 :
De koellast die werd aangenomen van 100 W/m2 zal nu niet meer correct zijn. We berekenen aan de hand van de gegevens in de tabel van deze ruimte de nieuwe waarde.
– 7 vaste pc’s x 5 W/m2 = 35 W/m2
– 8 TL-lampen x 15 W/m2 = 120 W/m2
– 7 personen x 140 W = 980 W
Let wel , dit is wanneer de ruimte volledig bezig is en iedere vaste pc’s en verlichting aanstaat.
35 + 120 W/m2 = 155 W/m2 x 52 m2 = 8 060 W + 7 aanwezige personen ( = 980 W ) = 9 040 W
Besluit :
Uit deze berekeningen kunnen we meteen besluiten dat het ge??nstalleerd koelvermogen niet voldoende is om de ruimte voldoende te koelen als de kantoorruimte volledig bezet is en alle vaste pc’s en verlichting werken.
Onze koellast bedraagt dan 9 040 Watt , terwijl we maar een ge??nstalleerd vermogen hebben van 4 890 Watt.
Controle van kantoorruimte 3 rekenening houdend met warmte-afgifte binnen de ruimte tijdens halve bezetting van deze kantoorruimte:
Dit wel zeggen dat we het aantal werkende personen binnen de ruimte van 7 gaan reduceren naar 3.
Bijgevolg dus ook een halvering van de in werking staande pc’s.
– 3 pc’s x 5 W = 15 W/m2
– 8 TL-lampen x 15 W/m2 = 120 W/m2
– 3 personen x 140 W = 320 W
135 W/m2 x 52 m2 = 7 020 W + 320 W = 7 340 W
Besluit:
Bij een halvering van de werkende personen binnen de ruimte en dus ook de werkende pc’s zien we dat de ventilo-convectoren nog steeds de koellast die gevraagd wordt niet kan leveren.
We zullen dus maatregelen moeten treffen binnen onze internte warmtelast om er zo voor te zorgen dat ons ge??nstalleerd koelvermogen voldoende is om een goede koeling te kunnen garanderen.
6.3.5 Maatregelen ter verlaging van interne warmtelast
Zoals uit vorige voorbeelden blijkt is het toch zeer belangrijk maatregelen te treffen zodat de koellast in de kantoorruimte beperkt blijft.
6.3.5.1 Verlichting
Bij de keuze van verlichting is het belangrijk rekening te houden met het verlichtingsniveau en de kleur ervan. Het beste is een ruimte te ontwerpen met een zo laag mogelijk lichtniveau , dit kan met compenseren door rekening te houden met de inval van het daglicht , aanvaardbare percentage glas en zonnewering.
Ook is het uiteraard van belang lichtbronnen te kiezen met een zo hoog mogelijk rendement bij een zo laag mogelijk elektrisch verbruik.
Een aangewezen voorziening is ook een afzuiging van de warmte die de armaturen afgeven door middel van afzuigkanalen. Deze kunnen in het plafond worden geplaats zodat deze ..
6.3.5.2 Appraraatwarmte
Ook hier is de beste oplossing om een afzuiging te voorzien , om de warmte die onder andere door de vaste computers wordt afgeven af te voeren.
6.3.6 Externe warmtebelsating
In vorige voorbeelden brengen we enkel de interne warmte-afigifte in rekening. We moeten echter ook nog rekening houden met de externe warmtebelasting van een ruimte.
6.3.6.1 Zonnestraling
Het begrip koellast bestaat niet enkel uit de koellast ontstaan in het gebouw. Het is de som van deze koellast vermeerderd met de koellast door de zon.
Deze koellast wordt bepaald door de warmtehoeveelheid die door zonnestraling door de wand, dak of raam de ruimte opwarmt.
Zonnestraling is opgebouwd uit 2 soorten straling namelijk uit diffuse straling en directe straling.
Diffuse straling is de straling die gereflecteerd wordt naar alle richtingen en straling welke ontstaan is door absorptie.
De directe straling is de straling welke niet gereflecteerd of geabsorbeerd wordt.
Directe straling valt af te schermen door zonneweringssystemen.
De hoeveelheid zonnestraling op aarde is afhankelijk van een aantal factoren :
– De reflectie van zonnestraling door andere vlakken.
– De helderheid van de lucht.
– De ligging van het vlak ten op zichte van de zon, de hemelrichting en de zonnehoogte.
– Het uur van de dag.
– Plaats op de aarde , de breedtegraad.
