Koelen van gebouwen: een hot item (deel 2)

27 september 2022 door Diana Grasso

air-conditioner-pixabay.jpg

De voorbije zomer kende warme tot tropische periodes. Volgens klimaatwetenschappers zal dat steeds frequenter voorkomen. Hoe zorgen we voor koeling van onze gebouwen? Na de passieve ingrepen in deel 1, kijken we nu naar technische oplossingen. Actieve koeling (airco) is een end-of-pipe oplossing. Een laatste redmiddel dus, en geen definitieve oplossing. In de eerste plaats omdat die toestellen ook energie vragen. En dan zijn er al een aantal andere dingen verwaarloosd, zoveel is wel duidelijk. Gelukkig hebben we in onze installatietechnieken andere koelmogelijkheden die meer energiezuinig zijn.

Deel 2: technische oplossingen

Koelen met warmtepompen

Sinds het besef dat fossiele brandstoffen een aflopend verhaal zijn, worden warmtepompen alsmaar populairder. Omwille van de betere rendementen zijn geothermische warmtepompen de betere oplossing. Warmtepompen werken het meest efficiënt op lage temperatuur in de wintersituatie. Typische laag-temperatuur afgiftesystemen zijn plafond-, wand- of vloerverwarming, ventilo-convectoren of groter gedimensioneerde radiatoren.

De warmtepomp haalt warmte uit het geothermische circuit waar de temperatuur in de ondergrond ± 10 à 15°C is. In een zomerperiode heb je daarmee een kant en klare koudebron ter beschikking. Dan kunnen we het circuit van de klimatisatie via een warmtewisselaar en een circulatiepomp gaan kruisen met het geothermisch net. Daardoor kunnen we gaan koelen op de plafond-, wand- of vloerverwarming of met de ventilo-convectoren. Met die groter gedimensioneerde radiatoren lukt het niet. We lopen dus niet via de condensor en compressor van de warmtepomp. Alleen de circulatiepomp vraagt wat energie. Daarom noemen we het ook vrije koeling.

Met een luchtwarmtepomp kun je ook gaan koelen, maar dan loop je wel over de warmtepomp zelf wat een extra energieverbruik betekent.

Bij grotere gebouwen zoals kantoorgebouwen kunnen we de massa van de betonvloeren gaan gebruiken met het systeem betonkernactivering. Dat is wat vergelijkbaar met vloerverwarming, alleen liggen de watervoerende leidingen nu in de draagbeton. Voor koeling kan er kouder water door de leidingen gestuurd worden, wat de temperatuur van de betonmassa naar beneden haalt. Dat principe is ook toegepast in het nieuwe provinciehuis in Antwerpen. En de koudebron is het BEO-veld (boorgat-energieopslag). Dat is het geothermische net dat in de ondergrond is aangebracht. Door de betonmassa blijft die koude langer opgeslagen.

Zowel vrije koeling als betonkernactivering zijn geen echte airco. Als de buitentemperaturen hard oplopen, kun je de thermostaat niet op 20°C zetten en hopen dat het een half uur later dan ook 20°C is. Maar je kan er wel de temperatuur 3 à 6°C mee verlagen. Dat volstaat in veel gevallen om een comfortabel gevoel te krijgen.

Overigens mag je daar ook niet in overdrijven. Ga je vloeren of plafonds te veel koelen, dan is er een risico op condensvorming. Dat is dan afhankelijk van de relatieve vochtigheid van de 2 buitenlucht. Dat fenomeen kan bv. ook optreden op keldervloeren. Dat is doorgaans de koudste plek in een zomerperiode. Als de temperatuur daar onder de dauwpunttemperatuur ligt, krijg je dat condensfenomeen.

Ventileren

Sinds geruime tijd is ventilatie verplicht in nieuwbouw. Energetisch is een ventilatiesysteem D, balansventilatie met warmterecuperatie, de betere oplossing. Zo ‘n ventilatie gaat vervuilde lucht afvoeren en tegelijk verse lucht aanvoeren. In het toestel zit een warmtewisselaar die de warmte van de uitgaande lucht grotendeels overdraagt op de binnenkomende lucht. In de zomer zijn we beperkt geïnteresseerd in die warmterecuperatie. Bij tropische buitentemperaturen kunnen we de inkomende lucht wel uitzonderlijk koelen. Bij andere condities staan die toestellen op een zomerbypass. Dan zuigt het ventilatiesysteem buitenlucht aan, die direct wordt verdeeld naar de verschillende lokalen.

De plaats van aanzuiging van verse lucht is ook belangrijk. Naast een schoorsteen, dampkapuitvoer of andere bron van verontreinigde lucht is dus zeker geen goed idee. Maar ook boven een plat dak kun je dat beter niet doen, omdat de temperaturen daar hard kunnen oplopen.

