Klimaatinstallaties in de retailsector “Een onderzoek naar de mogelijkheden voor de meest optimale klimaatinstallatie van een retailproject tot 300 M

Klimaatinstallaties in de retailsector

“Een onderzoek naar de mogelijkheden voor de meest optimale klimaatinstallatie van een retailproject tot 300 M² met mogelijk al aanwezige aansluitingen en installaties, gezien vanuit de

opdrachtgever”

Rapport

Opdrachtgever : Projectbureau Egelie Plaats : Uden

Datum : 20 juni 2008 Studente : Eva de Laat

School : Avans Hogeschool ’s-Hertogenbosch Opleiding : Bouwkunde

Academie : Voor Bouwkunde en Civiele Techniek

1. Voorwoord

De HBO Bouwkunde opleiding wordt afgesloten met een afstudeerperiode; een ‘proeve van bekwaamheid’ om aan te tonen te voldoen aan de gestelde competenties van de opleiding Bouwkunde aan de Academie voor Bouwkunde en Civiele Techniek te ’s-Hertogenbosch.

Tijdens mijn afstudeerperiode ben ik werkzaam geweest bij Projectbureau Egelie. Zij wilden graag meer klimaatinstallatie technische kennis in huis halen en hebben daarom dit onderzoek voorgesteld.

Projectbureau Egelie is een fullservice projectmanagementbureau voor de bouw en inrichting van retailorganisaties en uiteenlopende dienstverlenende bedrijven: van horecaondernemingen tot bankkantoren.

Projectbureau Egelie heeft naast een uitvoerende rol in het bouwproces van nieuwe winkellocaties een adviserende rol. Projectbureau Egelie adviseert de opdrachtgever tijdens de keuze voor een klimaatinstallatie.

Doordat het projectbureau niet de benodigde kennis in huis heeft voor wat betreft de klimaatinstallatie technische mogelijkheden wordt alles uitbesteed aan installateurs. Het projectbureau wil deze kennis binnen halen om daarmee de klant in een vroeg stadium te kunnen adviseren en streven naar een passende investering.

Om dit te bereiken is dit onderzoek uitgevoerd en dit rapport is samen met het digitale model de uitwerking daarvan. Met dit model kan een projectleider in een vroeg stadium samen met de opdrachtgever bepalen welke klimaatinstallatie de meest optimale is.

Om tot dit rapport en het digitale model te komen heb ik 5 maanden bij Projectbureau Egelie aan dit onderzoek gewerkt. Daarvoor wil ik Projectbureau Egelie hartelijk danken omdat zij mij de

mogelijkheid hebben gegeven om dit onderzoek voor mijn afstudeertraject te gebruiken. Daarnaast wil ik mijn afstudeerbegeleider, Ton Sterenborg, bedanken voor de goede samenwerking en begeleiding tijdens dit project. Maarten Thijssens en Bert-Jan Kuijn voor hun adviezen en kritische opmerkingen.

Maar ik wil het hele team bedanken voor de prettige en gezellige tijd op kantoor, de 5 maanden zijn omgevlogen.

2. Samenvatting

Dit onderzoeksrapport is het resultaat van een onderzoek naar het keuzetraject binnen de

klimaattechniek. Het onderzoek richt zich op retaillocaties tot 300 m² waarbij een keuze gemaakt moet worden in het type klimaatinstallatie.

De opdrachtgever van het onderzoek, Projectbureau Egelie, heeft aangegeven een eigenaar van een retaillocatie te willen adviseren in de keuze qua klimaatinstallatie. Om dat te bereiken heeft men kennis nodig van klimaattechniek. Dit onderzoek heeft als doelstelling invulling te geven aan deze vraag.

In dit rapport is allereerst gekeken naar de factoren welke samenhangen met klimaattechniek, zoals warmte, koude, bevochtiging, ventilatie etc. Daarna is gekeken naar de rol van klimaattechniek ten opzichte van de gebruiker, de eigenaar van de locatie en de wetgever. Vanuit de opdrachtgever van het onderzoek, Projectbureau Egelie, is gekozen de klimaattechniek vanuit de eigenaar van de locatie te beschouwen.

Er is gekeken naar wat de mogelijkheden zijn van bestaande bouw met mogelijk bestaande installaties, nieuwbouw en een combinatie van beide. Naar de wensen die een opdrachtgever kan hebben en welke eisen er aan de klimaatinstallatie gesteld kunnen worden.

Vanuit de vergaarde kennis zijn 4 onderzoeksvragen gekomen:

1. Welk type klimaatinstallaties zijn toepasbaar op retaillocaties tot 300m²? 2. Wat zijn de kosten van klimaatinstallaties in de retailsector?

3. Welke combinaties van klimaatinstallaties zijn er in de retailsector mogelijk?

4. Hoe kan men het keuzetraject van klimaatinstallaties in de retailsector schematiseren?

Binnen dit rapport zijn deze onderzoeksvragen beantwoord door middel van een literatuurstudie en interviews met leveranciers van klimaatinstallaties en met installateurs.

Er is gekeken naar welke klimaatinstallaties in de retailsector veel worden toegepast. Per installaties is de functie, werking en de voor- en nadelen beschreven.

De factor kosten is echter niet simpelweg af te leiden van de aankoopprijs van een installatie. Bij deze aankoopprijs komen de kosten van de installateur voor het installeren en in werking stellen van de installatie. Bij de investeringskosten worden ook de exploitatiekosten gegeven, aangezien een goede investering zichzelf terug kan verdienen door lagere exploitatiekosten.

In principe kan elke combinatie van klimaatinstallaties gemaakt worden maar dit is niet altijd efficiënt gezien de investerings- en exploitatiekosten. Zo zijn er diverse apparaten die los van elkaar naar verhouding ongunstiger presteren dan in combinatie met andere apparaten.

Om de benodigde gegevens voor de keuze te verzamelen is een model opgesteld. In 14 stappen worden de gegevens verzameld en daarna verwerkt tot een keuze of een combinatie van keuzes voor een klimaatinstallatie.

Het eindproduct van dit onderzoek is dit rapport en een digitaal beslismodel voor de retail sector waarmee de meest optimale klimaatinstallatie voor een bepaalde toepassing gekozen kan worden. In dit rapport wordt het digitale model uitgelegd. Dit model is gerealiseerd voor projectbureau Egelie en komt online op de site (www.egelie.nl). De projectleiders kunnen op locatie inloggen en samen met de opdrachtgevers het model doorlopen en een keuze maken voor de klimaatinstallatie.

3. Inhoudsopgave

1. Voorwoord 2

2. Samenvatting 3

3. Inhoudsopgave 4

4. Inleiding 5

5. Literatuurstudie 6

5.1. Wat betekent het binnenklimaat? 6

5.2. Verband tussen alle termen die samenhangen met het binnenklimaat 8

5.3. Waarom ventileren? 9

5.4. Waarom verwarmen? 9

5.5. Waarom koelen? 10

5.6. Klimaat als keuze 11

5.7. Klimaat vanuit de overheid 12

5.8. Klimaat vanuit de mens als klant 13

5.9. Klimaat vanuit de mens als opdrachtgever 14

5.10.Verband tussen overheid, klant en opdrachtgever 15

5.11.Installatie ontwerp 16

6. Doelstelling 18

7. Probleemstelling 18

8. Vraagstelling 18

9. Onderzoeksvragen 18

10.Werkwijze 18

11.Beantwoording onderzoeksvragen 19

11.1.Welk type klimaatinstallaties zijn toepasbaar op retaillocaties tot 300m²? 19 11.2.Wat zijn de kosten van klimaatinstallaties in de retailsector? 26 11.3.Welke combinaties van klimaatinstallaties zijn er in de retailsector mogelijk? 28 11.4.1. Hoe kan men het keuzetraject van klimaatinstallaties in de retailsector schematiseren? 29

11.4.2. Het keuzetraject 32

12.Digitaal uitwerken model 38

13.Conclusie 46

14.Literatuurlijst 47

15.Begrippenlijst 49

16.Bijlage 52

16.1.Transmissiewarmteverlies berekening 52

16.2.Koellast berekening 55

4. Inleiding

Winkellocaties veranderen relatief vaak van eigenaar/ondernemer. Een nieuwe eigenaar/ondernemer wil in de locatie veelal een nieuw winkelconcept realiseren, daarbij past een nieuwe klimaatinstallatie.

Voor wat betreft de klimaatinstallatie heeft de eigenaar/ondernemer veelal niet voldoende kennis, waardoor de keuze qua klimaatinstallatie eerder een sluitpost zal worden dan het resultaat van een weloverwogen keuze. Gezien de groeiende interesse in duurzaamheid en het toenemende aandeel van klimaatinstallaties in de bouwsom is deze keuze interessanter dan voorheen. De

eigenaar/ondernemer zou zijn keuzes en de gevolgen daarvan helderder in kaart moeten hebben.

