Energie
Partner in bouwteam
iVec Energie is in de loop der jaren gegroeid tot een solide, betrouwbare partner die het bouwteam bijstaat in allerhande adviezen omtrent energie en duurzaamheid. Een uitgebreide en gespecialiseerde rekentechnische achtergrond laat toe gefundeerde adviezen te formuleren voor alle types bouwprojecten.
Dynamische gebouwsimulaties staan hierbij centraal en vormen een cruciale basis om architect, bouwheer en ingenieur technieken te ondersteunen in thema’s als comfort, oververhitting, energieverbruik, daglichtautonomie, hernieuwbare energie, koel -en verwarmingsvermogens, (nacht)ventilatie, energieopslag, …
Vanaf voorontwerp
Het beste resultaat inzake comfort en energie wordt behaald als we van bij de prille voorontwerpfase van het project betrokken zijn. Wandopbouw, inerties, raamopeningen, structurele zonwering, lokaalhoogtes e.a. worden op die manier geoptimaliseerd.
Vaak worden simulaties veel te laat ingezet in de ontwerpfase, waardoor de meerwaarde grotendeels verloren gaat en enkel oog is voor het afvinken van bepaalde lijsten met deliverables.
Dynamische gebouwsimulatie
- Een dynamische gebouwsimulatie is absoluut een meerwaarde in het ontwerp van hedendaagse gebouwen. Voorkom ongewenste problematieken zoals oververhitting, ondermaatse daglichtbeleving, inefficiënte gebouwregeling, overmatige CO2-gehaltes e.a. door tijdig het ontwerp af te toetsen in een dynamische simuilatieomgeving. Neem vanaf het prille voorontwerp gebouwsimulatie ter harte en evalueer elke mogelijke strategie om het gebouwcomfort te verhogen: gebouworiëntatie, compactheid, window-to-wall ratio, zonnewering, thermische inertie, passieve koelstrategieën, PV opstelling, ventilatiemethodes, lichtplanken, …
- iVec ondersteunt het bouwteam in het voldoen aan allerlei duurzaamheidscriteria, zoals gehanteerd door GRO en VIPA en levert de nodige stavingsdocumenten aan. Ook andere tools zoals de duurzaamheidsmeter voor wijken kunnen opgevolgd worden, afhankelijk van het project.
Interne lasten, gebrek aan gebouwinertie en overmaat aan zonnewinsten kunnen in goed geïsoleerde en luchtdichte gebouwen oververhitting in de hand werken. Een simulatie van de ruimtetemperaturen doorheen het jaar resulteert in overschrijdingspercentages die men aan bepaalde normen kan onderwerpen (NBN EN ISO 7730, NBN EN 16798, CIBSE TM52, ASHRAE55, …).
Het comfort wordt geëvalueerd aan de hand van de operatieve temperatuur (combinatie van luchttemperatuur en stralingstemperatuur van omgevende oppervlakken als wanden, ramen, vloeren en plafonds), PMV (Predicted Mean Vote) en PPD (Predicted Percentage Dissatisfied) – indices die de tevredenheid simuleren van de gebruikers (ANSI/ASHRAE standards).
In niet actief gekoelde gebouwen kan men ook adaptieve comfortmodellen toepassen, waarbij de maximaal toelaatbare binnentemperatuur mee varieert met de buitentemperatuur.
In eerste instantie kijken we naar het gebouw in zijn passieve vorm, en evalueren haar capaciteit om de temperatuur binnen de comfortgrenzen te houden. Gebouwinertie, beglazing, zonnewering (screens, uitvalschermen, luifels, …), (natuurlijke) ventilatie, bypass werking ventilatie, adiabatische koeling in de luchtgroep zijn een greep uit de meest voor de hand liggende passieve technieken om dit te bereiken.
Verder kunnen beschikbare koelvermogens uit vloerkoeling geëvalueerd worden, alsook vormen van actieve koeling.
Evalueer ruimtetemperaturen binnen de comfortgrenzen.
Bepaal hoeveel procent van de tijd de ruimtetemperaturen bepaalde grenzen overschrijden, volgens norm NBN EN ISO 7730, NBN EN 16798, CIBSE TM52 of ASHRAE55.