Met een mechanisch ventilatiesysteem heb je altijd ook de mogelijkheid om aan nachtkoeling te doen. Dan wordt de ventilatie op de nachtelijke uren wat hoger gezet om koelere nachtlucht door het gebouw te halen.

Wat gelijkaardig aan het systeem van vrije koeling kunnen we de verse lucht ook gaan aanvoeren langs een ondergronds circuit. Dan wordt de warme buitenlucht op het traject naar de ventilatie-unit wat afgekoeld richting 15°C. In de winter heeft dat systeem ook zijn nut, omdat de aangevoerde lucht dan wat opgewarmd wordt richting 15°C. Dat systeem heet aardwarmtewisselaar, maar is ook gekend onder de termen Puit Canadien, Puit Provinçal of grondbuis.

En met een balansventilatie kun je ook koelen dankzij het verdampingsprincipe. Officieel heet dat dan adiabatische koeling, een techniek die we ook in het congrescentrum van het provinciehuis toepassen. Door het vernevelen van (regen)water krijg je een verdamping die dan verkoelend werkt. Een vernevelaar kan ingebouwd worden in de afvoer van de ventilatie, vóór de warmtewisselaar. Dan koelt de lucht af en gaat de aangevoerde buitenlucht via de warmtewisselaar ook koelen. Wil je dat gebruiken om ’s zomers te koelen, dan mag de zomerbypass wel niet aan staan. Je gaat niet aan warmterecuperatie doen, maar aan kouderecuperatie. Maar die moet wel via de warmtewisselaar van de ventilatie-unit lopen.

Dat komt dan wat in de buurt van het oude Japanse gebruik Uchimizu. Dat is het sprenkelen van water. In oorsprong een contemplatief ritueel proces. In de strijd tegen het hitte-eiland-effect wordt dat nu terug aangemoedigd. In het provinciehuis gebeurt deze koeling in principe met regenwater, helaas door de te kleine regenwateropvang - die ook voor sanitaire doelen wordt gebruikt – is het meestal kraanwater dat gebruikt wordt. Een recyclage van grijswater is in het provinciehuis niet voorzien. Ieder ontwerp blijft zo kind van het tijdmoment waarin het werd gemaakt. Vandaag wordt drinkbaar water stilaan een kostbaar goed.

We kunnen nog wel wat andere dingen leren van oude gebruiken. Op warme dagen in de vroege ochtend ramen tegenover mekaar openzetten om tocht te veroorzaken bijvoorbeeld. Tocht is een luchtstroom. Die werkt verkoelend omdat de bewegende lucht de huidwarmte beter afvoert dan stilstaande lucht. En ook zweet wordt zo beter verdampt wat een verkoelend effect heeft. Daarom dat ventilatoren ook helpen om een afkoelend effect te bekomen. 

Meer old school technieken

Voor warmtebeheersing kunnen we altijd wat opsteken van technieken zoals die al eeuwen bestaan in tropische landen. In warme droge klimaten zet men vaak in op thermische massa. Dikke wanden en kleine raamoppervlaktes zorgen voor een beter binnenklimaat. Denk daarbij aan de kashba’s va Noord-Afrika. Eenzelfde gebouwtype vind je ook in Midden-Amerika.

In warme vochtige klimaten gaat men traditioneel meer inzetten op ventilatie. Zo heb je in Zuid-Oost Azië een traditie in bamboebouw. In het zuiden van Spanje heb je de pueblos blancos. Dat is de Arabische invloed aangevuld met zonreflecterende maatregelen.

In de Arabische cultuur ga je in paleizen vaak waterpartijen of fonteinen terugvinden. Ook al omdat water voor de van oorsprong woestijnvolken een luxeproduct was, maar evenzeer omwille van het verkoelende effect. De Patio de los Leones in het Alhambra in Granada is misschien wel het bekendste voorbeeld. En in het naastgelegen Generalife vind je nog meer waterpartijen. Dat was dan ook het zomerpaleis van de sultans.

Ook in traditionele architectuur in het Midden-Oosten kom je nog wat technieken tegen. Zo heb je windvangers. Die vangen de koelere nachtlucht op, die dan in het gebouw wordt geleid. Met zoektermen als Malqaf en Bad-ghir of gewoon Arabic cooling techniques kom je al een eind.

In een volgende editie van de Stroomomslag gaan we dieper in op hoe hedendaagse installaties hun historische context hebben.

Lees in deel 1 meer over passieve ingrepen.

Heb je vragen? Mail de adviseurs van Kamp C via bouwadvies@kampc.be.