Projectbureau Egelie heeft naast een uitvoerende rol in het bouwproces van nieuwe winkellocaties ook een adviserende rol. Projectbureau Egelie adviseert de opdrachtgever tijdens de keuze voor een klimaatinstallatie.

Doordat het projectbureau zelf niet de benodigde kennis in huis heeft over alle klimaatinstallatie technische mogelijkheden, wordt alles uitbesteed aan een installateur. Deze kan in principe elke combinatie van klimaatinstallaties voorstellen. Er is erg veel aanbod, ”wat is de beste oplossing” en

“welke combinaties zijn niet aan te raden?” Per situatie wordt gekeken naar welke

installaties/aansluitingen eventueel al aanwezig zijn. Belangrijke overwegingen zijn daarbij o.a.

beschikbare ruimte binnen en om het gebouw, terugverdientijd, bouwkosten, exploitatiekosten, termijn dat de “retailformule” wijzigt e.d.

Het projectbureau wil graag deze kennis binnen halen om daarmee de klant zelf in een vroeg stadium te kunnen adviseren en te streven naar een passende investering.

Om dit te bereiken heeft Projectbureau Egelie dit onderzoek uitgeschreven.

Gezien de specifieke termen die in dit rapport vermeldt worden zit er achter in dit rapport een begrippenlijst.

5. Literatuurstudie

5.1. Wat betekent het binnenklimaat?

Klimaat is in de meteorologie een woord voor de omgevingsomstandigheden (temperatuur,

windsnelheid, neerslag, temperatuurverschil tussen dag en nacht en tussen de seizoenen), op een planeet, zoals de aarde of in een bepaald gebied op een planeet. In een gebouw is het klimaat te regelen zodat er een behaaglijk klimaat heerst.

Behaaglijkheid en behaaglijkheidcriteria

Behaaglijkheid wordt vaak geassocieerd met het gevoel van een aangename temperatuur, maar omvat naast thermisch comfort, echter ook akoestisch en lichttechnisch comfort. Behaaglijkheid is net als gezelligheid een moeilijk te omschrijven begrip. Een behaaglijke omgeving is een omgeving waarin de mens zich geestelijk en lichamelijk wel bevindt. Aangezien dit onderzoek over klimaatinstallaties gaat wordt voor behaaglijkheid alleen de thermische behaaglijkheid gerekend.

Thermische behaaglijkheid

Een thermische behaaglijke omgeving is een omgeving waarbij de mens bij zijn betreffende activiteit geen warmere maar ook geen koudere omgeving prefereert. De luchttemperatuur, de gemiddelde stralingstemperatuur, de relatieve luchtvochtigheid en de luchtsnelheid zijn van belang hoe de omgeving wordt ervaren.

Gevoelstemperatuur

Een gevoelstemperatuur heeft niet de status van een echte temperatuur, maar meer als een beleving (sensatie) die persoons en plaats afhankelijk is. De gevoelstemperatuur kan beïnvloed worden door tocht. Naast wind hebben ook de luchtvochtigheid en zonnestraling invloed op de gevoelstemperatuur.

Een hoge luchtvochtigheid belemmert de verdamping van transpiratievocht. Anderzijds is de luchtvochtigheid van invloed op de warmtecapaciteit van de lucht. Zonnestraling zorgt voor een hogere gevoelstemperatuur.

Binnenklimaat

Het binnenklimaat zorgt voor thermische behaaglijkheid. Om deze thermische behaaglijkheid te behalen gelden een aantal factoren die voor een mens invloed hebben op de behaaglijkheid.

De fysische factoren:

- De luchttemperatuur.

- De stralingstemperatuur.

- De luchtvochtigheid.

- De luchtsnelheid.

Als deze factoren kunnen worden geoptimaliseerd kan een thermisch behaaglijk binnenklimaat worden gerealiseerd.

Voor het optimaliseren van het binnenklimaat is niet één waarde die aangehouden moet worden.

Mensen ervaren behaaglijkheid niet allemaal het zelfde, wat de een als een behaaglijke ruimte ervaart, ervaart de ander als een te warme of koude ruimte. Hierdoor zijn er zoveel wensen waar rekening mee gehouden moet worden. Ook spelen er veel externe invloeden mee die van invloed zijn op het binnenklimaat.

Dit onderzoek is gericht op de retailsector en zal zich voornamelijk richten op winkellocaties. In een winkel wil het personeel het behaaglijk hebben terwijl zij licht werk verrichten. Klanten komen in en uit lopen en de mate van behaaglijkheid speelt ook een rol in hoe lang de klanten binnen blijven. Als het buiten koud is en klanten komen dik aangekleed de winkel binnen waar het warm is, dan kan dit een te grote temperatuur verschil als niet prettig worden ervaren waardoor klanten eerder vertrekken.

Hetzelfde geldt in de zomer als het buiten warm is en klanten luchtig gekleed zijn. Een winkel waar het 7 graden koeler is dan buiten wordt dan vaak als verkoelend ervaren. Maar als klanten dan weer naar buiten gaan ervaren zij de hitte buiten als een klap. Deze temperatuurverschillen maken mensen ziek.

Sinds de jaren zeventig zijn mensen meer gaan klagen, zo ook winkelpersoneel, over bijvoorbeeld de kwaliteit van de lucht op de werkplek. De opdrachtgever kan problemen voorkomen of verhelpen door de juiste maatregelen te nemen. Een slechte kwaliteit van de lucht kan bij werknemers leiden tot gezondheidsklachten als hoofdpijn, sufheid, irritatie van huid of ogen en vermoeidheid. Stof, rook en slechte ventilatie kunnen ook aandoeningen aan de luchtwegen, allergieën veroorzaken of verergeren.

Cara, de verzamelnaam voor deze aandoeningen is inmiddels zelfs de meest geregistreerde beroepsziekte.

In bepaalde gebouwen worden door een groot deel van het personeel gezondheidsklachten geuit die veelal door de klagers zelf worden toegeschreven aan het gebouw of de airconditioning. Dit wordt benoemd onder het Sick Buildings Syndroom. De belangrijkste veroorzakers van luchtverontreiniging zijn de inrichtingsmaterialen, apparatuur en de afwezigheid van een goed functionerende

klimaatinstallatie.

Een goed functionerende klimaatinstallatie is van groot belang voor een gebouw. Er spelen veel factoren mee waardoor de keuze van de klimaatinstallatie niet makkelijk te maken is. Middels dit onderzoek moet de keuze beter en makkelijker te maken zijn.

5.2. Verband tussen alle termen die samenhangen met het binnenklimaat

Door alle kreten die binnenklimaat oproepen, via de “post-it” methode, te groeperen, ontstond er een verband wat is weergegeven in Figuur 1.

Figuur 1 Verband tussen alle termen.

Behaaglijkheid staat hierbij centraal. Behaaglijkheid bevat ook akoestisch en lichttechnisch comfort.

Aangezien dit onderzoek over klimaatinstallaties gaat wordt voor behaaglijkheid de thermische behaaglijkheid gerekend. Het geluid wat de klimaatinstallatie produceert wordt wel meegenomen in dit onderzoek.

Behaaglijkheid Klant

Thermische behaaglijkheid

Verwarmen Koelen

Ventileren

Vocht

Natuurlijk Mechanisch

ARBO Bouwbesluit Eisen

Ontvochtigen

Afvoer

Bevochtigen Toevoer

MAC-waarde Kooldioxide

Koolmonoxide Zuurstofbehoefte Inblaastemperatuur

Coandă-effect Worp

Temperatuur Metabolisme

Esthetica

Externe invloeden

Interne invloeden Buiten

temperatuur

Mensen Lampen, computers,

etc.

Zon Zonwering

Maatschappelijk verantwoord Energie

Aanschaf Onderhoud Terugverdientijd

Rendement

WTW Kosten

Financieel haalbaar Technisch uitvoerbaar EPC

Opdrachtgever Ruimte

Afmetingen kanalen Plafond

Schachten Geluid

Snelheid Vloeroppervlakte Luchtbeweging

Muf Tocht

Vermogen COP Gewicht

5.3. Waarom ventileren?

Ventileren is het verversen van de lucht binnen een ruimte. Het ventileren van een gebouw is

noodzakelijk voor de gezondheid van de mensen, in verband met stof, zuurstof, schimmels, maar het is ook belangrijk voor de bouwmaterialen. Sommige bouwmaterialen veroorzaken kleine

hoeveelheden gas, welke zonder ventilatie schadelijk kunnen worden. Voor het comfort is ventileren noodzakelijk om ongewenste geuren af te voeren.

Ongecontroleerde ventilatie

Ongecontroleerde ventilatie is natuurlijke ventilatie. Bij de meeste gebouwen gebeurt de ventilatie ongecontroleerd. De hoeveelheid ventilatie, het debiet, kan niet ingesteld worden. Doordat de wind door kieren en spleten waait ververst de lucht. Dit zorgt in vele gevallen voor overbodige ventilatie en dus ook voor overbodige warmteverliezen. Men kan dit verminderen door tijdens het bouwen

aandacht te besteden aan tochtdichtheid.