Evalueer het effect van verschillende schilopbouwen en hun thermische inertie op het oververhittingsrisico in het gebouw.
De positie van de zon op elk tijdstip laat toe de bezonning in kaart te brengen op bepaalde gebouwelementen. Beschaduwing op PV-installaties kan weergegeven worden. Ook de bezonningsgraad van raamopeningen kunnen geëvalueerd worden (vaak gehanteerd in GRO-criteria).
Deze studie kan helpen in de keuze bij het implementeren van zonnewering. Een bijkomende simulatie van de binnentemperaturen is echter onontbeerlijk, want ramen die doorgaans minder rechtstreekse zoninstraling krijgen, zelfs ramen op het noorden, kunnen evenzeer baat hebben bij zonnewering. Denk maar aan de diffuse instraling (weerkaatsing in een vochtige atmosfeer) op noord gerichte ramen.
Evalueer de bezonning op PV-installaties. Hou rekening met dakopstanden, beschaduwing door eigen of naburige gebouwdelen.
Zichten vanuit het perspectief van de zon laten op elk ogenblik zien welke delen van het gebouw onderworpen zijn aan invallende zonne-energie. Een raam dat niet zichtbaar is krijgt op dat moment geen rechtstreekse zonne-energie.
Ga na hoeveel zonneinstraling er is op de beglazing van het gebouw. Evalueer op deze manier invloeden van beschaduwing, structurele zonwering, …
Vermijd overdimensionering en evalueer de benodigde verwarmings -en koelvermogens per ruimte om aan een bepaald set point te voldoen. Houd hierbij de toegestane nachtverlaging en een gewenste opwarmtijd voor ogen om tot correctere resultaten te komen.
Vergelijk met statische warmtelastberekeningen die vanuit een worst case scenario vertrekken (koudste buitentemperatuur, snelle opwarmtijd en geen interne warmtewinsten) en maak een gefundeerde keuze in opwekkingsvermogen.
Bepaal per ruimte het benodigde vermogen ter ondersteuning van dimensionering.
Ga na wanneer piekvermogens optreden in de ruimte.
Een basis gebouwanalyse bestaat uit relatief eenvoudige simulatie van technieken en regeling, die de eerste ontwerpkeuzes gefundeerd kunnen bijsturen. Een gedetailleerde simulatie van alle HVAC componenten laat indien gewenst toe het systeem te evalueren en te optimaliseren.
Evalueer de prestaties van adiabatische koeling op de ventilatielucht, simuleer vloerverwarming en vloerkoeling en evalueer het thermische comfort. Optimaliseer CAV/VAV/VRF systemen, evalueer CO2 concentraties enz. Stel regeling en sturing van HVAC systemen bij om comfort te optimaliseren.
Gedetailleerde simulatie van de HVAC-installatie met verwarming, koeling, ventilatie.
Modelleer warmteopwekkers en koudeopwekkers met werkelijke systeemrendementen, al dan niet in serie of parallel.
Simuleer adiabatische koeling in de luchtgroep en evalueer de temperatuurdaling in de ruimte.
Op basis van monitor gegevens over het elektriciteitsverbruik (of een gefundeerde voorspelling) en dynamische simulaties van de elektriciteitsopbrengst van een bestaande of geplande PV-installatie of anderen (WKK, …) kan een dynamische simulatie de performantie toetsen van een batterijsysteem voor elektriciteitsopslag. Overschotten worden opgeslagen en ingezet wanneer er weinig PV-opbrengst is.
Anderzijds kunnen dynamische tarieven ingezet worden om op goedkope momenten elektriciteit in te slaan en te verbruiken op piekmomenten. Nauwkeurige simulaties laten toe de graad van zelfconsumptie en zelfvoorzienendheid te evalueren, alsook de financiële haalbaarheid te toetsen.
Simuleer op elk moment wat de energiestromen zijn van en naar de batterij, van de panelen, van en naar het net.
Evalueer de self sufficiency ratio en de self consumption ratio voor verschillende installaties.
