Typ om te zoeken

In the spotlight Techniek

“De mogelijkheden tegen oververhitting van gebouwen gaan tegenwoordig ver voorbij ‘airco’”

Delen

Het gebouw van nucleaire geneeskunde met beplanting op de gevel (UZ Leuven)

Nieuwe bouwmaterialen zoals koelend superbeton, zonwerend glas dat niet langer bruinachtig is maar helder transparant, slimme dag/nachtverluchtingscycli, vergroening en verblauwing van de binnen- en buitenruimte: de mogelijkheden tegen oververhitting van gebouwen gaan ver voorbij ‘airco’. Alles hangt daarbij af van een overkoepelend hittebestendig bouwconcept. Ontbreekt dat, dan is lokaal de HVAC-installatie aanpassen soms de enige optie om de temperatuur tijdens hittegolven op een aanvaardbaar niveau te krijgen. Zorg & Techniek nammat de temperatuur op in twee woonzorgcentra en een ziekenhuis.  


WZC Betlehem: met elke nieuwe bouwfase een koelere klimaatoplossing 

De campus van WZC Betlehem in Herent bestaat uit meerdere recente en minder recente gebouwen en vleugels (woonzorgcentrum en assistentiewoningen). Het nieuwste gebouw werd begin 2021 in gebruik genomen en telt 159 kamers voor 168 bewoners. Elke renovatie of nieuwe bouwfase (sinds 1984) weerspiegelt de op dat moment gangbare binnenklimaatoplossingen: een momentopname van evoluerende klimaattijden. 

“Deze site was oorspronkelijk een acuut ziekenhuis, maar werd omgevormd tot WZC”, zegt Technisch en Facilitair Directeur Walter Coomans. “Het grootste bouwblok dateert van 1958-1959 en werd bij de reconversie in 1984 gerenoveerd. Later kwamen er in fasen nog vier grote nieuwbouwprojecten bij. Goed voor een interessante evolutie, want 30 jaar geleden was koeling praktisch niet aan de orde, terwijl dat in de nieuwste gebouwen een hoofdaandachtspunt werd.” 

Ventilatie D met warmteterugwinning en topkoeling 

De nieuwbouw is een nieuwe beddenvleugel met 159 kamers, volledig uitgerust met een ventilatiesysteem D met warmteterugwinning (WTW) waarmee ook topkoeling wordt gerealiseerd in de kamers voor meer zomercomfort. De leefruimtes hebben vloerverwarming en een koelplafond voor de meest comfortabele afgifte van warmte en koude – geen lokale, inefficiënte koude-eilandjes meer zoals bij immobiele koelaggregaten/airco units.  

Adjunct Technisch en Facilitair Directeur Kenny Malbrecq: “In de fase daarvoor – Blok B, gebouwd in 2011 – is die oplossing er ook al. In de leefruimtes zijn ook daar klimaatplafonds voor een betere koeling. Natuurlijk helpt de constructie van het gebouw zelf ook: per bouwfase werden isolatie en beglazing steeds efficiënter.” 

Autonome zonweringen met zonnesensoren 

“In beide nieuwste gebouwen zijn er per gevel autonome zonneweringen met zonnesensoren en windwachters”, vervolgt Kenny Malbrecq. “De resident kan die zelf bedienen. Als hij of zij naar buiten wil kijken, dan kan de zonnewering omhoog. Schijnt de zon op de gevel, dan gaat de zonwering automatisch naar beneden.” De koelplafonds zorgen voor een gelijkmatige aangename koeling. “Het enige nadeel van de koelplafonds is dat wanneer iemand een balkondeur opent, de koeling stopt om condensatie op de plafonds te vermijden.” 

Ook tijdens hittegolven koeling verzekerd 

“Een extra troef tegen de hitte is dat de buitengevels van de leefkamers beschikken over grote dakoversteken. In de zomer houden die mee de zon buiten.” Een GBS (Johnson Controls) meet permanent de temperatuur in de nieuwbouw van WZC Betlehem. Ook na enkele warme zomers bleek dat er in de nieuwste bouwfases geen extra remediërende aanpassingen nodig waren. Kenny Malbrecq: “Het systeem regelt af op de koelingsvraag. In de nieuwe gebouwen houden we de temperatuur in de leefruimtes goed binnen de perken van de binnenklimaatregelgeving, ook tijdens een hittegolf.” 