Gecontroleerde ventilatie

Bij gecontroleerde ventilatie is het debiet instelbaar. Mechanische ventilatie, waarbij het debiet geregeld kan worden door een ventilator met instelbaar toerental, kan de aan- en/of afvoer regelen.

Natuurlijke aanvoer en mechanische afvoer wordt BUVA systeem genoemd. Indien door mechanische ventilatie de aan- en afvoer wordt geregeld, wordt het ook gebalanceerde ventilatie genoemd.

De snelheid van een ventilator kan geregeld worden door een sensor. Het meest voorkomend zijn de sensoren die de concentratie CO2 of de relatieve vochtigheid meten, vergelijken met een ingestelde waarde en zo de ventilator aan of uitschakelen. De regeling op basis van CO2 meting werkt preciezer omdat deze concentratie beter de 'versheid' van de lucht beoordeeld. Dit wordt een VAV (variabel volume systeem) genoemd.

5.4. Waarom verwarmen?

Als het buiten koud is, hebben mensen het binnen graag behaaglijk warm. Om de binnentemperatuur op een gewenste temperatuur te krijgen kan het gebouw verwarmd worden.

Transmissieverliezen

Er treedt warmteverlies op door middel van transmissieverliezen en (on)gecontroleerde ventilatie. De transmissieverliezen omvatten alle warmteverliezen via de scheidingsconstructies tussen het gebouw en de buitenomgeving, de bodem en de aangrenzende onverwarmde of minder verwarmde ruimten.

De grootte van transmissieverliezen hangt af van de grootte van verliesoppervlakten, isolatiewaarden en eventueel aanwezige koudebruggen. Met ongecontroleerde ventilatie treedt warmteverlies op, overigens gebeurt dit ook bij gecontroleerde ventilatie. Bij de laatste is dit deels te ondervangen door warmte terugwinning systemen (WTW) toe te passen.

Warmtetransporten

Warmte kan getransporteerd worden door middel van convectie, straling en conductie. Convectie is een stroming van gas of vloeistof, bijvoorbeeld bij een radiator ontstaan luchtstromingen door dat de lucht wordt opgewarmd. Straling is het uitzenden van energie, zoals de zon bijvoorbeeld doet.

Conductie is warmte overdracht binnen een materiaal. Doormiddel van een koudebrug kan door conductie warmte verloren gaan.

5.5. Waarom koelen?

Als het buiten erg warm is kan de temperatuur binnen nog hoger oplopen door zonbelasting of transmissie. In een ruimte waar de temperatuur te hoog is, presteren mensen minder dan in een koelere ruimte. Om de gewenste binnentemperatuur te krijgen zal er gekoeld moeten worden.

Transmissieverliezen

Er treedt koelteverlies op doormiddel van transmissieverliezen en (on)gecontroleerde ventilatie. De transmissieverliezen omvatten alle koelteverliezen via de scheidingsconstructies tussen het gebouw en de buitenomgeving, de bodem en de aangrenzende warme ruimten. De grootte van

transmissieverliezen hangt af van de grootte van verliesoppervlakten, isolatiewaarden en eventueel aanwezige koudebruggen. Met ongecontroleerde ventilatie treedt koelteverlies op, overigens ook bij gecontroleerde ventilatie. Bij de laatste is dit deels te ondervangen door warmte terugwinning systemen (WTW).

Koeltetransporten

Koelte kan getransporteerd worden door middel van convectie en conductie. Bij raamkozijnen kan koudestraling ervaren worden indien de buitentemperatuur veel lager is dan de buitentemperatuur.

5.6. Klimaat als keuze

Klimaatinstallaties

Klimaatinstallaties hebben de functie te zorgen voor de behaaglijkheid in een gebouw doormiddel van de berekende tekorten aan warmte of koude, vocht of droogte en ventilatie aan te vullen. Wordt er onvoldoende zorg besteed aan het ontwerp en de detaillering van een gebouw, of verandert de functie van het gebouw, dan kan dit tot resultaat hebben dat er door middel van klimaatinstallaties veel warmte en/of koude, vocht en/of droogte en ventilatielucht moet worden aangevuld om aan de belangrijkste behaaglijkheideisen te voldoen. Als ongunstig neveneffect zal dan ook het verbruik aan brandstoffen en andere grondstoffen sterk stijgen.

Investeringskosten zijn eenmalig. Daarnaast leiden installaties, waar weinig in is geïnvesteerd, meestal achteraf tot meer exploitatiekosten dan nodig. Het bekende spreekwoord; ‘goedkoop is duurkoop’. De jaarlijkse exploitatiekosten (energie, onderhoud en service) kunnen even hoog zijn als de toenmalige investeringskosten. Naast het onbeperkt en adequaat functioneren van installaties, zijn de kosten voor de levensduur en een combinatie van alle ontstane kosten, vanaf de plaatsing van de installatie tot het verwijderen, de enige leidraad voor de economische beoordeling van de installaties.

Afstemming op gebruik

Voldoende afgestemd op het gebruik houdt in, dat de installaties het binnenklimaat kunnen beheersen binnen de, voor het gebruik, noodzakelijke grenzen.

Invloed installaties

Een zeer belangrijk gegeven voor een goed functioneren van een installatie is de luchtverdeling in een ruimte. Door thermische effecten en impulseffecten kan de luchtverdeling in een ruimte sterk worden beïnvloed. Er kunnen plaatsen in een ruimte zijn waar tocht gaat optreden; de luchtsnelheid is ter plaatse te hoog. Op plaatsen waar de luchtsnelheid te laag is, kan het muf worden. In de winter wordt er een lage luchtsnelheid geëist, aangezien er anders tocht klachten kunnen ontstaan. In de zomer worden hogere luchtsnelheden juist als verkoelend ervaren.

5.7. Klimaat vanuit de overheid

De overheid heeft enkele eisen opgesteld waar een nieuwbouw project aan moet voldoen. Dit ten behoeve van de gezondheid voor de mensen en voor het milieu.

Bouwbesluit

Het bouwbesluit is een verzameling wetten en regels (bouwregelgeving) over het bouwen of verbouwen van een gebouw in Nederland. Hierin zijn diverse wetten en regels over bijvoorbeeld ventileren en energie prestatie coëfficiënt (EPC) opgenomen.

ARBO

De Arbeidsomstandighedenwet is een Nederlandse wet die regels bevat voor werkgevers en werknemers om de gezondheid, de veiligheid en het welzijn van werknemers en zelfstandig ondernemers te bevorderen. Doel is om ongevallen en ziekten, veroorzaakt door het werk, te voorkomen.

EPC

De energieprestatie coëfficiënt is een index die de energetische efficiëntie van nieuwbouw aangeeft, en wordt bepaald door berekeningen vastgelegd in NEN 2916 (utiliteitsbouw) en NEN 5128

(woningbouw). Voor woningbouw geldt sinds 2006 een eis van 0,8. Voor een winkel geldt een eis van 3,4. De EPC berekening is opgenomen in het bouwbesluit, en sinds 1995 is het verplicht deze bij een bouwaanvraag van een nieuwbouw project in te dienen.

5.8. Klimaat vanuit de mens als klant

De klanten en/of het personeel willen zich goed voelen in een ruimte, dan blijven ze langer en een goed binnenklimaat zorgt voor betere prestaties.

Behaaglijkheid en behaaglijkheidcriteria

Behaaglijkheid wordt vaak geassocieerd met het gevoel van een aangename temperatuur, maar omvat naast thermisch comfort, echter ook akoestisch en lichttechnisch comfort. Behaaglijkheid is net als gezelligheid een moeilijk te omschrijven begrip. Een behaaglijke omgeving is een omgeving waarin de mens zich geestelijk en lichamelijk wel bevindt. Aangezien dit onderzoek over klimaatinstallaties gaat wordt voor behaaglijkheid alleen de thermische behaaglijkheid gerekend.

Thermische behaaglijkheid

Een thermische behaaglijke omgeving is een omgeving waarbij de mens bij zijn betreffende activiteit geen warmere maar ook geen koudere omgeving prefereert. De luchttemperatuur, de gemiddelde stralingstemperatuur, de relatieve luchtvochtigheid en de luchtsnelheid zijn van belang hoe de omgeving wordt ervaren.

Metabolisme

Stofwisseling (metabolisme) is het geheel van biochemische processen die plaats vinden in cellen en organismen. Enzymen spelen hierbij een centrale rol. Metabolisme wordt als rekenwaarde gebruikt in de klimaattechnologie. Om de warmteafgifte van een mens te bepalen is er voor het metabolisme een grootheid in het leven geroepen. Het metabolisme varieert met de activiteit van een persoon en wordt uitgedrukt in de eenheid met, waarbij geldt dat 1 met = 58,2 Watt. De met is gedefinieerd als de geproduceerde warmte per m² gemiddeld persoon in rust. De gemiddelde persoon heeft een oppervlakte van 1,8 m². De gemiddelde warmteproductie per persoon ligt dus op 105 Watt.