Dit alles maakt het zeer moeilijk om dit in kaart te brengen , toch werd geprobeerd een controle uit te voeren voor de desbetreffende kantoorruimte 3 op het gelijkvloers.
6.3.6.2 Zonnewinst
De zonnewinst hangt af van de ligging van de ruimte.
Zijn de ramen gelegen op het zuiden dan zal er in de winter veel zonlicht invallen in de kamer omdat de zon laag staat op de horizon.
In de zomer zal er weinig zonlicht invallen om de reden dat de zon dan hoog aan de horizon staat. Vaak zijn er bij zuidergerichte ramen ook luifel voorzien wat de inval uiteraard nog zal verminderen.
Ramen gelegen in het westen en het oosten zullen over het hele jaar veel zonlicht krijgen.
Bij ramen gericht naar het noorden zal er enkele s’morgens en s’avonds laat wat zonlicht binnenstralen.
6.3.6.3 Transmissie door het glas
De kanttoorruimte 3 op het gelijkvloers heeft 5 ramen met afmetingen van 200 cm x 150 cm.
Het raam is uitgevoerd in dubbel glas met alumium frames , en een spouw met lucht van 4 mm.
Het heeft bijgevolg een U-waarde van 2,9 W/m2.K , en de kantoorruimte is gelegen naar het Oosten.
Er wordt vanuit gegaan dat het een warme zomerdag is in juli , buitentemperatuur 32 ??C en we binnen een temperatuur wensen van 24??C.
Er wordt dus een berekening gemaakt in het slechtste geval waarin de koeling zou moeten optimaal fungeren.
6.3.6.4 Berekening transmissie door het glas
De berekening van de transmissie door het glas voor de ramen van kantoorruimte 3 op het gelijkvloers wordt berekend aan de hand van volgende formule :
?? = U . F . ( TBUITEN ‘ TBINNEN )
Waarbij :
– ?? = Warmtetransmissie door het glas in Watt
– U = Warmtedoorgangsco??ffici??nt glas in W/m2/K
– F = Glasoppervlak in m2
– TBUITEN = Buitentemperatuur in ??C
– TBINNEN = Binnentermperatuur in ??C.
Berekening bij warme zomerdag en volledige bezetting van de kantoorruimte , we nemen wel aan dat er geen lichtarmaturen in werking zijn daar er voldoende natuurlijk zonlicht zal binnenstralen :
Gegevens :
U = 2,9 W/m2.K
F = 200 x 150 cm = 30 000 cm2 = 3 m2
TBINNEN = 24 ??C
TBUITEN = 32 ??C
Gevraagd :
A) Warmtetransmissie ?? in Watt ?
B) ??TOTAAL van alle ramen in de kantoorruimte
C) Totale koellast van de kantoorruimte ? ( externe en internte warmtebemasting )
Oplossing :
A) ?? = 2,9 W/m2.K x 3 m2 x ( 32 ??C ‘ 24??C ) = 69,6 Watt per raam
B) ??TOTAAL = 69,6 W x 5 ramen = 348 Watt
C) – 7 vaste pc’s x 5 W = 35 W/m2
– 7 personen x 140 W = 980 W
35 W/m2 x 52 m2 = 1820 W + 980 W + 348 W = 3 148 Watt
Besluit : Op een warme zomerdag kan er geen probleem zijn om deze kantoorruimte te koelen aaangezien er een koellast wordt gevraagd van 3 148 Watt en er een ge??nstalleerd koelvermogen binnen de ruimte is geplaatst van 6520 Watt.
6.3.7 Maatregelen ter verlaging van externe warmtelast
De externe warmtelast is niet zo groot ten op zichte van de interene warmtelast. Toch kunnen we ook hier een aantal maatregelen treffen om dit nog te beperken.
6.3.7.1 Zonnestraling
Voorzien van zonnewering zal de directe straling af schermen , ook bouwkundig kunnen we voor afscherming zorgen door bijvoorbeeld oversteken en/of kolommen te voorzien.
Diffuse straling moet men trachten deels af te schermen , zodat we geen stralingslicht verliezen.
Men kan ook opteren voor de keuze van isolerend hoogrendementsglas.
6.3.7.2 Gevel
Een vliesgevel moet een grotere warmteweerstand bieden. Deze zorgt ervoor dat de temperatuur binnenin het gebouw behouden blijft in de mate van het mogelijke.
6.3.7.3 Buitenlucht
Infiltratie van buitenlucht moet worden vermeden. Dit kan gebeuren door het winddicht maken van kieren langs ramen etc. door middel van tochtstrippen.