Oudere bouwfasen: airco als noodoplossing 

De koeling in het voormalig ziekenhuisgebouw (1984) en in een tussenliggende bouwfase, een vleugel gebouwd in 1998, is een ander verhaal. Walter Coomans: “Buiten extractie in de sanitaire cellen, beschikt het oudste gebouw niet over ventilatie. Bij de reconversie werd dat niet voorzien – koeling werd in die tijd als overbodig beschouwd.” De grote glasgevel – bovendien pal zuid georiënteerd – joeg ondanks de zonwering de temperatuur de hoogte in. “In de leefruimtes hebben we later wel ventilo-convectoren met ijswater geïnstalleerd, afgifte-elementen uitgerust met een ventilator en een warmtewisselaar. Een wondermiddel was dat niet, maar het hielp ons om de temperatuur tijdens de warmere periodes draaglijk te houden.” De vleugel uit 1998 beschikt wel over ventilatie op basis van pulsie-extractie, weliswaar niet met topkoeling op de inblaaslucht. “Ook daar werden koelunits via VRV-systeem geïnstalleerd in de leefruimte. Het binnenklimaatcomfort is er ook niet ideaal, want pal onder de unit wordt het al snel te koud.”  

Oriëntatie en hernieuwbare energiebronnen: sterk omgevingsafhankelijk 

De nieuwste bouwfasen werden zo min mogelijk zuid-noord georiënteerd. “Maar een optimale oriëntatie moet ook passen binnen het BPA en de bouwvergunning. Dat geldt ook voor groen rond de gebouwen. De regelgevende overheid verplicht ons wel om enkele bomen te planten ter vervanging van de verwijderde bomen. Op termijn zullen die bomen meehelpen tegen de hittestress.” 

Op thermisch vlak werden de gebouwen van WZC Betlehem voorzien van condenserende gasketels en aparte gasgestookte ketels. “We hebben in het verleden overwogen om een BEO-veld aan te leggen, maar dan moesten we volgens de berekeningen de boorgaten 100 meter diep maken”, zegt Walter Coomans. “Uit een proefboring bleek dat we milieutechnisch gezien maximum tot 50 meter konden gaan. Omgevingsfactoren beïnvloeden sterk elk plan voor een bepaalde oriëntatie van het bouwconcept of hernieuwbare energiebronnen zoals geothermie.” 

De volgende fase: retrofit hoofdgebouw vanaf 2024 

Het volgende project voor WZC Betlehem is de vernieuwbouw van het voormalige ziekenhuisgebouw dat in 1984 werd gerenoveerd. “De projectaanloop voor een complete retrofit van deze oudste vleugel is nu volop aan de gang. We hebben daar beperkte plafondhoogtes, dus daar zullen de thermische technieken alvast op afgestemd moeten worden”. 


WZC Mariahuis: reversibele warmtepomp en airco binnenunits als noodoplossing   

Bij de bouw van WZC Mariahuis in Gavere werd geopteerd voor ventilatie met decentrale luchtgroepen met warmteterugwinning en frequentiesturing en externe zonwering. Maar na de ingebruikname bleek er een probleem te zijn met overtemperatuur op de hoogste verdieping. In de zomermaanden mag het temperatuurverschil tussen binnen en buiten niet kleiner zijn dan 5 à 6 graden, maar dat was hier niet het geval. 

De ontwerper en bouwheer opteerden destijds niet voor koelbatterijen om de verse buitenlucht te kunnen conditioneren. De inbouw van een DX batterij was technisch niet uitvoerbaar. Door WZC Mariahuis werd als remediëring gekozen voor het plaatsen van een warmtepomp met koeling met directe expansie en plafond airco binnenunits in de gangen. 

Ingreep was noodzakelijk 

Omdat de kamerdeuren praktisch altijd open staan, worden de woonkamers van de bejaarden op lagere temperatuur gebracht zonder er hinder is voor tochtverschijnselen of te koude lucht uitstroomtemperaturen. Sinds de ingreep blijft de ruimtetemperatuur tijdens warme zomermaanden binnen de gestelde grenzen.  

Voor bestaande woonzorgcentra is omwille van bouwkundige beperkingen het plaatsen van actieve koeling met reversibele warmtepomp en airco binnenunits de enig mogelijke oplossing”, besluit Albert Pauwels (technisch adviesbureau Otico) die WZC Mariahuis adviseert. 


UZ Leuven: kwaliteitsvolle buitenruimte helpt tegen hittestress 

Een aangenaam binnenklimaat is licht, zonnig en windluw. Daarbij wordt het belang van koelen veel groter dan dat van verwarmen. Een studie over microklimaat op de campus van UZ Leuven door Daidalos-Peutz (2019) toont het belang van koeling en ventilatie. Intussen zijn we twee jaar verder en maakte Zorg & Techniek met Herman Devriese, diensthoofd preventie en milieu een balans op. Wat werkt en wat niet als het aankomt op binnenklimaat? Hoe worden die principe toegepast op de campus Gasthuisberg?  

