WARMTEVERLIEZEN NIET ALLEEN KEUZEBEPALEND
Ketelcapaciteit bij lage-energiewoningen
Vroeger volstond het om de warmteverliezen met een bepaalde waarde te verhogen om de maximale ketelcapaciteit te bepalen. In het verleden voorzag men een reserve aan warmtevermogen om problemen te vermijden inzake het ophaalvermogen na een (langdurige) stilstand of een verlaging van de temperatuur. Vandaag is deze werkwijze achterhaald. De energiecrisis heeft ons wakker geschud! De ketelcapaciteit wordt nu op een heel andere wijze berekend. Een goede en correcte dimensionering is immers topprioriteit geworden.
CONSUMENT WORDT VEELEISENDER
Andere tijden, andere gebruiken. Vandaag merken we dat de badkamer bij momenten zeer intens gebruikt wordt. De uren waarop er voldoende warm water voorhanden moet zijn, lopen vaak heel erg uiteen. Deze factoren hebben ervoor gezorgd dat installaties vandaag gebruikmaken van een intelligente sturing en dito systeem om alles in goede banen te leiden.
EUROPESE NORM
Sinds 1986 gebruikt het merendeel van studiebureaus en installateurs de normen NBN B62-002 en NBN B62-003 voor het dimensioneren van verwarmingsinstallaties in gebouwen. Aangezien de energiekost steeds toeneemt, hebben de gebouwen zich aangepast en zijn ze mee geëvolueerd om hun energiebehoeften te verminderen. Door dit gegeven hebben de normen zich aangepast aan deze evolutie. De nieuwe Europese norm (NBN EN 12831) van de berekening van warmteverliezen van gebouwen werd gepubliceerd in 2003 en vervangt gedeeltelijk de norm NBN B62-003.
HET HOE EN WAAROM VAN DE WIJZIGINGEN
Geen uitgebreide toelichting
Het is niet de bedoeling om het in dit artikel uitgebreid te hebben over de precieze berekeningen. Wilt u meer te weten komen over de exacte details, dan verwijzen we u door naar de rekenmethodes, beschreven in het Rapport nr. 14 van het WTCB (hoofdstukken 4 en 5). Op pagina 15 bijvoorbeeld vindt u alles terug over de warmteberekening voor sanitair warm water (SWW) en krijgt u een idee van hoe u de capaciteit van een cv-ketel kunt bepalen. In dit stuk beperken we ons dus enkel tot het hoe en waarom van deze wijzigingen en tot het geven van enkele nuttige tips.
Rapport 14
Rapport 14 van het WTCB is de opvolger van het verouderdeRapport nr. 1 (1992), dat door de snelle evolutie van nieuwe technologieën aan vernieuwing toe was. Nieuwe technologieën zoals de warmtepomp, de warmte-krachtkoppeling en hybride ketels worden in het nieuwe Rapport echter nog niet behandeld. Desalniettemin kunt u er wel alle uitleg en berekeningen vinden inzake de automatische regeling, circulatiepompen, het ontwerp van een leidingennet enz. Het Rapport is vooral bedoeld als een naslagwerk voor leerlingen en als een geheugensteuntje voor de installateur.
ENERGIEPRIJZEN STIJGEN, WARMTEVERLIEZEN DALEN
Niet langer aan de orde
In een lage-energiewoning heeft men te maken met een beperkt warmteverlies. De methode waarbij men gebruikmaakt van een zogenaamde 'forfaitaire' toeslag aan het ketelvermogen, gaat dus niet langer op. Met een dergelijke manier van werken kan men bepaalde onvoorziene omstandigheden/ problemen niet langer het hoofd bieden. De warmteverliezen zijn zelfs zodanig klein geworden dat er een conflict kan optreden met de veel hogere eisen die gebruikers stellen na bijvoorbeeld een nachtelijke temperatuurdaling of zelfs een daling van de dagtemperatuur tijdens de uren dat de bewoners uit werken gaan.
Transmissieverliezen vroeger veel belangrijker
Voor de eeuwwisseling berekende men de transmissieverliezen en voegde men, ter compensatie van de zogenaamde 'nachtverlaging' en/of van de ongecontroleerde infiltratie van koude buitenlucht, een forfaitair percentage bij naargelang van de grootte en de mate waarin het gebouw blootgesteld werd aan de omgeving. Voor de ingang van de 21e eeuw waren de transmissieverliezen veel belangrijker dan nu. De hoofdreden was de mate waarin onze huizen geïsoleerd werden. Ondanks het feit dat het gebouw nog steeds blootgesteld wordt aan de natuurkrachten, wordt het nu een stuk luchtdichter gemaakt. De methodes van weleer zijn dus niet langer bruikbaar.
