VENTILATIE EN KLIMATISATIE  
Install Magazine 987 – november 2022

Slim ontwerp van ventilatiesystemen

Flux50 project voor optimalisering ontwerpmethodes

Het belang van een goede binnenluchtkwaliteit moet niet meer worden aangetoond, zeker met de coronapandemie in gedachten. Maar goed ventileren is meer dan massaal verse lucht binnen brengen. Het moet ook efficiënt gebeuren, met aandacht voor andere aspecten, zoals geluid en tocht. Een dergelijke ontwerpmethode ontbreekt echter tot nu toe. Met het project Towards Smart Ventilation in Mid-Sized Buildings wil Flux50 daar verandering in brengen.

Brede opzet

Flux50 is de koepelorganisatie die Vlaanderen op de kaart moet zetten als een regio voor slimme energie. Het ontwikkelen van slimme ventilatiesystemen past in deze opzet. Het project wordt ondersteund door Vlaio in het kader van strategisch basisonderzoek. Dat komt erop neer dat er vooral basisconcepten worden ontwikkeld, die in een latere fase worden vertaald naar concrete toepassingen door de industrie. Het onderzoeksteam groepeert vijf kennisinstellingen: KU Leuven, Universiteit Gent, Universiteit Antwerpen, TU Eindhoven en WTCB. Daarnaast is er een gebruikersgroep, die bestaat uit zowel fabrikanten en software-experts als sectororganisaties. KU Leuven verzorgt de coördinatie en staat in voor de contacten met Vlaio en de gebruikersgroep.

Prestatie bepalen

De onderzoeksopzet bestaat uit twee grote delen. Een eerste is om een nieuwe maatstaf voor de beoordeling van prestaties van ventilatiesystemen te ontwikkelen. Aan de hand daarvan kunnen dan verschillende concept vergeleken worden. Een tweede stap is om tot een ontwerpmethode te komen om dat concept om te zetten in een concreet tracé met ventilatiekanalen, toevoer- en afvoeropeningen enzovoort. Behalve literatuur- en labo-onderzoek, zijn er ook case studies van uiteenlopende types gebouwen: leslokalen, appartementen, een woonzorgcentrum en een kantoor.

Wat de beoordeling van de prestaties betreft, gebruikt het onderzoeksteam een veel bredere aanpak dan de huidig gangbare, die zich doorgaans beperkt tot de standaard klassen voor binnenluchtkwaliteit (IDA). Zo betrekt het team er ook aspecten bij zoals akoestiek, energieverbruik, temperatuur, gezondheid, slaapcomfort en gebruikerstevredenheid. Een speciale aandacht gaat ook uit naar de veerkracht van het systeem, met andere woorden: hoe vlot de luchtkwaliteit zich kan herstellen van een externe schok, zoals een stroomonderbreking.

Het is niet eenvoudig om al die verschillende aspecten in een kengetal te vatten. Als basiseenheid koos het team daarom voor de ‘disability adjusted life years’ (DALY), de maat die de Wereldgezondheidsorganisatie gebruikt om de impact van ziektes en aandoeningen weer te geven. Het voordeel van deze aanpak is dat DALY’s nu al breed in de gezondheidszorg worden toegepast om de maatschappelijke kost van beleidskeuzes te becijferen. In dit kader wordt er een geldwaarde toegekend aan een DALY. Door die eenheid te gebruiken voor de ventilatiesystemen kan men de algemene maatschappelijke kosten becijferen van de verschillende ontwerpen.

Zo kan de gezondheidswinst van een goede binnenluchtkwaliteit zichtbaar gemaakt worden. In de huidige investeringslogica is een ventilatiesysteem vooral een kost, en worden installaties ontworpen om aan de eisen te voldoen met een zo laag mogelijke materiaalkost. De positieve aspecten en lange-termijnseffecten blijven onzichtbaar. Door de criteria open te trekken en de prestaties uit te drukken als gezondheidswinst, wordt kan men een concreet bedrag plakken op de winst door een goed binnenklimaat. In de verdere toekomst kan men deze score dan meenemen in de normering, of in beoordelingsmethodes voor gebouwen. Hiervoor rekent men met name op de inbreng van het WTCB.

Ontwerpmethode

Het tweede grote deel van het project is om een ontwerpmethode te ontwikkelen die het concept vertaalt in een concreet tracé. De gebruikelijke methodiek houdt immers slechts rekening met een beperkt aantal parameters. De nieuwe ontwerpsoftware zal werken vanuit een totaalaanpak. Het is de bedoeling om het ontwerpproces in grote mate te automatiseren om zo tot optimale oplossingen te komen. Er is heel veel kennis in de sector aanwezig, maar die blijft verspreid, zodat iedereen blijft ontwerpen vanuit hun eigen ervaring. Dat levert wel goede ontwerpen op, maar die individuele aanpak is weinig efficiënt. Door de ervaring te bundelen in een algoritme, komt men sneller tot goede resultaten, ook in uiteenlopende omstandigheden. Gezien het project beperkt is tot basisonderzoek, is het nog niet de bedoeling om tot een direct bruikbaar instrument te komen. Het wordt eerder een ontwerpfilosofie, die aan de basis kan liggen van een ontwerppakket.

Valorisatie door de industrie

De inzichten en methodes moeten dan in concrete toepassingen worden omgezet door de sector. Dat is in de eerste plaats de opdracht van de gebruikersgroep opgericht, die de diverse spelers uit de hele waardeketen omvat. Flux50 vormt de verbinding tussen het onderzoek en de industrie, om ervoor te zorgen dat er concreet bruikbare systemen op de markt komen. Het onderzoek zal resultaten opleveren op verschillende vlakken, zoals methodes voor ontwerp en dimensionering, regelsystemen voor ventilatie-installaties, componenten en toestellen, en ook aangepaste diensten om de goede werking over langere termijn te garanderen. In eerste instantie moet dat Vlaamse bedrijven wapenen om in te spelen op de vraag naar slimme ventilatiesystemen. Het belang van de problematiek is echter breder, en alles wijst erop dat de resultaten ook op een grotere schaal zullen kunnen worden ingezet. Door de deelname van TU Eindhoven heeft het project al een internationale dimensie.

Door Alex Baumans

Foto’s: KU Leuven

https://flux50smartvent.weebly.com/