5.9. Klimaat vanuit de mens als opdrachtgever

Voor de opdrachtgever is het gebouw als een visitekaartje. Klanten moeten er graag komen en personeel moet er goed kunnen presteren. Een goed klimaat is hierbij van groot belang. Om aan deze wensen te kunnen voldoen is een klimaatinstallatie niet weg te denken. Voor de opdrachtgever tellen de volgende aspecten mee.

Financieel haalbaar

Financieel haalbaar houdt in, dat de investering, of eigenlijk de prijs/prestatieverhouding,

aanvaardbaar is. Over prijzen is veel bekend, over prestaties minder. Het gevolg is vaak dat aan prijzen wordt gesleuteld zonder dat naar de consequenties, in termen van prestaties, wordt gekeken.

Bij het beschouwen van de financiële haalbaarheid moeten ook de exploitatiekosten, terugverdientijd en de afschrijving worden meegewogen. Feitelijk gaat het om de totale levensduurkosten.

Maatschappelijk verantwoord

Een maatschappelijk verantwoorde keuze houdt in, dat het gebouw met zijn installaties een

aanvaardbaar energiegebruik met zich meebrengt, een aanvaardbare milieubelasting tot gevolg heeft en waar mogelijk gebruik gemaakt van duurzame materialen, hulpmiddelen en energiebronnen. Dit zijn doelstellingen die niet eenvoudig zijn te vertalen in concrete ontwerpregels. Het Bouwbesluit dwingt m.b.v. energieprestatie normen (EPC) tot beperking van het energiegebruik voor verwarming, koelen en ventileren. Dit geldt echter alleen voor nieuwbouw en in de retailsector is voornamelijk sprake van bestaande bouw.

Technisch uitvoerbaar

Het doel van de installaties is, het ondersteunen van de gebruiksfuncties van het gebouw. Om dit doel te realiseren, moeten de installaties goed zijn ontworpen. Ze moeten te maken zijn, in de fabriek of op de bouwplaats. Om hun doel blijvend waar te maken moeten de installaties goed bereikbaar blijven voor bediening, controle, onderhoud en vervanging. De praktijk wijst uit dat, als gevolg van slechte bereikbaarheid, het noodzakelijke preventieve onderhoud vaak niet wordt uitgevoerd. In of op het gebouw moet ook voldoende ruimte zijn voor de opstelling van de installatie. Er moet ruimte zijn voor de kanalen en de eventuele units in bijvoorbeeld het plafond. In bestaande bouw is hier bij het ontwerp geen rekening mee gehouden en de praktijk wijst uit dat in de retailsector voornamelijk sprake is van bestaande bouw.

5.10. Verband tussen overheid, klant en opdrachtgever

Eerder in dit rapport is het klimaat omschreven vanuit drie standpunten: de overheid, klant en opdrachtgever. Deze drie staan in verband met elkaar en zijn weergegeven in onderstaand Figuur 2.

Binnen dit kader zijn de belangrijkste termen uit Figuur 1 vermeldt. Hoe dichter zij bij elkaar staan, hoe meer verband er tussen is.

In het kader is een stippellijn gezet, hierdoor ontstaat een kleiner kader wat weergeeft welke

begrippen voor de opdrachtgever van belang zijn. Aangezien het einddoel van dit onderzoek is gericht op de opdrachtgever, zal het verdere onderzoek bekeken worden vanuit de opdrachtgever. De

standpunten die in Figuur 2 binnen het gearceerde deel staan zijn voor een opdrachtgever belangrijk.

Figuur 2 Verband tussen overheid, klant en opdrachtgever.

5.11. Installatie ontwerp

Om een installatie te ontwerpen zijn er veel uitgangspunten waar rekening mee moet worden gehouden. Het is ook een groot verschil of het om een nieuwbouw of om een bestaande bouw gaat.

Binnen dit onderzoek wordt voornamelijk gekeken naar bestaande bouw aangezien dit voor retail het meest voorkomend is.

Er zijn zoveel verschillende mogelijkheden binnen klimaatinstallaties dat deze mogelijkheden zo vroeg mogelijk in het ontwerpproces mee moeten worden genomen. Deze keuze voor de klimaatinstallatie kan worden ingedeeld in 2 fases, de voorselectie en de definitieve selectie.

De voorselectie is bedoeld om via een gestructureerde wijze het aantal mogelijke klimaatinstallaties te beperken tot 3 à 4 geschikte concepten, die voor een nader onderzoek in aanmerking komen.

Binnen dit onderzoek gaat het voornamelijk om de voorselectie. De concepten die hier uit komen zullen door een installateur moeten worden nagerekend. De beschreven stappen zijn weergegeven in Figuur 3.

Figuur 3 Installatie ontwerp verdeeld in fases.

Binnen dit onderzoek gaat het om de eerste stappen tot en met de voorselectie, waardoor een advies van installatie type ontstaat. Dit advies kan dan worden voorgelegd aan de opdrachtgever en

installateur.

Programma van Eisen

De hoofduitgangspunten bij het installatieontwerp voor de opdrachtgever zijn:

- De kosten, zowel de investeringskosten als exploitatiekosten.

- Gebruikersaspecten; de klant moet tevreden zijn.

- Maatschappelijk verantwoord.

- De behoefte aan een optimaal ontwerp, weinig onderhoud.

Benodigde gegevens

Voorselectie

Definitieve selectie rapport

Programma van Eisen Inventarisatie van gegevens Project afhankelijke gegevens

Selectie: Toepassingsgebied Selectie: Technische &

financiële aspecten Selectie: energie prestatie Voorselectie

Selectie rapport

Definitief installatie concept

Onderzoek

Installateur

Met deze hoofduitgangspunten wordt het Programma van Eisen (PvE) opgesteld.

De uitgangspunten voor het gebouw en de installaties worden samengevat in een Programma van Eisen. Hierin staan de gebouwgebonden zaken zoals:

- Gebruiksfunctie.

- Locatie.

- Situering.

- Omvang.

- Aard en gebruik van de ruimten.

Voor het binnenklimaat worden de werkomstandigheden van de gebruikers genoemd:

- Temperatuur.

- Kwaliteit van de binnenlucht.

Indien er zware eisen aan de klimaatinstallatie worden gesteld, worden de investeringskosten (vaak) ook hoger. Een bindend gegeven in het PvE is dan ook het investeringsniveau.

Inventarisatie locatie/project gegevens

Voor het goed dimensioneren van klimaatinstallatie technische voorzieningen in gebouwen zijn klimaatgegevens nodig. Voor deze berekeningen zijn de volgende klimaatgegevens van belang:

- Zonnestraling [W/m²] - Temperatuur [ºC]

- Absolute vochtigheid [g/kg]

- Windsnelheid

Bij het ontwerp van een installatie speelt het energiegebruik een belangrijke rol. Voor het binnenklimaat is het gunstig om rekening te houden met:

- Glaspercentage en raamuitvoering, eventuele zonwering.

- Isolatie (voornamelijk gevel).

- Accumulerend vermogen van de bouwmassa.

Andere punten die van belang zijn om mee te nemen in het ontwerp van de installatie zijn:

- Regeling van installatie, bijvoorbeeld individuele bediening per ruimte.

- De mate van flexibiliteit, bepalen in hoeverre de ruimte vrij indeelbaar moet zijn.

Benodigde gegevens vertalen naar voorselectie

Bij de eerste stappen zijn de verwachte eisen opgesteld. Deze gegevens moeten verwerkt worden tot een voorselectie. Voor deze stap zijn veel gegevens nodig die nog niet bekend zijn. Om deze kennis te verzamelen zijn de, op de volgende pagina, doelstelling, probleemstelling, vraagstelling en onderzoeksvragen gesteld.

6. Doelstelling

Projectbureau Egelie wil eigen kennis in huis hebben om opdrachtgevers zelf te kunnen informeren over de installatie technische mogelijkheden. De doelstelling van dit onderzoek is:

Inzicht voor de opdrachtgever in de mogelijkheden voor wat betreft de meest optimale klimaatinstallatie van een retailproject tot 300 m² met mogelijk al aanwezige aansluitingen en installaties.

7. Probleemstelling

De doelstelling komt voort uit een probleemstelling. De theoretische probleemstelling van dit onderzoek is:

Ontbreken van kennis voor de opdrachtgever met betrekking tot de meest optimale

klimaatinstallaties van een retailproject tot 300 m² met mogelijk al aanwezige aansluitingen en installaties.

8. Vraagstelling

Om binnen dit onderzoek tot een oplossing te komen moet de volgende vraag beantwoord worden:

Wat is voor de opdrachtgever de meest optimale klimaatinstallaties voor een retailproject tot 300 m² met mogelijk al aanwezige aansluitingen en installaties?

