Ontwerpparameters - Technieken
Kiest u voor een C- of D-systeem ventilatie?
Bert Lemmens, Consultant duurzaam bouwen - Arcadis • 29 januari 2020
Bert Lemmens, Consultant duurzaam bouwen bij Arcadis, zet de verschillen van beide ventilatiesystemen op een rijtje aan de hand van concrete voorbeelden.
Lucht in gebouwen raakt vervuild door blootstelling aan verschillende vervuilingsbronnen: bouwmaterialen, zweet, ademhalding, poetsproducten… Deze veroorzaken comfortklachten zoals geurhinder, maar kunnen ook condensatie en schimmels tot gevolg hebben. Gecontroleerde en bewuste ventilatie voert deze vervuilde lucht af en vervangt ze door verse buitenlucht. Om een optimale doorspoeling van het volledige gebouw te bekomen, is het belangrijk om op voorhand te bepalen welke ruimtes zullen fungeren als aan-, afvoer en doorstroomruimtes. De afvoer van vervuilde lucht gebeurt in de natte ruimtes en ruimtes met een specifieke verontreiniging. In ruimtes voor menselijke bezetting wordt verse lucht toegevoerd. De circulatieruimtes fungeren als doorstroomruimtes om de lucht vanuit de bezette naar de afvoerruimtes door te voeren.
Types
Ventilatiesystemen voor gebouwventilatie zijn terug te brengen tot types A, B, C en D. Voor de ventilatie van drukbezette gebouwen komen systeem A en B zelden voor. We beperken onze analyse daarom tot de meer courante systemen C en D. Beide systemen voorzien in de mechanische afvoer van de vervuilde binnenlucht. Het verschil zit hem in de toevoer van de verse buitenlucht. In een C-systeem verloopt de toevoer op een natuurlijke manier, via een raamrooster. In een D-systeem ventilatie wordt de buitenlucht centraal aangezogen door een ventilator en via een kanalensysteem verspreid in het gebouw naar de verschillende ruimtes.
Verplichtingen?
Men is niet verplicht om het ene dan wel het andere ventilatiesysteem toe te passen. Beide kunnen een voldoende binnenklimaat garanderen, zonder excessief energieverbruik. In een aantal situaties is het wel aangewezen om te kiezen voor een D-systeem ventilatie:
- luchtkwaliteit: de ruimtes met menselijke bezetting zijn bijvoorbeeld gelegen aan een drukke weg, met als risico de aanzuig van buitenlucht met een hogere concentratie aan polluenten
- geluidsoverlast: raamroosters die bijvoorbeeld uitgeven op een treinspoor, wat voor storende geluiden kan zorgen wanneer een trein passeert.
- specifieke doelgroepen: een D-systeem ventilatie maakt het mogelijk om een filter te plaatsen aan de inkomende buitenlucht om deze te zuiveren van eventueel aanwezige, ongewenste deeltjes. Voor labo’s, ziekenhuizen en andere specifieke toepassingen kan dit aangewezen zijn.
Voorbeeld
Om het verschil tussen de 2 systemen praktisch voor te stellen, maken we gebruik van een fictief project. Het betreft een gecombineerd gebouw van 5.000 m² met daarin een logeerfunctie in combinatie met een aantal gemeenschappelijke voorzieningen met een grote en variabele bezetting, zoals een restaurant met keuken en een ontspanningsruimte. De gemeenschappelijke voorzieningen zijn op het gelijkvloers, de slaapkamers op het verdiep.
De ventilatie van de keuken met professionele dampkappen is aangesloten op een afzonderlijke luchtgroep en maakt omwille van de specifieke toepassing geen deel uit van de analyse. Alle andere ruimtes worden geventileerd dankzij een centrale ventilatie-unit (ook wel luchtgroep genoemd) van in totaal 30.000 m³/h. In het concept met het D-systeem ventilatie bestaat de luchtgroep uit 2 ventilatoren (pulsie en extractie), terwijl in een C-systeem ventilatie alleen een extractieventilator voorzien is. De toevoer van verse lucht in de bezette ruimtes gebeurt dan via de raamroosters boven de glaspartijen in de gevel.