Copyright: provincie Antwerpen (tekst), foto airco (copyright Pixbay).

Provincie Antwerpen

Labels:

  • Scholieren vanaf 10 jaar ontdekken de bouwsector met doe-het-zelf bouwpakket en online game

    Bijna één op de vijf knelpuntberoepen komt uit de bouwsector. Om scholieren op cruciale momenten te laten kennismaken met de bouwsector, lanceert provincie Antwerpen een nieuwe leeromgeving: Hylas, onderwijs buiten de school. Momenteel testen 300 leerlingen van zeven scholen Hylas uit in Kamp C. Vanaf september kunnen alle scholen zich inschrijven.

    Lees meer
  • Kamp C motiveert samenwerken met maatwerkbedrijven voor de toekomst van de bouw

    In het kader van de klimaatdoelstellingen staat de bouwwereld vandaag voor de gigantische uitdaging om haar verbruik en uitstoot terug te dringen. Om hierin te slagen, zullen biogebaseerde materialen en circulair bouwen steeds meer aan belang winnen. Er zijn echter veel niet-automatiseerbare handelingen - en dus veel werkkrachten - nodig om het hergebruik van materialen mogelijk te maken. Hier kunnen maatwerkbedrijven een sterke rol opnemen, want zij blinken uit in repetitief, niet-automatiseerbaar werk. Kamp C wil deze mogelijke samenwerkingen in de bouwsector stimuleren en bracht daarvoor een nieuwe brochure uit vol tips en voorbeelden.

    Lees meer
  • The Exploded View: een revolutionaire samenwerking tussen bouw en landbouw

    In de landbouw bestaan er al heel wat biobased materialen, maar ze worden nog niet allemaal gebruikt op bouwwerven. Wist je bijvoorbeeld al dat je met grasvezel kunt isoleren? Of dat je keukenkastjes kan maken van paprikastelen? Stof tot nadenken dus voor landbouwers en bouwprofessionals over hoe ze de handen in elkaar kunnen slaan voor het huis van de toekomst.

    Lees meer
  • Binnenkort opent The Exploded View op Kamp C

    Op 13 maart kon de pers op Kamp C in Westerlo kennismaken met The Exploded View Beyond Building, een tentoonstelling in de vorm van een levensgroot huis. Samen met lokale partners geeft Kamp C met deze demonstratiewoning een frisse kijk op alles wat duurzaam bouwen is: creatief, modern, en zelfs vóór de afwerking al indrukwekkend.

    Lees meer
  • Kamp C bouwt samen met partners aan The Exploded View Beyond Building

    Kamp C is volop bezig met de voorbereidingen voor de opbouw van The Exploded View Beyond Building. Van april tot oktober zal je dit huis bestaande uit duurzame, biobased materialen kunnen bezoeken op onze site in Westerlo. Voor de realisatie werkt Kamp C samen met een heleboel partners.

    Lees meer
  • Kamp C blikt terug op projecten

    Kamp C werkte mee aan heel wat projecten. We blikken terug op de belangrijkste verwezenlijkingen uit 2022.

    Lees meer
  • Alexander en Rob vormen het nieuwe managersduo van Kamp C

    Sinds januari versterkt Rob Cornelissen het team van Kamp C als manager innovatie en strategie. Samen met operationeel manager Alexander Van Haesbroeck vormen ze de tandem die Kamp C zal besturen.

    Lees meer
  • Evolutie naar het circulair economisch model volgens Chris Van de Voorde van JUUNOO

    Sofie Torfs van Kamp C sprak met Chris Van de Voorde, zaakvoerder van JUUNOO over zijn visie op het circulair economisch model. In ’t Centrum werden circulaire wanden gebruikt van JUUNOO.

    Lees meer
  • Het verhaal achter de circulaire wanden in ’t Centrum: JUUNOO

    Het kantoorgebouw ’t Centrum is zo goed als 100 procent circulair, ook de wanden. Voor de wanden deed de aannemer een beroep op JUUNOO. De circulaire filosofie zit in het DNA van het bedrijf. Zaakvoerder Chris Van de Voorde geeft meer inzichten in een interview.

    Lees meer
  • Kamp C organiseert leertraject circulair bouwen voor publieke organisaties

    Dit voorjaar dompelen Kamp C en de provincie Antwerpen jullie graag onder in het thema ‘circulair bouwen’. Welke tools helpen je om te evolueren naar een circulair patrimonium? Benieuwd naar ’t Centrum, het eerste volledig circulair kantoorgebouw in Vlaanderen, en andere voorbeeldprojecten? Hoe kan je circulariteit verankeren in je beleid? 

    Lees meer
Sluiten