Herman Devrieze (Diensthoofd preventie en milieu UZ Leuven)

“Er zijn meerdere studies uitgevoerd over het binnenklimaat op de verschillende delen van de campus. Daaruit konden we waardevolle conclusies trekken”, zegt Herman Devriese. “Eén ervan heeft de betrekking op de dynamiek tussen de gebouwen op het vlak van binnenklimaatcomfort. De campus werd sinds de jaren 70 permanent uitgebreid in meerdere grote bewegingen of fasen, waarbij de laatste fasen van de nieuwbouw de volgende zijn: kritieke diensten met een nieuwe spoedgevallenafdeling (fase IVa), moeder- en kindziekenhuis (fase IVb), ambulant centrum (fase V), psychiatrisch ziekenhuis voor acute psychiatrische zorg (fase VI) en de nieuwe hoofdingang.” 

Zo min mogelijk actief moeten koelen door zoninstraling te vermijden, is een belangrijk aandachtspunt. 

“De laatste studie dateert  twee jaar geleden. Die ging over oudere gebouwen zonder actieve koeling waar we wel ventileren, maar waar we de kwaliteit van die verluchting onvoldoende konden inschatten. Met de steeds warmer wordende zomers moesten we bepalen hoe we daarmee dienen om te gaan. Daaruit bleek dat opwarming door zonnestraling een belangrijke factor is. De lichtinval per m² moet bijgevolg beperkt gehouden worden. Ook zonder direct zonlicht, is er via vensterglas een vrij grote extra instraling waardoor er een ongecontroleerde bijkomende opwarming van het hele binnenklimaat plaats vindt.” 

“Waar wel zonneweringen zijn, is het belangrijk om die juist te gebruiken. Vaak gebeurt dat te laat. Uit de studie blijkt dat gestuurde zonneweringen op basis van de verwachte ingestraalde warmte per vierkante meter op een bepaald tijdstip een oplossing bieden. In oude gebouwen bekijken we nu welke stappen we kunnen nemen om opwarmen te voorkomen zonder actief te moeten koelen.” 

Er is een verschil tussen ventileren (continu de lucht verversen dag en nacht) en verluchten (kortstondig verversen van een grote hoeveelheid lucht). Hoe zit die wisselwerking in jullie plan?  

Optimaal verluchten is een kwestie van gezond verstand”, zegt preventieadviseur Herman DevrieseHet is belangrijk om ook s nachts te ventileren wat ook kan door het openen van de deuren, natuurlijk rekening houdend met brandveiligheid. Overdag moeten op een bepaald ogenblik de ramen dicht. Zonder goede koeling zet je ook de ventilatie ‘s nachts op dagstand. Je gaat minder overdag ventileren, want de lucht die je binnentrekt is dan te warmhet gebouw warmt erdoor opTijdig anticiperen om bepaalde drempels naar beneden te halen, is dus de boodschap.”  

Een bijkomende discussie is dat mensen ziek vrezen te worden door tocht, dus er bestaat ook weerstand tegen frisse luchtWanneer je teveel verlucht, kunnen je slijmvliezen inderdaad meer uitdrogen en word je vatbaarder voor ziektekiemen. Dat klopt absoluut voor niet zo gezonde mensen en bij temperaturen onder de 14 graden. Maar tijdens een hittegolf is dat helemaal geen issue meer. Tocht creëren, heeft dus meer voordelen in een warme omgeving. Sensibilisering over ventileren en verluchten speelt daar een belangrijke rol in.” 

Wat is er concreet gevolgd op de site op basis van die nieuwe inzichten? 

“Dat we op veel plaatsen in de oude gebouwen zonder koeling nu toch een hittegolfregime hebben gebaseerd op nachtventilatie overdag en vice versa. Met extractie werken we alleen nog in de toiletten. Dat kun je geen maanden aan een stuk doen, maar voor een week of twee is dat toch wel goed voor een aantal cruciale graden verschil. In de nieuwe gebouwen werken we wel met koeling en kunnen we de temperatuur voldoende naar beneden krijgen. Alles is altijd een discussie op het snijvlak van gezondheid versus comfort, energiekost en duurzaamheid.”  

Heeft Covid19 iets veranderd aan de ventilatie/verluchtingsplannen? 

De ISO 7730 norm (2005) beschrijft de ergonomie van de thermische omgeving, maar als preventieadviseur is mijn leidraad vooral de wetgeving rond binnenklimaat voor werknemers”, zegt Herman Devriese. “Ik stel vast dat als je die strikt toepast, je al stevig moet verluchten om aan die norm te voldoen. Dan krijg je de discussie hoe ver moet je gaan in je verluchting in vergelijking met ecologie en energiekost, want je jaagt uiteindelijk wel warmte naar buiten. Zeker nu met Covid-19, is extra ventileren een bijkomend punt. Daarvoor werd er nog heel wat lucht gehercirculeerd. Momenteel wordt dat zoveel mogelijk vermeden en gaat warme lucht naar buiten en wordt op te warmen koude lucht naar binnen getrokken.” 