9. Onderzoeksvragen

Om de theoretische vraagstelling te beantwoorden zijn er diverse onderzoeksvragen:

1. Welk type klimaatinstallaties zijn toepasbaar op retaillocaties tot 300m²? 2. Wat zijn de kosten van klimaatinstallaties in de retailsector?

3. Welke combinaties van klimaatinstallaties zijn er in de retailsector mogelijk?

4. Hoe kan men het keuzetraject van klimaatinstallaties in de retailsector schematiseren?

10. Werkwijze

Om de onderzoeksvragen en daarmee de vraagstelling te beantwoorden ga ik de volgende dingen ondernemen per onderzoeksvraag:

1. Literatuurstudie.

2. Literatuurstudie en interviewen van installateurs en leveranciers van klimaatinstallaties.

3. Literatuurstudie en interviewen van installateurs.

4. Literatuurstudie.

Als deze 4 vragen zijn beantwoord, kan de vraagstelling beantwoord worden.

11. Beantwoording onderzoeksvragen

11.1. Welk type klimaatinstallaties zijn toepasbaar op retaillocaties tot 300m

?

Koelunits

Koelunits zorgen voor het koelen van de lucht in binnenruimtes, zoals in een gebouw, auto of trein, ze worden vaak airco’s genoemd. Met het apparaat of installatie kan de temperatuur en luchtvochtigheid op een aangenaam niveau gehouden worden, terwijl het buiten (onaangenaam) warm is. Ook kan de lucht hiermee gezuiverd worden door het toepassen van een filtersysteem.

Functioneren

Een koelunit werkt op hetzelfde principe als een koelkast. Het is een gesloten kringloop van een vloeistof met een laag kookpunt, bijvoorbeeld freon of R407C, die verdampt in de verdamper (binnentoestel) en weer condenseert tot vloeistof in de condensor (buitentoestel). De warmte wordt hierbij netto van de verdamper naar de condensor vervoerd, tegen de bestaande temperatuurgradiënt in. Zo'n machine wordt daarom ook wel een warmtepomp, zie volgende pagina, genoemd.

Toepassingen

Een koelunit die uitgerust is met een vierwegklep kan naast koelen ook verwarmen door het proces om te keren. Veel koelunits zijn tevens uitgerust met bijkomende functies: koelen (en automatisch ontvochtigen), enkel ontvochtigen en enkel lucht circuleren.

Type koelunits

Er zijn diverse types koelunits. De koelunit die het meest voorkomt is de splitunit airco. Deze heeft een afzonderlijke eenheid aan de buitenzijde van de gevel waar de koelvloeistof afkoelt, zie Figuur 4. Verder is de mobiele koelunit een steeds meer voorkomende verschijning. Hierbij wordt het vocht via een dunne slang afgevoerd of opgevangen in een condensatiebak en/of laat warme vochtige lucht af via een luchtslang die door het raam gehangen kan worden. Een nieuw type wat in opkomst is, is de standalone-koelunit. Dit is een gesloten systeem waarin beide afzonderlijke eenheden van de airconditioning zijn samengevoegd in een binneneenheid. In deze binneneenheid wordt aan de voorkant koude lucht uitgeblazen terwijl de warme lucht aan de achterkant wordt uitgeblazen. Voor de gemiddelde temperatuur in de ruimte is dit geen verbetering.

Figuur 4 Binnen- & buitenunit Voordelen

Met een koelunit kan er gezorgd worden dat er tijdens warme dagen een lagere temperatuur in de ruimte is. Hierdoor blijven mensen alerter en is de productie hoger.

Nadelen

Koelunits hebben ook nadelen. Ze verbruiken veel energie, en hoewel deze energie nodig is op het moment dat de zon de meeste energie levert, worden zij zelden met zonne-energie gevoed. Verder vereist het koelsysteem dat gebouwen goed gesloten moeten worden gehouden, want anders gaat de verkregen koelte door vermenging met de warme buitenlucht weer verloren. Een koelunit kan

aanleiding geven tot allerlei ziekten en allergieën (het eerder genoemde Sick Building Syndrome) indien er slecht of geen onderhoud wordt gedaan. Ook is het beter om het verschil van binnen- en buitentemperatuur niet te groot te maken, want juist die overschakeling van warm (buiten) naar koud (binnen) en omgekeerd zijn verantwoordelijk voor diverse klachten. Daarom is het raadzaam om de binnentemperatuur maximaal 7°C lager te houden dan de buitentemperatuur. Omdat je binnen geen last hebt van de directe verwarming van de zon en het 'bedrukte' of 'broeierig' gevoel dat vochtige warme buitenlucht geeft zal het toch nog altijd frisser aanvoelen, wanneer men van buiten naar binnen gaat.

Warmtepomp

Een warmtepomp is een apparaat, een variant op de koelunit, dat warmte verplaatst van een plek met een lagere temperatuur naar een plek met een hogere temperatuur. Het verschil met de koelunit is dat de warmtepomp het proces kan omdraaien. Hierdoor kan een warmtepomp koelen en verwarmen. De multisplit systemen kan dit zelfs gelijktijdig, waardoor er per ruimte, met een splitunit, verwarmt of gekoeld kan worden.

Functioneren

Alle soorten warmtepompen nemen bij lage temperatuur warmte op die bij hoge temperatuur weer wordt afgegeven. De meest voorkomende soorten warmtepompen werken door een vloeistof bij lage temperatuur te laten verdampen en de damp bij hoge temperatuur te laten condenseren. In het eerste geval moet het kookpunt dus worden verlaagd en/of in het tweede geval worden verhoogd. Het kookpunt kan worden verhoogd door de druk te verhogen met een compressor (pomp), aan de andere kant kan het kookpunt weer worden verlaagd

door de druk te laten zakken in een

expansieventiel of smoorventiel, zie Figuur 5.

Het geheel van verdampen, comprimeren, condenseren en expanderen vormt een gesloten kringloop voor het rondstromende koudemiddel maar niet voor de warmte en de arbeid: aan het systeem wordt netto arbeid toegevoerd (in de compressor), en er wordt warmte verplaatst van de verdamper naar de condensor. Daarnaast ontstaat er extra warmte, geluid en infraroodstraling; deze ongewenste bijproducten heten verlies en gaan ten koste van het rendement.

Figuur 5 Principe werking warmtepomp Techniek

Een merkwaardige eigenschap van warmtepompen is dat met een bepaalde hoeveelheid energie, in de vorm van arbeid, een grotere hoeveelheid warmte-energie kan worden verplaatst dan er aan arbeid is verricht. Hierdoor kunnen ze een rendement (COP, Coëfficiënt Of Performance) hebben dat hoger is dan 100%. Men mag het in geen geval beschouwen als een thermodynamisch rendement. Het hierboven vermelde rendement van meer dan 100% is dan ook niet thermodynamisch bekeken maar geeft de COP. Aangezien een warmtepomp het proces kan omdraaien, kan er ook gekoeld worden.

Het rendement voor het koelen wordt weergegeven met E.E.R. Dit staat voor Energie Efficiency Ratio en geeft de energiezuinigheid van de unit aan tijdens koelbedrijf.

Types

Er zijn lucht/lucht, lucht/water en water/water warmtepompen. De warmte of koeling wordt verkregen via buitenlucht of uit (grond)waterbronnen.

Voordelen

Het voordeel van een warmtepomp is dat dit apparaat warmte en koelte kan leveren. Een

warmtepomp kan een hoog rendement leveren, waardoor de investering sneller wordt terugverdiend.

Nadelen

In verhouding is een warmtepomp duur in aanschaf. Bij een warmtepomp lucht/lucht die buiten is opgesteld varieert het rendement met de buitentemperatuur.

Luchtgordijn

Een klant komt liever door een openstaande deur naar binnen (een open deur neemt de drempelvrees weg) en het winkeloppervlak wordt beter benut. Een luchtgordijn creëert een onzichtbare barrière in een deuropening. De verschillende temperatuurzones worden van elkaar gescheiden zonder dat de toegankelijkheid voor mensen en voertuigen daardoor beperkt wordt.

Functioneren

Luchtgordijnen verminderen energieverlies indien de deur open staat, creëren een behaaglijk binnenklimaat en voorkomen koude tochtstromen. Een luchtgordijn kan ook gebruikt worden om het binnendringen van insecten, uitlaatgassen en stof te verminderen.

Toepassingen

Om onnodig energieverlies en tochtverschijnselen bij een open deur te voorkomen. Zie Figuur 6 voor het verschil van warmteverlies. Onder normale omstandigheden blijft 80% van de

verwarmingscapaciteit van het luchtgordijn in de winkel. In kleine winkels kan een luchtgordijn tevens voor de volledige verwarming van de ruimte zorgen. Gezien deze vermindering van

verwarmingscapaciteit van de radiatoren, kan een waterverwarmend luchtgordijn vaak op een bestaande ketel worden aangesloten.

