Kennis

Efficiënt ventileren

Efficiënt ventileren. Laatst las ik in het facilitair journaal twee publicaties over de kwaliteit van het binnenklimaat. Hierin werd aangegeven hoe belangrijk een goed binnenklimaat is voor het welzijn van de mens en dat hoe beter het binnenklimaat is hoe beter de prestaties worden.

Dit geldt dan bijvoorbeeld voor de mensen in kantoren en op scholen. Deze soort publicaties lees je niet alleen op deze site maar kom je eigenlijk op veel andere site en media ook tegen. Vooral nu tijdens deze pandemie, waarin er gevraagd wordt nóg meer te gaan ventileren. Hiermee wordt bedoeld; meer lucht door het gebouw blazen en zo vaak mogelijk de ramen te openen. Niemand zit te wachten om bij een open raam te zitten in de winter. Terwijl we in veel van die gebouwen een uitgebreid luchtbehandeling-systeem hebben, dat ervoor zou moeten zorgen dat de luchtkwaliteit in de gebouwen in orde is. En als we kijken naar het energiegebruik zijn de luchtsystemen de grootste gebruikers. De verlichting is bijna overal led, de pc’s zijn allemaal laptops geworden en de monitoren gebruiken nog maar een fractie van de oude TV schermen. De verwarming is ingeruild voor Warmte Koude Opslag (WKO) met warmtepompen. Voor de koeling in de zomer zijn de koelmachines op het dak ingeruild voor koude uit een WKO. Alleen de ventilatie is nog steeds uit de vorige eeuw. We monteren een paar wervelroosters in het plafond en zuigen de lucht weer plenair af via het verlaagde plafond. Met als resultaat een CO2 gehalte in de scholen die ruim iedere norm overschrijdt, als je dit zou meten op de hoogte waar de leerlingen de lucht inademen. De temperaturen in de gebouwen blijven ver achter, terwijl het energiegebruik alsnog heel hoog is. Hoe kunnen we er met z’n allen er voor zorgen dat dit wel goed gaat werken?

Wat gaat er fout met de ventilatie?
Waarom hebben we het alleen over meer ventileren? Om hier een antwoord op te krijgen, moeten we eerst weten wat er aan de hand is met de huidige oplossingen. Als we weten wat de oorzaak is, is het niet zo moeilijk om het anders te gaan doen, met efficiënter ventileren, liefst met de ramen dicht. Niemand gaat beter presteren als zij of hij naast een open raam zit als het buiten vriest, het regent of zo hard waait dat alles van je tafel vliegt. Daarnaast zal met minder lucht zowel het stroomverbruik door de ventilatoren sterk afnemen, als ook de energie die we afvoeren met ventileren.

Om achter het probleem te komen, moeten we weten hoe de lucht zich door een ruimte begeeft en hoe (idealiter) een wervelrooster werkt. Dit type rooster is zo ontworpen dat hij de lucht langs het plafond blaast om zodoende een grotere afstand af te leggen. Dit wordt de worp van een rooster genoemd. Doordat de lucht weggeblazen wordt, ontstaat onder het rooster een kleine onderdruk die de vervuilde lucht uit de ruimte opzuigt en mengt met de verse lucht, dit een mengsysteem genoemd. Omdat de lucht die ingeblazen wordt ook weer uit de ruimte moet, worden in het verlaagde plafond roosters geplaatst waar de lucht afgezogen wordt. De wervelroosters worden verdeeld in dit plafond en de afzuigroosters worden daar tussen in geplaatst. Hierdoor ontstaan er twee problemen. Als eerste wordt het effect van het wervelrooster verstoord waardoor het aanzuigen onder het rooster veel minder wordt. Ten tweede wordt de ingeblazen lucht die zich langs het plafond verplaatst direct afgezogen. Doordat het aanzuigen van de lucht onder het rooster afneemt, zal ook de verversing van deze ruimte afnemen, dit wordt ook wel het kortsluiten van een luchtstroom genoemd. De lucht die direct afgezogen wordt, zal niet bijdragen aan het verwarmen of koelen van de ruimte. Bovenstaande geldt niet alleen voor wervelroosters, maar in het algemeen als de aanvoer en afvoer te dicht bij elkaar geplaatst zijn.