Ook ervoor zorgen dat trappenhuizen niet over alle verdiepen doorlopen is hier belangrijk , alsook zijn gesloten gevels uiteraard veiliger tegen kans op infiltratie van buitenlucht.
6.3.8 Oplossing administratief gebouw
De gevel is al voorzien van een vlies , zonnewering en hoogrendementsglas zouden hier ook oplossing kunnen bieden.
De werking van beide oplossingen wordt uitgelegd zo kan men binnen General Electric zelf bepalen of het al dan niet overwogen zal worden.
6.3.9 Isolerend hoogrendementsglas
De werking van HR-glas berust op het principe van 3 vormen van warmtetransmissie door een beglazing nameijk , geleiding , convectie en straling.
6.3.9.1 Geleiding
Elk type glas heeft warmtegeleidingsco??ffici??nt ?? , hoe lager deze waarde hoe lager de warmteverliezen zullen zijn.
Het concept van dubbel glas bestaat erin tussen 2 glasbladen (??glas = 1 W/m.K ) een spouw met lucht ( ??lucht = 0,025 W/m.K ) te plaatsen om de warmtegeleiding te verkleinen.
In hoogrendementsglas wordt deze luchtspouw vervangen door een edelgas namelijk Argon ( ??Argon = 0,017 W/m.K ) of Krypton ( ??Krypton 0,009 W/m.K ).
Het is verschil tussen lucht en een edelgas in de spouw is duidelijk merkbaar en zal dus een grote invloed hebben.
6.3.9.2 Convectie
Wat ook invloed heeft op de warmteverliezen is de beweging van de gasmoleculen binnenin de spouw. Hoe minder beweging hoe lager deze warmteverliezen zullen zijn.
Met andere woorden de volumieke massa ?? van de stof zal deze beweging van de gasmoleculen bepalen.
De edelgassen Krypton en Argon hebben een hogere volumieke massa dan lucht , de beweging van deze stoffen binnenin de spouw zal dus veel moeilijker zijn dan bij lucht. Wat maakt dat de warmteverliezen door convectie worden beperkt.
6.3.9.3 Straling
Zoals reeds berekend geven elektrisch voorwerpen en lichtarmaturen warmte af in de vorm van langgolvige infraroodtraling.
Het is dus van belang dat tijdens de zomer wanneer het buiten warm is de koele lucht geproduceert door de ventilo-convectoren binnen blijft en zonlicht de ruimte niet verder zal opwarmen.
Bij HR-glas is er zonnewerende en lage-emissieviteitscoating aanwezig. Deze zal de zonnestraling die in de ruimte binnenvalt aanzienlijk beperken.
Deze coating kan zowel aan de buiten zijde als aan de binnenzijde worden aangebracht de werking ervan zal bij beide uitvoeringen dezelfde zijn.
6.3.10 Zonnewering
6.4 Luchttoevoer
Het tweede wat moet gecontroleerd worden is er of er voldoende luchttoevoer is naar de ventilo-convectoren , via de luchtbehandelingsgroepen.
Een eerste probleem is meteen zichtbaar als ik de luchtsnelheden en debieten wil meten.
De toegevoerde lucht op het gelijkvloers bereikt de ventilo-convector via 3 gaten in de vloer die gekoppeld zijn aan de luchtkanalen , via een flexibele buis onder de grond.
Op het 1ste en 2de verdiep zijn er wel gaten voorzien in de vloerplaten maar hier is een nieuwe vloerbedekking opgelegd , een neiuw soort tapijt tegels , waar geen gaten in voorzien zijn.
Gevolg is dat de ventilo-convector dus geen verse lucht krijgt , maar gewoon steeds de vervuilde lucht uit de ruimte opnieuw aanzuigt en koelt.
De meeste ventilo-convectoren in deze installatie hebben een koelvermogen van 2340 Watt , hiervoor geeft de fabrikant aan dat voor een goede werking het bediet 390 m3/h moet bedragen.
Onder iedere ventilo-convector zijn er respectievelijk 3 gaten gemaakt van elk diameter 50 mm.
Dus 410 m3/h door 3 gaten van 50 mm zou theoretisch een luchtsnelheid moeten geven van 18,48 m/s per gat.