Figuur 6 Luchtstromingen bij een open deur, zonder en met luchtgordijn.

Type

Er zijn diverse type luchtgordijnen. Van onderhoudsarme, industriële tot design luchtgordijnen. Er zijn waterverwarmende, elektrisch verwarmen en luchtgordijnen die naast verwarmen ook kunnen koelen.

Voordelen

Houdt de warmte of koelte binnen of juist uit de ruimte. Voorkomt tochtklachten. Houdt insecten, stof en uitlaatgassen buiten.

Nadelen

Energieverlies door de open deuren.

Luchtbehandelingkast (LBK)

Een luchtbehandelingkast zorgt voor een geconditioneerde lucht in het gebouw.

Functioneren

Een LBK wordt opgebouwd uit verschillende secties. De volgende standaardelementen zijn daarvoor ontwikkeld: Zie Figuur 7.

- De aanzuigsectie: voor de aanzuiging van buitenlucht.

- De mengsectie: met luchtkleppen voor het mengen van buitenlucht en recirculatie. Dit kan ook plaats vinden d.m.v. een warmtewiel of wisselplaat om de aangevoerde lucht op te warmen met de af te voeren lucht.

- De filtersectie: voor het filteren van de in te blazen lucht.

- Het heaterelement: een element voor het verwarmen van de lucht.

- Het koelelement: een element voor het koelen en/of ontvochtigen van de lucht.

- De bevochtigingsectie: voor het bevochtigen van lucht in de LBK.

- Het heaterelement: Een tweede element voor het naverwarmen van lucht in verband met de luchttemperatuurdaling die optreedt bij het bevochtigen van de lucht.

- De toevoerventilatorsectie: die de toevoer van de geconditioneerde lucht naar de ruimte verzorgt.

- De geluiddemper: om geluidsoverlast naar de ruimte te voorkomen.

- De retourventilatorsectie om de retourlucht uit de ruimte af te voeren.

- De uitblaassectie: voor het afvoeren van de afgewerkte lucht.

Toepassingen

Luchtbehandelingkasten kunnen in vele afmetingen worden geleverd afhankelijk van de te verplaatsen luchthoeveelheid en afhankelijk van de functies; verwarmen, koelen, etc. In de LBK wordt lucht

geconditioneerd:

- In de winter: Gefilterd, verwarmd, bevochtigt en naverwarmd.

- In de zomer: Gefilterd, gekoeld en ontvochtigd.

Voordelen

Een apparaat voor de complete luchtbehandeling. Veel functies mogelijk. Lage geluidsproductie.

Nadelen

Grote, zware kast. Omvangrijke toevoer en retour kanalen. Indien de LBK binnen geplaatst wordt, zijn er grote aan- en afvoer roosters bij geveldoorvoeren nodig.

Figuur 7 Luchtbehandelingkast

Ventilatie units

Indien er alleen geventileerd hoeft te worden kan een ventilatie unit goed functioneren.

Functioneren

Een ventilatie unit kan de hoeveelheid toevoer en/of afvoer regelen door het toerental van de ventilator in te stellen.

Toepassingen

Er kan gebruik worden gemaakt van een warmte terugwin unit (WTW) om te zorgen dat er minder energie verloren gaat.

Type

Er kan gekozen worden voor natuurlijke aanvoer en mechanische afvoer, mechanische aanvoer en natuurlijke afvoer of mechanische aan- en afvoer.

Voordelen

Hoeveelheid toe- en afvoer van lucht is regelbaar.

Nadelen

Buitendoorgangen nodig voor toe- en afvoer.

Indien er geen WTW wordt toegepast, kan koude buitenlucht in een verwarmde ruimte als tocht worden ervaren.

Figuur 8 Ventilatie-unit

CV

Centrale verwarming (CV) wil niets anders zeggen dan verwarmen vanuit een centraal punt.

Functioneren

Het belangrijkste element in de huidige centrale verwarming is de ketel. De ketel zorgt voor

verwarming van het water dat naar de radiatoren stroomt. Hierbij zijn de aanvoertemperatuur en de hoeveelheid water de maatgevende factoren. Ook voor het warme water voorziening wordt vaak de ketel gebruikt (de combiketel), zie Figuur 9.

Toepassingen

Combi is de mogelijkheid verwarming en warm watergebruik te combineren. Voor de twee typen combiketels geldt dat ze allemaal lucht nodig hebben voor de verbranding. Deze verbranding kunnen we onderverdelen in een open verbrandingssysteem en een gesloten verbrandingssysteem.

Type

Globaal gezien zijn de ketels in twee groepen in te delen:

- HR combiketel (hoog rendement) - VR combiketel (verbeterd rendement) Voordelen

Voor warmte en warmwater tappunt waar continu warm water getapt kan worden (combiketel).

Relatief goedkoop. Er is maar één warmtebron met bijbehorend aan- en afvoerkanaal en één

gasaansluiting nodig. Minder onderhoudskosten, er is maar één toestel. Relatief weinig ruimtebeslag.

Nadelen

De afstand tussen de combiketel en het tappunt is vaak lang, waar lange wachttijden en onnodig water- en energiegebruik het gevolg van zijn.

Figuur 9 Principe werking combiketel

Warmteterugwinningssystemen (WTW)

Indien in de winter uit een gebouw warme lucht mechanisch wordt afgevoerd kan met behulp van een WTW de warmte aan de koude aangevoerde lucht worden overgedragen. Hierdoor hoeft de

aangevoerde lucht minder opgewarmd te worden. In de zomer kan de WTW ook toegepast worden om de warme buitenlucht te koelen met de gekoelde binnenlucht.

Een warmtewisselaar is een apparaat dat warmte van het ene medium (vloeistof of gas) overbrengt naar het andere. Een ideale warmtewisselaar koelt het eerste medium af tot de temperatuur waarmee het tweede medium begon en omgekeerd.

Functioneren en type

De buizenwarmtewisselaar is in de industrie ook bekend onder de Engelse term “shell & tube”. In de meest eenvoudige vorm is het een buis met daaromheen een mantel. Meestal zijn er meerdere buizen in een grote mantel. Het ene medium stroomt dan door de buis en het andere medium door de mantel.

Als er een temperatuurverschil bestaat tussen de twee media, zal warmte van het warme medium naar het koudere medium worden overgedragen.

Een platenwarmtewisselaar, zie Figuur 10, is een specifiek type warmtewisselaar. Een

platenwarmtewisselaar bestaat uit een aantal dunne, geribbelde platen. Deze platen worden tegen elkaar aangedrukt in een frame, waarbij de randen van de platen zijn voorzien van een pakking of waarbij de platen aan de randen aan elkaar worden gelast. Op deze manier ontstaan parallelle

kanalen tussen de platen. Het ene medium (vloeistof of gas) wordt door de even kanalen geleid, terwijl het andere medium door de oneven kanalen wordt geleid. Als er een temperatuurverschil bestaat tussen de twee media, zal warmte door de platen heen van de warme vloeistof of gas naar de koudere vloeistof of gas worden overgedragen. Platenwarmtewisselaars kunnen worden gebruikt om media te verwarmen of te koelen, om vloeistoffen te verdampen en om dampen te condenseren.

Voordelen

De verse lucht is al deels opgewarmd/gekoeld wat energie/geld bespaart.

Nadelen

Grote apparaten. Er zijn aan- en afvoer kanalen en roosters nodig. Extra investering die terugverdiend moet worden.

Figuur 10 Principe warmtewisselaar

11.2. Wat zijn de kosten van klimaatinstallaties in de retailsector?

De kosten van de klimaatinstallatie zijn een belangrijke factor. De opdrachtgever is degene die uiteindelijk beslist welke klimaatinstallatie er komt. De opdrachtgever kiest vaak op basis van kosten.

De factor kosten is echter niet simpelweg af te leiden van de aankoopprijs van een installatie.

De kostprijs van losse onderdelen zijn te verkrijgen in de prijscatalogussen of op internet. Zo beginnen de prijzen voor een warmtepomp (binnen- en buitendeel) rond de €3.000, -. Maar de prijs voor het installeren, leidingen aanleggen, vullen, apparaat in werking stellen zijn zeer situatie afhankelijk. Om de prijs daarvan te kunnen inschatten zijn er diverse gesprekken gevoerd met installateurs en

vertegenwoordigers. Deze hanteren kengetallen per m² vloeroppervlak of per m³/h ventilatielucht. Aan de hand van deze kengetallen zijn de investeringskosten berekend voor het model.

In veel gevallen wordt bij het afwegen van de kosten gekeken naar de investeringskosten. Maar een goede investering kan zichzelf terug verdienen door lagere exploitatiekosten. Daarom zijn voor dit model ook de exploitatiekosten meegerekend.

Investeringskosten

In het digitale model worden de prijzen ‘achter de schermen’ berekend. Om inzicht te geven hoe deze prijzen zijn berekend zijn hier enkele prijzen/kengetallen en een voorbeeld beschreven.