OPWARMEN SWW BEPAALT MAXIMUMCAPACITEIT
De manier waarop we tegenwoordig omgaan met warm water, heeft een groter verbruik tot gevolg.
Er moet dus heel wat warmte geproduceerd worden om aan de stijgende vraag te voldoen. De hoeveelheid warmte die ogenblikkelijk nodig is voor de cv-ketel, hangt in sterke mate af van het systeem dat eraan gekoppeld is: een doorstroomsysteem, een buffertank met accumulatie van warm water, een combinatie van een doorstroomtoestel en voldoende opslagcapaciteit. Meer informatie hieromtrent vindt u in het Rapport nr. 14 onder hoofdstuk 4.
GROTE VERSCHILLEN NAARGELANG VAN METHODE VERWARMEN
Te berekenen verlies los van het beschermde volume
Er zijn in eerste instantie de verschillen in gedeeltelijke accumulatie, eigen aan verwarmingssystemen, zoals vloerverwarming en de massa van de dekvloer (chape), die bij elke temperatuurwisseling een rol speelt.
Vergelijkbare stralingsverwarmingssystemen hebben een te berekenen verlies, naar de rugzijde van het systeem, dat niet behoort tot het beschermde volume. Voorbeelden zijn: de hoeveelheid verlies door de vloerisolatie naar de volle grond toe en de muur- of plafondverwarming die een zekere berekenbare warmte naar onbeschermde ruimtes afgeeft. Deze daling in de accumulatie of stralingswarmte of de verloren warmte moet bij de capaciteit van de ketel gerekend worden in functie van het aantal uren dat er een temperatuurverlaging optreedt.
Opvangen van temperatuurschommelingen
Radiatoren en convectoren die volgens een 60 °C/40 °C- of 70 °C/50 °C-regime berekend worden, uit het oogpunt van een verbetering van het comfort ten opzichte van het 90 °C/70 °C-regime dat in het verleden toegepast werd, kunnen sneller temperatuurschommelingen opvangen. De extra warmte om die fluctuaties op te vangen, moet van de cv-ketel komen en moet in rekening gebracht worden bij het bepalen van het warmtevermogen van een ketel.
PRAKTISCHE TIPS BEREKENEN WARMTEVERMOGEN
Methodes uit het verleden
De warmteverliezen werden vroeger nauwkeurig berekend aan de hand van de transmissie-K-waarden (de K-coëfficiënt wordt nu de U-coëfficiënt genoemd). In de norm B62003 werd hiervoor gebruikgemaakt van de formule 'S (oppervlakte).K (huidige U-waarde).?T (verschil in temperatuur)'. 'Majoraties' (toeslagen voor blootstelling aan wind, nachtverlaging, hoogteligging, oriëntatie NW-Noord-NO) werden toegevoegd als vier forfaitair ingeschatte toeslagen. Iedereen kwam tot licht afwijkende cijfers, al naargelang van de opleiding die ze genoten hadden.
- 10% als toeslag voor al wat noord-, noordwest- en noordoostoriëntatie is (muren en glas).
- 10 à 25% voor de compensatie van de afgekoelde inertie van muren, vloeren en plafonds volgens de hoeveelheid nachtelijke temperatuurdalingen gedurende een welbepaald aantal uren (standaard 3 °C gedurende acht uur).
- 0 à 25% toeslag voor de afkoeling door de wind, en dit, afhankelijk van de massa van het aantal wanden. 0% voor glas, 15% voor normale muren (baksteen) en 25% voor zware muren en betonwanden.
- n% (percentage voor rendement), al naargelang van de hoogteligging, verschillend naargelang van de graad van bescherming door obstakels of andere gebouwen.
Methodes die nu toegepast moeten worden
Alhoewel de commissie (in opdracht van het WTCB) die hiervoor verantwoordelijk is, al zogoed als klaar is met haar voorstellen, moet de NBN nog beslissen of er publieke onderzoeken komen, die daarna nog beantwoord zullen moeten worden. Dit oponthoud kan betekenen dat we nog een à twee jaar zullen moeten wachten tot er een officiële norm op tafel ligt. Om die lacune op te vullen, is er een voorlopig werkdocument opgesteld (door het WTCB, in samenwerking met ATIC en SECO) die de naam 'Praktijkgids voor de toepassing van de NBN EN 12831 voor de berekening van de warmteverliezen in België van gebouwen' draagt.