Energie
Op vlak van energieverbruik zijn er twee grote verschillen tussen de ventilatietypes. Een D-systeem ventilatie is veelal uitgerust met energierecuperatie, terwijl dat bij een C-systeem ventilatie door de lokale raamroosters niet mogelijk is. Door de raamroosters komt de nodige verse lucht naar binnen aan een temperatuur die gelijk is aan de buitentemperatuur. In de winter veroorzaakt dit een aanzienlijke warmtevraag.
Het D-systeem beschikt over een energierecuperator, waardoor de warmte uit de afvoerlucht gerecupereerd wordt voor ongeveer 70%. De warmtevraag voor ventilatie bij een D-systeem ventilatie zal dan ook 70% lager zijn dan bij een C-systeem.
Op vlak van ventilatorverbruik daarentegen scoort een C-systeem beter, om de eenvoudige reden dat er slechts 1 ventilator elektriciteit verbruikt om te ventileren, tegenover 2 ventilatoren bij een D-systeem. Dit levert een energiebesparing op van meer dan 50%, ook gedreven door de afwezigheid van filters.
Tip: het energieverbruik voor ventilatie kan nog afnemen door vraagsturing toe te passen. In dat geval wordt er gesproken van een C+ of D+ systeem, waarbij de CO2 per ruimte wordt gemeten en het debiet varieert in functie van de intern geproduceerde CO2 door de aanwezige personen. Zo bekomt men het optimale ventilatiedebiet , ook bij variabele bezetting. Deze vraagsturing kan toegepast worden op beide ventilatiesystemen.
EPB
Het belang van deze bewuste ventilatie en de invloed op het binnenklimaat maakt dat de aanwezigheid van een ventilatiesysteem en -voorzieningen ook in de EPB-wetgeving opgenomen is. Zo moet elk gebouw met menselijke bezetting voorzien zijn van een ventilatiesysteem en worden er minimale debieten opgelegd voor de aanvoer van verse lucht via pulsie en afvoer van vervuilde lucht via extractie (meer informatie op de EPB-pedia van het VEA.
Het totale debiet in ons voorbeeldproject bedraagt 30.000 m³/h op basis van de opgelegde regels.
De EPB-wetgeving legt geen verplichtingen op in type systeem. Zowel C als D zijn toegelaten maar leveren een andere eindscore op. Het type ventilatie heeft enkel invloed op het E-peil, zoals onderstaande tabel toont.
Tip: Let op bij het ingeven van het recuperatierendement van de luchtgroep type D in de EPB-software. Er zijn strenge eisen met betrekking tot de testnorm waarbij dit rendement bepaald moet worden. Vraag steeds een bewijsstuk aan de fabrikant met een officieel rendement in overeenstemming met de correcte testnorm.
Ruimtelijke en architecturale inpasbaarheid
Een nieuwbouwproject biedt de opportuniteit om voldoende plaats voor technieken te voorzien om deze op een slimme manier in het gebouw te integreren. In het geval van een renovatie, met behoud van de bestaande structuur of een aantal bestaande ruimtes, is het een stuk moeilijker om ventilatiekanalen op een esthetische manier in het gebouw in te passen. Maar ook renovatieprojecten zijn EPB-plichtig. Te renoveren ruimtes moeten voorzien worden van ventilatie door raamroosters te integreren in het schrijnwerk. Een C-systeem ligt dus voor de hand, maar ook een D-systeem is, hoewel een grotere uitdaging, toegelaten.
De ruimtelijke inpassing van een C-systeem is dus een stuk eenvoudiger omwille van het beperkte kanalenstelsel waarbij enkel de natte ruimtes een mechanische afvoer via kanalen nodig hebben. Een D-systeem heeft, naast de extractiekanalen, ook nood aan pulsiekanalen vanuit de technische ruimte tot aan alle ruimtes met menselijke bezetting. Dit vraagt meer ontwerp en coördinatie om te integreren.