Nu we weten hoe dit probleem zich openbaart, kan er aan een oplossing gewerkt gaan worden.

De meeste mensen hebben wel eens in een vliegtuig gezeten.  We zitten dan met meer dan 100 mensen in een smalle buis (de cabine). En wonder boven wonder is de luchtkwaliteit daar vele malen beter en schoner dan in de gebouwen waarin we ons begeven. Waarin zit nu dit verschil? Het antwoord is dat in een vliegtuig de lucht verdrongen wordt i.p.v. gemengd. In een vliegtuig komt via een lijnrooster, van voor naar achter in het plafond, de verse lucht de cabine in en wordt via roosters bij de voeten weer afgezogen. 

Hierdoor wordt alle vervuiling zoals fijnstof, CO2 en virussen verdrongen naar onze voeten, om daar afgezogen en afgevoerd te worden. Er is dus geen menging en er is geen kortsluiting van de luchtstroom, dit in tegenstelling van wat er in gebouwen gebeurd.

Bij het juiste ontwerp is dit ook mogelijk in kantoren en scholen. Er zijn al leveranciers die hier een oplossing voor hebben. Zij blazen de lucht in de ruimte via de vloer en zuigen hem weer plenair af via het plafond. Een ander voorbeeld zijn klimaatplafonds die heel langzaam de lucht over een groot oppervlakte inblazen, maar dan moet je wel de lucht afzuigen langs de vloer. Met een rookproef zou te zien zijn dat de rook gelijkmatig door de gehele ruimte omlaag komt, vergelijkbaar als in de cabine van een vliegtuig.

Bij het juiste ontwerp is dit ook mogelijk in kantoren en scholen. Er zijn al leveranciers die hier een oplossing voor hebben. Zij blazen de lucht in de ruimte via de vloer en zuigen hem weer plenair af via het plafond. Een ander voorbeeld zijn klimaatplafonds die heel langzaam de lucht over een groot oppervlakte inblazen, maar dan moet je wel de lucht afzuigen langs de vloer. Met een rookproef zou te zien zijn dat de rook gelijkmatig door de gehele ruimte omlaag komt, vergelijkbaar als in de cabine van een vliegtuig.

De grootste voordelen van verdringing zijn:

  • Geen menging van vervuilde lucht;
  • De hoeveelheid lucht kan met meer dat 50% verlaagd worden;
  • Het energiegebruik van de ventilatoren wordt veel lager;
  • De ramen kunnen gewoon dicht blijven;
  • De schoonmaakkosten worden lager omdat stof meegenomen wordt i.p.v. verplaatst;
  • De lucht die we uitademen wordt afgevoerd en we ademen alleen verse lucht in.

De vraag is nu kan het bestaande systeem met menging van de lucht zomaar omgebouwd worden?
Stel we hebben een leslokaal met wervelroosters en een plenaire afzuiging via een verlaagd plafond en we willen dit ombouwen naar een systeem met verdringing van lucht. Als eerste kun je dan de wervelroosters vervangen door het type van de afzuiging. Als dit gebeurd is zorg je ervoor dat de lucht door deze roosters wordt ingeblazen. Er ontstaan dan een soort klimaatplafond. Als je nu ook afzuigroosters op vloerhoogte maakt naar de gang kan de lucht in de ruimte langs de vloer naar de gang worden afgezogen. We hebben nu een systeem gemaakt dat de lucht verdringt. Om te voorkomen dat er in de winter een koudeval ontstaat langs de ramen, kunnen er kleine radiatoren onder de ramen geplaatst worden. Door deze simpele oplossing met relatief lage kosten zal het binnenklimaat sterk verbeteren en ook de energie dalen. Dit moet per locatie bekeken worden.

Nieuwsbank banner