Statische daglichtfactoren schieten tekort als het gaat om het nauwkeurig toetsen van de daglichtperformantie in gebouwen, onder ander omdat ze geen rekening houden met locatie en oriëntatie van het gebouw. Climate Based Daylight Modelling (CBDM) is een dynamische studie die, rekening houdend met locatie en oriëntatie, de bijdrage van daglicht in een ruimte veel nauwkeuriger kan inschatten. Parameters als spatial Daylight Autonomy (sDA), Useful Daylight Illuminance (UDI) en Annual Sunlight Exposure (ASE) worden gehanteerd. Omhet verblindingsrisico in te schatten kan ook de Daylight Glare Probability (DGP) berekend worden.
- Evalueer tijdens het ontwerp daglichtopeningen, materiaalgebruik, lokaalhoogtes, beschaduwing en meer
- Experimenteer ook met specifieke technieken om meer daglicht toe te laten: lichtplanken, dak monitors, reflecterende lamellen, …
- Daglichtsturing waarbij armaturen geschakeld worden aan de hand van daglichtsensoren, kunnen een belangrijke besparingspost zijn in het globale verbruik van het gebouw.
Evalueer de daglichtbeleving in een loods met raamopeningen in het sheddak, rekening houdende met de effectieve oriëntatie van de raamopeningen. Hoe meer uren per jaar een zone lichtinval tussen 100 en 3000 lux ervaart, des te roder de zone oplicht.
Lokaliseer zones met kans op verblinding, waar meer dan 250 uren op een jaar meer dan 1000 lux gehaald wordt (wordt gebruikt om visueel comfort af te toetsen aan de GRO criteria).
Ontdek welke zones een voldoende hoge daglichtautonomie hebben op jaarbasis, en welke zones extra ondersteund dienen te worden met artificiële verlichting. Er wordt gekeken naar zones waar de lux-waarden meer dan 50% van de gebruikstijd hoger dan 300 zijn. Dit gebied is best zo hoog mogelijk (80% van de ruimte).
Een kantoorgebouw met loods streeft een hoge daglichtautonomie na in de loods. Daklichtopeningen creëren voldoende daglicht. Raamopeningen in het sheddak zorgen voor een zeer aangename daglichtbeleving in de loods. (Rode zones duiden op plaatsen waar tijdens de gebruikstijd meestal tussen 100 en 3000 lux daglicht aanwezig is. Lux-waarden kleiner dan 100 zou te weinig daglicht betekenen, lux-waarden groter dan 3000 lux zou verblindingsgevaar met zich meebrengen. Het sheddak met raamopeningen creëert duidelijk een zone met zeer veel nuttig daglicht zonder verblindingsgevaar.
Een hoge thermische inertie in het gebouw kan samen met natuurlijke nachtventilatie ingezet worden om oververhitting te beperken.
Automatisch gestuurde gevel -of dakopeningen kunnen de temperatuur gevoelig doen dalen tijdens de nacht en de structuur voorbereiden op warmtecaptactie de volgende dag. Eenzijdige ventilatie, dwarsventilatie maar ook natuurlijke trek op basis van hoogteverschillen worden accuraat gesimuleerd.
CFD simulaties berekenen de luchtsnelheden in de ruimte om het comfort te bewaken tijdens de gebruiksuren van het gebouw bij natuurlijke ventilatietechnieken.
Evalueer het potentieel van nachtventilatie op basis van de verkregen debieten doorheen (automatisch) geopende ramen en deuren.
3 september – 00:30u, gemeentehuis Kontich. Dagtemperaturen liepen hoog op, ’s nachts worden externe en interne ramen en deuren automatisch geopend. Koele lucht komt het gebouw binnen. Via interne openingen circuleert de lucht om het gebouw te verlaten via de externe raamopeningen.
Windsnelheden en hoogteverschillen creëren drukverschillen die nauwkeurig gesimuleerd worden, berekende luchtdebieten bepalen het koelingspotentieel in het gebouw.
Simuleer nauwkeurig luchtsnelheden en temperatuursgradienten om comfort te garanderen tijdens de gebruiksuren met natuurlijke ventilatie.