Dit document is voorlopig nog niet openbaar gemaakt, maar we kunnen wel al enkele van de grote lijnen meegeven. Het warmtevermogen, dat mee de keuze voor een bepaald type cv-ketel zal bepalen, is samengesteld uit vier grote groepen/energiebehoeften die onze moderne manier van bouwen en wonen met zich meebrengen.
Extra informatie vindt men in het Rapport nr. 14 in de hoofdstukken 4 en 5.
Elke installateur wordt aangeraden deze zestien bladzijden grondig te bestuderen. Voor wie reeds een tipje van de sluier wenst, geven we u in grote lijnen de inhoud weer (zie tabel).
BESLUIT
De installateur van vandaag heeft dit alles niet zomaar in zijn studies opgestoken.
Elke installateur is moreel verplicht
wil hij de pedalen niet verliezen
om continu op de hoogte te blijven van de moderne technologieën die in een razend tempo elke dag opnieuw op ons afkomen. Dit maakt het bedrijfsleven weliswaar moeilijker, maar tevens des te boeiender! De beroepskennis en het werk worden een stuk van het beleven! Kunnen wij ons een mooier beroep dan dat van HVAC-installateur bedenken?
Rapport nr. 14 (hoofdstukken 4 en 5) een tipje van de sluier
1. De warmteverliezen, berekend aan de hand van de transmissie-U-waarden
2. De ventilatieverliezen, samengesteld uit twee soorten:
A. De infiltratieverliezen, berekenbaar in functie van de dichtheid van het gebouw. Dit zal aan de hand van een werkblad (Excel) berekend kunnen worden. Het werkblad zelf is nog niet vrijgegeven. Het document baseert zich wel op de vuistregel: 10% van het n50-dichtheidsgetal mag aangenomen worden als een vernieuwing van het beschermde volume door infiltratie.
B. De energie die de noodzakelijke ventilatie-installatie (A, B, C en D) met zich meebrengt.
Voor de warmtebehoefte van de cv-ketel mag (B) + 0,5 (A) aangenomen worden.
3. De warmte voor de productie van sanitair warm water: hiervoor wordt verwezen naar het Rapport 14
hoofdstuk 4 en er wordt een onderscheid gemaakt volgens de drie methodes voor warmwaterproductie.
A. De doorstroommethode via wisselaars, die het warme water met ketelwater opwarmen bij het gebruik ervan.
B. De accumulatiemethode van warm water in buffervaten die bijgevolg over een aantal uren verspreid zijn wat betreft de toevoeging van het vermogen aan warmte bij de cv-ketel.
C. De combinatie van A & B: het gebruik van buffervaten en gedeeltelijke doorstroom via wisselaars bij de eerste vraag naar warm water.
Het opwarmvermogen bestaat uit verschillende factoren:
A. De accumulatiewarmte die aan de massa van het te verwarmen gebouw weer moet worden toegevoegd na een afkoelingsperiode van nachtelijke onderbrekingen of onderbrekingen tijdens het weekend.
B. De accumulatiewarmte eigen aan de samenstelling van de vloer-, plafond- en muurverwarming om de materie
waarvan de verwarming deel uitmaakt
die bij de heropwarming na een stilstand of verlaging
in temperatuur weer opgewarmd moet worden.
C. De eigen warmteverliezen van het systeem bij de vloer-, muur- of plafondverwarming die moeten worden bijgeteld: de verliezen van het systeem die worden uitgestraald of afgegeven aan de rugzijde ervan: de vloerverwarming die warmte overdraagt aan de kelderverdieping of aan de volle grond
de plafondverwarming die naar de zolders of bovenliggende onverwarmde verdiepingen uitstraalt
de muurverwarming die naar niet-verwarmde nevenlokalen of naar buiten uitstraalt. Installateurs van vloerverwarming kennen dit fenomeen en hebben zich daar in het begin regelmatig aan mispakt.
Noot: de warmteverliezen via koudebruggen zijn een afzonderlijk deel van de berekeningen. In een nieuw gebouw komt het er vooral op aan om de koudebruggen te vermijden. We gaan in dit artikel niet verder in op deze nogal complexe materie.