Berekening :
Gegevens : Diameter/gat = 50 mm
Benodigd debiet = 130 m3/h per gat
Gevraagd : Luchtsnelheid per gat
Oplossing : Oppervlakte per gat = ?? . d2 / 4 = ?? . 502 / 4 = 1953,50 mm2
= 0,00195350 m2
Snelheid bepalen = 130 m3/h / 3600 = 0,03611 m3/s
= 0,03611 m3/s / 0,00195350 m2 = 18,48 m/s per gat.
Meting :
Met Testo 416 toestel gemeten waardes van respectievelijk 14,6 m/s ; 14,2 m/s ; 14,8 m/s.
Het linkse gat zal dus een debiet geven van : 14,6 m/s . 0,00195350 m2 = 0,028521 m3/s
0,028521 m3/s . 3600 = 102,7 m3/h
Het middelste gat zal dus een debiet geven van : 14,2 m/s . 0,00195350 m2 = 0,027739 m3/s
0,027739 m3/s . 3600 = 99,86 m3/h
Het rechtse gat zal dus een debiet geven van : 14,8 m/s . 0,00195350 m2 = 0,028912 m3/s
0,028912 m3/s . 3600 = 104,08 m3/h
Totale debiet die de ventilo-convector van 2340 Watt toegestroomt krijgt bedraagt dan : 306,64 m3/h
Een bijkomend element is echter wel dat de filters die zich tussen de gaten in de vloer en de effectieve koelbatterij bevinden vervuild zijn en verstopt zitten , dit zal het debiet van de gaten in de vloer naar de koelbatterij niet ten goede komen.
Besluit: Het theoretisch en gevraagde debiet liggen binnen aanneembare grenzen , mits vervaning van de huidige luchtfilters kan dit dan ook geen probleem vormen voor garanderen van de koeling.
Op het gelijkvloers is dit echter zo omdat hier de gaten in de vloer ook zijn doorgemaakt in de vloerbedekking , dit in contrast met het 1ste en 2de verdiep. Hier zal dit wel een probleem opleveren. Dit kan eenvoudig verholpen worden door zoals op het gelijkvloers de gaten ook te voorzien in de vloerbedekking zodat de verse lucht eenvoudig naar de ventilo-convector kan stromen wat nu helemaal niet het geval is.
Foto’s
6.5 Thermografie
Aan de hand van een thermografie wil ik trachten te weten te komen of er delen van het gebouw niet voldoende ge??soleerd zijn en/of er zich ergens koudebruggen voordoen.
Volgende thermografie werd uitgevoerd met de Testo 875-1i warmtebeeldcamera.
6.5.1 Thermografisch verslag
Wachten op foto’s van op Warmtebeeldcamera.
6.6 Debiet(en)
De meest belangrijke factor voor het rendement van de ventilo-convector is uiteraard dat het toestel voldoende ijswater ter beschikking krijgt om de verse lucht te koelen en zo een goede koeling van de ruimte kan garanderen.
6.6.1 Metingen
De manier om hier achter te komen is uiteraard de debieten te meten met een debietsmeter.
Aangezien het om een oude installatie gaat zijn er echter geen meetpunten voorzien in de installatie om dit debiet te meten.
6.6.2 Opbouw toevoer ijswater
Het ijswater wordt via stalen leidingen naar de verschillende verdiepingen verplaatst. Voor iedere ventilo-convector is er een bypass voorzien , wanneer deze geen ijswater nodig heeft of slecht een beperkte hoeveelheid het ijswater doorstroomt naar de volgende ventilo-convector.
Van uit deze bypass wordt het ijswater via een flexibele stalen toevoerslang naar de koelbatterij gevoerd.
De pomp die gemonteerd staat in de koelmachine , slaat soms af. Dit is een indicatie dat er zich verstoppingen voordoen.
Aangezien alles uitgevoerd is in stalen waterleidingen , is het het meest waarschijnlijk dat deze zich zulen voordoen in de flexibels die vanuit de bypass naar de koelbatterij gaan.
Deze zijn zoals de hele installatie steeds verouderd en de kans is ree??l dat er zich verstoppingen voordoen.
6.6.3 Controle ijswatertoevoer
Om dit te controleren worden de aflsuitkranen van de desbetreffende ventilo-convector toegedraaid en kan de flexibel eenvoudig worden gecontroleerd.
Wat blijkt uit deze controle , dat het vermoeden dat er niet genoeg ijswater naar de ventilo-convector wordt bevestigd. De flexibel van de toevoer leiding van het ijswater zit verstopt , waardoor zich een aanzienlijk vermindering van het ijswater naar de ventilo-convector zal voordoen.