Integraal energieadvies
Specifieke adviesverlening m.b.t. duurzaamheid, energieverbruik en comfort van gebouwen kan steeds op maat aangeboden worden:
- strategieën voor gebouwrenovatie
- haalbaarheidsstudies voor hernieuwbare energieën (PV-installaties al dan niet gekoppeld aan energieopslag met batterij, zonthermisch, warmtepompen, (micro-) WKK)
- ventilatieadviezen
- verwerking monitorgegevens van gebouwen: verwerf inzichten in de energiestromen (in en uit) van het gebouw, optimaliseer en integreer opslagsystemen
Simuleer PV-opbrengsten van dak -en facadepanelen, rekening houdend met oriëntatie en beschaduwing.
Breng de gebouwschil in kaart en bepaal het gewogen aandeel van elke schil in de totale warmteverliezen. Ontdek zo de meest efficiënte vebeteringsposten voor renovatie.
Evalueer de plaatsing van PV-panelen en simuleer de opbrengst.
Advies duurzaamheid
- Een duurzaam gebouw gaat niet enkel uit van milieu-neutrale en recycleerbare materialen, een circulaire aanpak, een compacte bouwtypologie met oog voor nuttige zonnewinsten, maar onderscheidt zich ook in de beleving ervan op vlak van daglicht en comfort.
- In een duurzaam ontwerp voor een gebouw ligt een optimale verdeling van de milieu-impact van materialen in de tijd. Je kan het zwaartepunt leggen op de periode van het bouwproces, waarin vaak synthetische materialen een enorm zuinig gebouw creëren, maar tegelijk een grote initiële milieu-impact hebben (embodied CO2). Of je kan de uitstoot gepaard gaande met een hoger verbruik van het gebouw, hoofdzakelijk opgebouwd met minder performante, natuurlijke materialen, verspreiden in de tijd en eerder vooruitschuiven (operational CO2).
- Life cycle assessment (LCA) is een strategie om het duurzame karakter van het gebouw te kwantificeren, en onder andere schilopbouwen te evalueren. Dit kan op eenvoudige manier gecombineerd worden met elke dynamische simulatie, aangezien de schilopbouwen hier nauwgezet gemodelleerd worden.
- TOTEM, de Belgische tool om materialen in het gebouw te beoordelen op milieuimpact, kan eveneens bijdragen aan een duurzaam gebouwontwerp.
De life cycle analysis vloeit op natuurlijke wijze voort uit de dynamische gebouwsimulatie, aan de hand van de schilopbouwen.
Genereer op gefundeerde wijze, gebaseerd op bestaande benchmark gegevens, streefwaardes voor de milieu-impact (CO2-impact e.a.) van de schillen van je gebouw en kom tot realistische, maar toch ambitieuze doelstellingen.
Bouwknopen
- Sommige bouwdetails vragen speciale aandacht als het gaat om oppervlaktecondensatie en energiezuinigheid. Bouwknopberekeningen (2D en 3D) laten toe de warmteverliezen in kaart te brengen om eventueel in te rekenen in EPB. Belangrijk is ook het nazicht op oppervlaktecondensatie m.b.v. de temperatuurfactor. Deze berekeningen gebeuren volgens de huidige normen: NBN EN ISO 10211, NBN EN ISO 14683.
- Gespecialiseerde 3D-berekeningen laten toe allerhande warmteverliesberekeningen uit te voeren met het oog op energiebesparing: gevelophangsystemen, doorboringen van isolatie met kolom, …
Berekening PSI-waardes en fRsi-waardes van funderingsaanzetten, raamaansluitingen, e.a.
Doorboring van stalen profiel doorheen de isolatie, met thermische onderbreking uit neopreen.
Ongeïsoleerde stalen verbinding van stoomleiding aan ophangbeugels, simuleer het totale warmteverlies in heel het traject van de stoomleidingen.
Warmteverlies
Warmteverliesberekeningen volgens norm NBN EN 12831: eerste aanzet om warmteopwekkers te dimensioneren, eventueel aangevuld met dynamische simulatie voor een nauwkeurige bepaling van vereiste vermogens, dit om overdimensionering te vermijden.
3D visualisatie van de verliesoppervlaktes in een appartementsgebouw, ter ondersteuning van de warmteverliesberekening.
Breng de gebouwschil in kaart en ga op zoek naar de grootste verliesposten in warmteverlies.
EPB
Een correcte, transparante en snelle EPB opvolging voor alle types bouwprojecten in Vlaanderen en Brussel.