“Het is ook belangrijk hoe de opstelling van de ventilatie geconcipieerd wordt. Eén enkel inblaas- en extractiepunt moet vermeden worden. De opstelling moet zo geconcipieerd zijn dat de luchtstroming zo laminair mogelijk gebeurt. De verdeling moet groot genoeg zijn zodat de snelheid van inblazen en extractie ook op geluidsvlak comfortabel blijft. Ventileren over een breed front vermijdt ook wervelingen die ontstaan wanneer er op bepaalde plekken geen verluchting is en elders te veel.” 

Hoe wordt het binnenklimaatcomfort ervaren door de gebruikers van de site?  

“De bevindingen zijn zeer duidelijk”, zegt Devriese. “We hebben dit jaar op een aantal plaatsen een veiligheidsbarometer afgenomen. Dat is een manier van bevragen in het kader van welzijn op basis van allerlei veiligheid- en welzijnsthema’s. Dat kan gaan over bioveiligheid, ergonomie en binnenklimaat. Bij de resultaten over binnenklimaat kon je afleiden in welk soort gebouw de respondenten zich bevinden: nieuwbouw, jaren 90 of ouder. In één van de gebouwen hebben we de koude afstelling voor het binnenklimaat bijgeregeldHet verschil met het buitenklimaat mag ook niet te groot zijn.”  

“Een omgeving mag ook niet te synthetisch zijn. Er moeten voldoende materialen zijn die kunnen zorgen voor buffering. Dan denk ik niet alleen aan temperatuur maar ook aan luchtvochtigheid via luchtbevochtigers. Bovendien zijn ook planten erg belangrijk. Hoewel die vooral een mentale zuivering zorgen en een goed werkend luchtzuiverings– en verversingssysteem niet kunnen vervangen, toch zorgt groen mee voor een aangenaam binnenklimaat. Ik ben me daar als milieucoördinator zeer bewust van.” 

Welke HVAC-technieken kunnen geschrapt worden door de nieuwe inzichten over koeling en ventilatie? 

“Eén: Kleine splitgroepen kun je vermijden in zorginstellingen, die gaan eruit. Vaak zijn dat remediërende oplossingen voor een fout basisconcept. Met een optimaal plan is daar geen behoefte meer aan. Twee: dankzij een goede isolatie van de bouwschil is er steeds minder verwarming nodig. Omdat ook geventileerde lucht warmte kan geven, worden verwarmingselementen als radiatoren grotendeels overbodig. Ten derde: medische toestellen produceren steeds meer warmte, soms in die mate dat je op een aantal plaatsen zelfs niet meer hoeft te verwarmen. Vanaf het tussenseizoen is koeling sowieso aangewezen. Op termijn moet het energieverbruik van medische toestellen naar beneden, waardoor ze dan ook weer minder restwarmte zullen produceren. Duurzaamheid en energie-efficiëntie zijn grote uitdagingen, zeker in het licht van de Europese Green Deal en de SDG’s (Sustainable Development Goals). Alle maatregelen worden genomen om isolatie en ventilatie te  optimaliseren. Het volgende punt wordt: hoe gaan we de ventilatie en koeling van onze gebouwen verder verduurzamen? 

Kwaliteitsvolle buitenruimte realiseren voor een duurzaam binnenklimaat is ook een belangrijke aanbeveling van de studie van DaidalosPeutz 

“Rond de gebouwen moeten we vergroenen en verblauwen, zodat er geen lucht binnengetrokken wordt rondom hitte-eilanden. Voldoende groen en ruimte tussen de gebouwen kan een groot verschil maken. Op de campus Gasthuisberg werken we bijvoorbeeld  met groendaken. Omdat we op de campus niet oneindig kunnen uitbreiden, moeten we onze bebouwing verdichten. Dan wordt het al moeilijk om bomen rond de gebouwen te plaatsen. Op termijn hoop ik dat verticaal groen zoals groene muren dat voor een groot stuk kunnen invullen. Zo willen we wat betreft hittestress op preventie mikken, en niet op remediëring.”  

Weerstation op het dak: op de daken van campus Gasthuisberg bevinden zich enkele weerstations die het sluiten van de zonwering sturen.

Een technieker aan de luchtfilter

Laat een commentaar na

Your email address will not be published. Required fields are marked *