Bij een C-systeem ventilatie valt de keuze vaak op raamroosters met een breedte gelijk aan de breedte van het glas. Zo valt de rooster minder op. Het debiet van de raamrooster ligt dan hoger dan het minimale debiet dat gewenst is voor ventilatie, wat op zijn beurt zorgt voor een hoger energieverbruik. Er komt immers te veel verse, koude buitenlucht naar binnen.
Tip: Hou rekening met de inpassing van geluidsdempers bij mechanische ventilatie. Deze worden vaak in ontwerpfase over het hoofd gezien, maar kunnen wel van zulk groot formaat zijn zodat deze ingrijpende aanpassingen aan de installatie vereisen.
Onderhoud
Net zoals energie is onderhoud een jaarlijks terugkerende kost bij technische installaties. Het onderhoud van een ventilatiesysteem is onder te verdelen in volgende onderdelen:
- Ventilatoren/luchtgroepen – motor met eventueel riemaandrijving
- Filters - vervanging
- Raamrooster – reiniging
- Extractieroosters - reiniging
- Kleppen – controle sturing
- Kanalen – reiniging
De jaarlijkse onderhoudskost voor ons voorbeeldproject, gebaseerd op bovenstaande onderdelen bedraagt € 8.900 voor het D-systeem en € 5.300 voor het C-systeem, oftewel 40% goedkoper.
Tip: Een slimme inpassing van onderhoudsgevoelige onderdelen op bereikbare plaatsen maakt het onderhoud eenvoudiger. Denk daarbij aan toegangspunten om pulsiekanalen te reinigen of raamroosters op bereikbare hoogte zonder gebruik te moeten maken van een ladder.
Comfort
Beide types ventilatie garanderen voldoende verse lucht om van een aangenaam binnenklimaat te kunnen spreken. Er zijn per systeem wel enkele aandachtspunten, om een optimaal binnenklimaat te kunnen garanderen.
Een C-systeem brengt buitenlucht onbehandeld naar binnen. Sommige gebruikers sluiten de raamroosters af in de winter om koude lucht te vermijden. Zo wordt het gewenste ventilatiedebiet niet meer bereikt. Dit effect van koude buitenlucht die valt op de gebruikers naast het raam, wordt nog versterkt wanneer het raamrooster te groot geselecteerd wordt om esthetische redenen. Zorg daarom voor voldoende afstand tussen de raamroosters en de gebruikers, waardoor de verse lucht de kans krijgt om eerst de mixen met de ruimtelucht voordat deze door de gebruikers ervaren wordt.
Bij een D-systeem kan geluid een storende factor zijn. De ventilatoren draaien immers continu bij bezetting. Voorzie daarom steeds geluiddempers in pulsiekanalen.
Tip: Zie het zomercomfort niet over het hoofd. Goed geïsoleerde gebouwen hebben een kleine warmtevraag, maar het risico op oververhitting in de zomer neemt wel toe, zeker bij passieve of BEN-gebouwen. Kies daarom bij D-systeem ventilatie met energierecuperatie steeds voor een zomer bypass. Een C-systeem ventilatie leent zich ook perfect voor nachtkoeling, om zo de opgebouwde warmte van overdag af te voeren. Maar ook opengaande ramen kunnen zowel organisatorisch als kwantitatief bijdragen aan een aangenaam zomerklimaat.
Conclusie
Elk type ventilatiesysteem heeft voor- en nadelen alsook aandachtspunten en randvoorwaarden.
Met dit artikel en het concrete voorbeeld trachtten we deze toe te lichten, de gevolgen te kwantificeren en enkele nuttige tips mee te geven.
De in dit artikel besproken ventilatie beperkt zich tot bewuste of gecontroleerde ventilatie, met als doel verse buitenlucht toe te voeren en vervuilde binnenlucht af te voeren om zo het binnencomfort voor de gebruikers te garanderen. Daarnaast is een gebouw ook steeds onderhevig aan ongecontroleerde ventilatie, ook wel infiltratie genoemd. Infiltratie maakt geen deel uit van dit artikel.
Dit artikel kadert in het project Binnenluchtkwaliteit in schoolgebouwen met steun van het Departement Omgeving van de Vlaamse Overheid.