Kengetallen:

Apparaat Prijs

LBK €4,70 per m³/h ventilatie Warmtepomp €350,- per kW vermogen Koelunit €300,- per kW vermogen WTW unit €3,00 per m³/h ventilatie

Bij een warmtepomp wordt standaard €1500,- gerekend voor het installeren, leidingenwerk en het apparaat in werking stellen, hier komt dan het vermogen wat noodzakelijk is in kW * €350 bij. Voor een koelunit daarentegen wordt €1000,- geteld en komt er €300 per kW koelvermogen bij.

Voor sommige apparaten zijn vaste prijzen die gehanteerd worden. Dit is gebaseerd op kostprijs van de producten en gemiddelde installatie kosten.

Apparaat Vaste prijs

Boiler €350,-

Luchtgordijn €2500,-

Ventilatie unit €500,-

CV-ketel €4500,-

CV combi ketel €5000,-

Bij deze kengetallen en vaste prijzen komen de prijzen voor de nutsaansluitingen, indien niet aanwezig.

Aansluitingen Vastrecht

Elektriciteit €720,- + €24,- per jaar 1x 40 ampère of 3 x 25 ampère Elektriciteit €870,- + €24,- per jaar 3x 40 ampère of 3 x 50 ampère Elektriciteit €1.040,- + €24,- per jaar 3x 63 ampère of 3 x 80 ampère Gas €700,- + €30,- per jaar

Water €900,- + €70,- per jaar

Over het totaalbedrag wordt een marge van 10% geteld, aangezien installateurs dit ook doen voor onvoorziene kosten, tekenkosten en winstpercentage.

Exploitatiekosten

Deze exploitatiekosten zijn berekend op gemiddeld aantal draaiuren voor een winkel die 52 weken per jaar, 6 dagen per week, 9 uur per dag geopend is. Daar zijn 120 extra uren bijgeteld voor de

koopavonden en koopzondagen.

Voorbeeld

Voor een winkel van 300m² en 20 personen bezetting met een warmtepomp, luchtgordijn en WTW unit wordt gerekend:

Benodigde ventilatielucht 1000 m³/h

Vermogen om te verwarmen 20 kW

Vermogen om te koelen 25 kW

Investeringskosten:

Warmtepomp : €1500 + ( 20 * €350 ) = € 8.500,- WTW unit : 1000 * €3,- = € 3.000,-

Luchtgordijn : = € 2.500,-

Electra aansluiting : = € 870,-

Totaal = €14.870,-

Plus 10% marge = €16.357,-

Exploitatiekosten:

Deze zijn berekend op draaiuren. Doordat er een WTW-unit wordt toegepast wordt het aantal

draaiuren dat de warmtepomp moet verwarmen aanzienlijk minder. In plaats van 1500 vollast uren zijn er nog maar 300 vollast uren. Het vermogen wat geleverd moet worden wordt gedeeld door de COP waarde van de warmtepomp, gemiddeld is deze 3.8. Dit wordt vermenigvuldigd met 0.1, de prijs voor elektra.

Het aantal vollast uren voor koelen is zonder WTW 1000 uren. Het gebruik van een WTW unit heeft minder effect op het koelen, gezien de luchtvochtigheid. Het aantal vollast uren voor koelen met gebruik van een WTW komt daarom op 700 uren. Het vermogen wat geleverd moet worden wordt gedeeld door de E.E.R. waarde van de warmtepomp, gemiddeld is deze 3.65. Dit wordt

vermenigvuldigd met 0.1, de prijs voor elektra.

De WTW-unit dient tevens als ventilatie-unit en draait continu, wat op 8760 draaiuren per jaar komt.

Dit wordt vermenigvuldigd met het verbruik van de unit en de elektra prijs.

Voor het luchtgordijn worden 1040 draaiuren geteld, dit maal het vermogen en de elektra prijs.

Dit levert de som:

( 300 * ( 20 kW / 3.8 ) * 0.1 ) + ( 700 * ( 25 kW / 3.65 ) * 0.1 ) + ( 8760* 0.3 * 0.1) + ( 1040 * 4 * 0.1)

= € 1.314,-

Terug verdien tijd

In dit voorbeeld is gerekend met een WTW unit. Indien er geen WTW unit wordt toegepast maar een ventilatie unit scheelt dit: € 3.300,- (investering WTW) – € 550,- (investering ventilatie-unit) = € 2.750,- Het verschil in investering van € 2.750,- wordt terugverdiend door het verschil in exploitatie kosten.

Indien er geen WTW unit maar een ventilatie unit wordt toegepast wordt er gerekend met 1500 vollast uren voor het verwarmen en 1000 vollast uren voor het koelen. Het verbruik van een ventilatie-unit is iets minder dan het verbruik van een WTW-unit.

Dit levert dat de volgende som:

( 1500 * ( 20 kW / 3.8 ) * 0.1 ) + ( 1000 * ( 25 kW / 3.65 ) * 0.1 ) + ( 8760 * 0.2 * 0.1) + ( 1040 * 4 * 0.1 )

= € 2.064

Het verschil in investering wordt gedeeld door het verschil in exploitatiekosten:

€ 2.750,- / ( € 2.064,- - € 1.314,- ) = 3.7 jaar

11.3. Welke combinaties van klimaatinstallaties zijn er in de retailsector mogelijk?

Binnen het onderzoek ontbraken gegevens na de literatuurstudie. Voornamelijk de technische gegevens welke voor het onderzoek nodig zijn, waren niet makkelijk te vinden. Daarom waren er gesprekken met installateurs gepland met de doelstelling zo de technische gegevens te krijgen.

Zo was het onduidelijk welke apparaten samen gebruikt kunnen worden. In principe kan elke

combinatie gemaakt worden maar dit is niet altijd efficiënt gezien de investerings- en exploitatiekosten.

Zo zijn er diverse apparaten die los van elkaar naar verhouding ongunstiger presteren dan in combinatie met andere apparaten.

Een voorbeeld daarvan is een elektrisch verwarmd luchtgordijn:

Een luchtgordijn kan water of elektrisch verwarmd zijn. Indien er gebruik wordt gemaakt van een warmtepomp is het voor de investeringskosten gunstig om te kiezen voor een elektrisch verwarmd luchtgordijn, omdat er dan geen warmwater bron (CV) geleverd hoeft te worden. Het verbruik van een elektrisch verwarmd luchtgordijn is hoger dan een water verwarmd luchtgordijn. Maar indien er verwarmd en gekoeld moet worden en een luchtgordijn vereist is, kan dit doormiddel van een CV, koelunit en water verwarmd luchtgordijn. Deze combinatie is niet gunstig voor de investerings- en exploitatiekosten ten opzichte van een warmtepomp en elektrisch verwarmd luchtgordijn.

11.4.

11.4.1. Hoe kan men het keuzetraject van klimaatinstallaties in de retailsector schematiseren?

Om de benodigde gegevens voor de keuze te verzamelen is een model opgesteld. In 14 stappen worden de gegevens verzameld en daarna verwerkt tot een keuze of een combinatie van keuzes.

Binnen deze stappen worden vaste waarden gegeven waar tussen de opdrachtgever kan kiezen. Bij verschillende stappen zijn meerdere mogelijkheden mogelijk. Bij enkele stappen komt een extra vraag indien de opdrachtgever voor deze optie kiest, bijvoorbeeld bij stap 4 kan er indien de opdrachtgever voor koelen kiest, gekozen worden tussen topkoeling of ruimte koeling.

STAP 1

Keuze oppervlakte

50 m² 100 m² 150 m² 200 m² 250 m² 300 m²

STAP 2

Keuze bezetting

5 pp 10 pp 15 pp 20 pp 30 pp 50 pp

STAP 3

Keuze noodzakelijke functies Meerdere mogelijkheden mogelijk

Ventileren Verwarmen Koelen Bevochtigen Warmwatertappunt (WWTP)

STAP 4

Keuze aanwezige apparaten Meerdere mogelijkheden mogelijk

Luchtbehandelingkast Koelunit CV Ventilatie-unit Luchtgordijn Warmtepomp Boiler WTW Natuurlijke ventilatie

STAP 5

Keuze aanwezige aansluitingen Meerdere mogelijkheden mogelijk

Collectieve bron Water Gas Electra

STAP 6

Keuze opties Meerdere mogelijkheden mogelijk

Individueel regelbaar Luchtgordijn WTW Flexibel

STAP 7

Keuze situering % glas Meerdere mogelijkheden mogelijk

% glas Z % glas O % glas W % glas N

% glas Z-O % glas Z-W % glas N-W % glas N-O

STAP 8 Keuze gebouw

Lichte bouw Middelzware bouw Zware bouw

STAP 9

Keuze buitengevels

1 gevel 2 gevels 3 gevels 4 gevels

STAP 10

Keuze zonwering

Wel Niet

STAP 11

Keuze opwarmtijd

Wel Niet Binnen 1 uur

STAP 12

Keuze max. toelaatbaar geluid

30 dB(A) 40 dB(A) 60 dB(A) 80 dB(A)

STAP 13

Keuze armaturen

Weinig Gemiddeld Veel aantal armaturen per m²

STAP 14

Keuze opstelling Meerdere mogelijkheden mogelijk

Buiten opstelling

mogelijk

Wanddoorvoer mogelijk.

