VENTILATIE EN KLIMATISATIE
Install Magazine 972 – oktober 2020
Ventilatie en binnentemperatuur
Ervaringen en uitdagingen uit Scandinavië
In Scandinavië heeft men al heel wat ervaring met de problematiek van ventilatie in goed geïsoleerde woningen.
Om voldoende lage temperaturen te bereiken in de slaapkamer, kan het noodzakelijk zijn om deze ruimte los te koppelen van het algemene ventilatiesysteem van de woning.
Veelgebruikte systemen voor de recuperatie van vocht en warmte
Door gebruikt te maken van een vochtdoorlatend membraan, kan men zowel warmte als vocht uit de afvoerlucht recupereren.
Waar de problematiek van ventilatie in goed geïsoleerde gebouwen bij ons nog relatief recent is, is in Scandinavië de combinatie van energiezuinige woningen met mechanische ventilatie al langer ingeburgerd. Tevens speelt het klimaat een rol: in de winter brengt men in Noord-Europa meer tijd binnenshuis door, waardoor er in die landen meer aandacht is voor een goede binnenluchtkwaliteit. Door de lage buitentemperaturen hecht men er ook veel belang aan warmteterugwinning. Door de energietransitie krijgen meer en meer landen met deze aspecten te maken. Het Air Infiltration and Ventilation Centre (AIVC), het kenniscentrum rond energie-efficiënte ventilatie binnen het IEA, wijdde dan ook enkele webinars aan woningventilatie, met speciale aandacht voor Scandinavië. Deze webinars werden georganiseerd samen met onderzoeksinstelling Sintef en de universiteit Oslomet. We vermelden enkele punten uit hun conclusies.
Temperatuurregeling wordt een uitdaging
Een eerste vaststelling is dat de binnentemperatuur stijgt naarmate de gebouwen beter geïsoleerd worden. Dat lijkt een evidentie, maar als men weet dat ook in woningen in Scandinavië temperaturen van 22-24°C niet meer ongewoon zijn, dan wordt duidelijk dat er een risico bestaat op oververwarming. Een klassieke oplossing bestaat erin om de ramen open te zetten, maar naarmate de omgeving verstedelijkt, en we dichter bij elkaar gaan wonen, wordt dat minder een optie, onder meer omwille van veiligheid en lawaaihinder. Bovendien blijft het verkoelend effect van natuurlijke nachtventilatie beperkt, en ook intensieve mechanische ventilatie kan maar ten dele een oplossing bieden. We moeten dus de vraag stellen in hoeverre actieve koeling onvermijdelijk zal worden.
Vocht en vraagsturing
In appartementsgebouwen wordt de badkamer veelal in het midden van het gebouw weggestopt. Dat wil zeggen dat er geen mogelijkheden zijn voor natuurlijke ventilatie. Doorgaans zijn deze ruimtes dan ook uitgerust met een vraaggestuurd systeem van mechanische ventilatie. Dat is perfect in staat om de vochtige lucht af te voeren. Een nadeel van een dergelijke aanpak is wel dat het tot vermogenspieken leidt op het elektrisch net. Als men het vocht op korte tijd wil afvoeren, zijn er hoge debieten nodig en dus ook hoge motorvermogens. Gezien de beheerders van elektriciteitsnetten dergelijke vermogenspieken willen vermijden, kan men dus de vraag stellen of men niet beter overschakelt om een ventilatieregime met lagere debieten maar langere looptijden.
Thermische zonering in de woning
Een andere uitdaging is om zones met verschillende temperaturen in een woning te creëren. Concreet gaat het dan in principe om slaapkamers, waar we graag een lagere comforttemperatuur aanhouden dan in de woonkamer. In combinatie met een systeem voor balansventilatie met warmteterugwinning is dat niet altijd eenvoudig. Een typische configuratie is dat de lucht wordt afgezogen in de natte ruimtes, en weer toegevoerd in verblijfsruimtes, waaronder de slaapkamer. Als er echter gebruik wordt gemaakt van warmteterugwinning, zal deze inblaaslucht warmer zijn dan de buitenlucht, wat in vooral in slaapkamers niet altijd comfortabel wordt gevonden.
Men kan het comfort verhogen door een aangepaste regelstrategie, maar het effect blijft beperkt. Een lager gebruik van warmteterugwinning betekent onvermijdelijk ook hogere ventilatieverliezen. Een efficiënte oplossing is dan om de slaapkamer los te koppelen van de rest van het ventilatiesysteem en uit te rusten met een specifieke ventilatie-unit. We denken hier bijvoorbeeld aan een gevelmodel met directe aanzuig en afvoer. Dit kan gecombineerd worden met een betere isolatie van de tussenwanden. Dat laatste is ook gunstig op akoestisch vlak. Nadeel is dan wel dat de installatie duurder en ingewikkelder wordt.