Dakopstelling

mogelijk Verlaagd plafond Verhoogde vloer

Einddoel

Na stap 14 wordt er gerekend met de ingevoerde gegevens. Aan de hand van deze gegevens worden mogelijke opties of combinaties voorgesteld.

Per optie/combinatie zal de aanschafprijs en de gemiddelde exploitatie kosten per jaar gegeven worden. Zo ontstaat er een helder beeld wat de mogelijkheden zijn, welke prijs hier bij hoort en dat een hogere investering kan leiden tot lagere exploitatie kosten. Met deze gegevens wordt dan ook de terugverdientijd van de investering berekend. De keuze is dan aan de opdrachtgever.

Figuur 11 Mogelijke optie

Figuur 11 toont hoe zo een mogelijke keuze weergegeven wordt.

11.4.2. Het keuzetraject

De onderzoeksvraag 4 is nu deels beantwoord. De schematisering is er maar moet verder worden uitgewerkt. Dit is zo breed, gezien de vele mogelijke keuzes in het schema. Aan de hand van de keuzes moet gerekend worden en komt er een of een combinatie van meerdere apparaten uit.

Met stap 1 en 2 wordt niet meteen gerekend.

Stap 3 Keuze noodzakelijke functies Ventileren

Na stap 2 is de oppervlakte en persoonsbezetting bekend. Aan de hand hiervan wordt de

ventilatiebehoefte berekend conform de bouwbesluit eisen. Aangezien dit de minimale eisen zijn, wordt er in het model met een ruimere norm gerekend.

Minimum eisen conform bouwbesluit Bezettingsgraad Gebruiksopp.

per persoon Minimaal ventileren

B1 > 0,8 - 2 m² 4,8 dm³/s = 17,3 m³/h per m² B2 > 2 - 5 m² 1,9 dm³/s = 6,8 m³/h per m² B3 > 5 - 12 m² 0,8 dm³/s = 2,3 m³/h per m² B4 > 12 - 30 m² 0,5 dm³/s = 1,8 m³/h per m²

m² Personen Bouwbesluit Model

50 5 B3 115 m³/h 250 m³/h

100 B4 180 m³/h 500 m³/h

150 B4 270 m³/h 500 m³/h

200 B5 360 m³/h 500 m³/h

250 B5 450 m³/h 750 m³/h

300 B5 540 m³/h 750 m³/h

50 10 B2 340 m³/h 500 m³/h

100 B3 230 m³/h 500 m³/h

150 B3 345 m³/h 500 m³/h

200 B4 360 m³/h 500 m³/h

250 B4 450 m³/h 750 m³/h

300 B4 540 m³/h 750 m³/h

50 15 B2 340 m³/h 500 m³/h

100 B3 230 m³/h 500 m³/h

150 B3 345 m³/h 500 m³/h

200 B4 360 m³/h 500 m³/h

250 B4 450 m³/h 750 m³/h

300 B4 540 m³/h 750 m³/h

50 20 B2 340 m³/h 750 m³/h

100 B2 680 m³/h 750 m³/h

150 B3 345 m³/h 750 m³/h

200 B3 460 m³/h 750 m³/h

250 B4 450 m³/h 1000 m³/h

300 B4 540 m³/h 1000 m³/h

50 30 B1 865 m³/h 1000 m³/h

100 B2 680 m³/h 1000 m³/h

150 B2 1.020 m³/h 1250 m³/h

200 B3 460 m³/h 1250 m³/h

250 B3 575 m³/h 1500 m³/h

300 B3 690 m³/h 1500 m³/h

50 50 B1 865 m³/h 1500 m³/h

100 B1 1.730 m³/h 1500 m³/h

150 B2 1.020 m³/h 1500 m³/h

200 B2 1.360 m³/h 1500 m³/h

250 B2 1.700 m³/h 2000 m³/h

300 B3 690 m³/h 2000 m³/h

Voor de warmtetransmissie en warmtelast berekening is de ruimte bepaling van belang.

In dit onderzoek wordt gerekenend met vierkante ruimten.

Ruimten bepaling Vierkante ruimten m² Breed Diepte Hoogte m³

50 7,1 m 7 m 3 m 150

100 10 m 10 m 3 m 300

150 12,5 m 12 m 3 m 450 200 14,2 m 14,1 m 3 m 600 250 16 m 15,6 m 3 m 750 300 17,3 m 17,3 m 3 m 900 Verwarmen

Voor het berekenen van het vermogen wat nodig is voor het verwarmen, is een warmtetransmissie berekening opgesteld. Binnen dit onderzoek is de binnentemperatuur maximaal te verwarmen tot 22°C, indien het buiten -7°C. De transmissiewarmteverlies berekening is in de bijlage opgenomen en in een PHP script verwerkt zodat het digitale model met de ingevoerde waarden kan rekenen.

Koelen

Voor het berekenen van het vermogen wat nodig is voor het koelen, is een warmtelast berekening opgesteld. Er kan gekozen worden tussen topkoeling, 3°C koelen ten opzichte van de

buitentemperatuur, en ruimte koeling, 7°C koelen ten opzichte van de buitentemperatuur. De koellast berekening is in de bijlage opgenomen en in een PHP script verwerkt zodat het digitale model met de ingevoerde waarden kan rekenen.

Luchtvochtigheid

Een persoon voelt geen verschil tussen of de relatieve luchtvochtigheid 40 of 60% is. Komt de relatieve luchtvochtigheid onder de 30% of boven de 70%, dan ontstaan er klachten. Onder de 30%

ervaren mensen als droge lucht. Er ontstaan klachten over droge ogen en keel. Boven de 70% vindt er grotere bacteriële ontwikkeling en condensatie op koude oppervlakken plaats.

De berekening om de noodzakelijke hoeveelheid bevochtiging uit te rekenen is:

(([ventilatievoud m³/h] * 1.20)/1000) * (6.7 - 1.5)) = kg/h.

Deze berekening is opgenomen in het PHP script.

Warmwatertappunt

Het kan noodzakelijk zijn dat er een warmwater tappunt is. Binnen dit onderzoek is er keuze tussen CV combi of een close-in boiler.

Stap 4 Keuze aanwezige klimaatinstallaties

Een aanwezige klimaatinstallatie kan de investeringskosten verlagen door effectief hergebruik van de aanwezige klimaatinstallatie. Daarom is er in dit model ook de mogelijkheid om aan te geven of er aanwezige installaties zijn. Er wordt aangenomen dat deze installaties voldoen aan de capaciteit. Dit geeft geen investeringskosten voor de installatie. Indien een apparaat aanwezig is komen in het model nog 2 of 3 vragen extra in beeld. Of de aanwezige installatie verplaatst moet worden en bijv. de CV een warmwatertappunt heeft (combiketel).

Luchtbehandelingkast

Indien een luchtbehandelingkast aanwezig is kan er worden aangegeven of de kast verplaatst moet worden.

Koelunit (Uitgaande van een buitendeel en een binnendeel met bediening)

Indien een koelunit aanwezig is kan er worden aangegeven of de units verplaatst moeten worden.

CV

Indien een CV aanwezig is kan er worden aangegeven of de CV verplaatst moet worden en of er een mogelijkheid is tot een warmwatertappunt.

Ventilatie-unit

Indien een ventilatie-unit aanwezig is kan er worden aangegeven of de unit verplaatst moet worden.

Natuurlijke ventilatie

Natuurlijke ventilatie wordt als noodzakelijk gezien als er geen mechanische ventilatie is vereist en er voor natuurlijke ventilatie is gekozen bij stap 3. Indien niet aanwezig, dan wordt dit als opmerking gegeven. Hier wordt geen prijs aan gekoppeld.

Luchtgordijn

Indien een luchtgordijn aanwezig is kan er worden aangegeven of het luchtgordijn verplaatst moet worden en of het een water of elektrisch verwarmd luchtgordijn is.

Warmtepomp (Uitgaande van een buitendeel en een binnendeel met bediening)

Indien een warmtepomp aanwezig is kan er worden aangegeven of de units verplaatst moeten worden. Ook kan er aangegeven worden welk type warmtepomp het is, of het een lucht/lucht, water/lucht of water/water warmtepomp is.

Boiler

Indien een boiler aanwezig is kan er worden aangegeven of de boiler verplaatst moet worden.

WTW

Indien een WTW-unit aanwezig is kan er worden aangegeven of de WTW-unit verplaatst moet worden.