Vochthuishouding
Een ander aandachtspunt voor ventilatiesystemen is de beheersing van de relatieve vochtigheid. Er is een algemene consensus dat men de relatieve vochtigheid best tussen 40 en 60% procent houdt. Dat is de optimale zone voor thermisch comfort. Tevens vermijdt men zo ook problemen met condens- of schimmelvorming, en eventuele negatieve effecten op bouwmaterialen, zoals vervorming van houten elementen en dergelijke.
Voor problemen van te hoge vochtigheid zijn de remedies goed bekend: de binnentemperatuur en/of het ventilatievoud verhogen. Tevens zijn er bouwkundige maatregelen mogelijk om condensproblemen te voorkomen, zoals het elimineren van koudebruggen. In koudere klimaten groeit echter het probleem van een te lage luchtvochtigheid in de winterperiode. De buitenlucht bevat dan weinig vocht, zeker tijdens vorstperiodes, en als die opgewarmd wordt binnen gebouwen, daalt de relatieve vochtigheid dan nog eens extra. Dat laatste effect wordt nog versterkt door de moderne bouwmethodes: naarmate woningen beter geïsoleerd worden, zal de gemiddelde kamertemperatuur stijgen, ook zonder actieve verwarming. Dat kan op zijn beurt tot complicaties met de vochthuishouding leiden.
Mogelijke oplossingen hier zijn om extra vocht binnen te brengen, en/of de kamertemperatuur te verlagen, wat automatisch voor een hogere relatieve vochtigheid zou zorgen. Bij dat laatste zijn er evidente bezwaren van comfort. Tevens is het in goed geïsoleerde woningen met veel interne warmtewinsten niet altijd even eenvoudig om de temperatuur laag genoeg te krijgen.
Vochtrecuperatie
Vanuit ventilatietechnisch oogpunt kan het dus interessant zijn om niet alleen aan warmterecuperatie te doen, maar ook aan vochtrecuperatie. Een standaard tegenstroom warmtewisselaar is daar niet geschikt voor. De binnenkomende en uitgaande lucht wordt gescheiden door platen die doorgaans in een vochtdicht materiaal zijn, zoals metaal of kunststof.
Een courante techniek voor de recuperatie van warmte en vocht is een warmtewiel. In een standaard uitvoering zal het vocht uit de binnenlucht condenseren naarmate de lucht afkoelt. Als dat deel van het wiel in de binnenkomende luchtstroom terecht komt, zal de verse lucht dat vocht opnemen. Dat effect kan versterkt worden met een zogenaamd enthalpiewiel. Daarbij is de oppervlakte van de luchtkanalen voorzien van een absorberende laag. De vochtuitwisseling gebeurt dus niet door condensatie en verdamping, maar door absorptie en desorptie.
Een interessant alternatief voor het enthalpiewiel is een enthalpiewisselaar. Die werkt volgens hetzelfde principe als een kruisstroom of tegenstroom warmtewisselaar die we kennen uit een unit voor balansventilatie. De luchtstromen worden hier echter gescheiden door een membraan in vochtdoorlatende kunststof. Op die manier is er zowel recuperatie van voelbare warmte als van vocht tussen de binnenlucht en de buitenlucht.
Een enthalpiewisselaar heeft een aantal voordelen tegenover een wiel. Zo zijn er geen bewegende delen, en dus ook geen mechanische slijtage. Verder is het effect van de vochtrecuperatie groter. Tenslotte vermijdt men ook de lekkage en de mogelijke vermenging van de luchtstromen, die bij een warmtewiel altijd tot op zekere hoogte zal optreden.
Vochtrecuperatie kan zo bijdragen tot een aangenaam binnenklimaat in de winter, zeker in periodes van droge buitenlucht. Toch is deze aanpak niet helemaal zonder bedenkingen. Een eerste is de hygiëne: men moet erover waken dat er geen microbiële groei optreedt in de wisselaar. Samenhangend daarmee is de kwestie van geurtjes en VOC’s, die samen met het vocht weer in de woning kunnen worden geblazen. Daardoor zou het ventilatiesysteem een van zijn doelen voorbij schieten.
Door Alex Baumans
Figuren: AIVC
