Dynamische verliesberekening

Met een dynamische verlies­berekening gaan wij aan de hand van lokale klimaatgegevens (temperatuur, wind, zoninstraling en luchtvochtigheid) ieder uur berekenen wat de warmtevraag en binnentemperatuur is van uw gebouw, rekening houdend met de geometrie en thermische massa van het gebouw evenals gedetailleerde interne warmtewinsten.

Een energie­simulatie: waarvoor?

Een energiesimulatie is nuttig voor:

Voorbeeldprojecten

Voorbeeldproject 1: Comfort­berekening oververhitting en zonwering

In deze dynamische simulatie kijken we naar de situatie in het appartement op de 4de verdieping van dit flatgebouw (rechts).

Waar een EPB berekening de kans op oververhitting met ‘ja’ beantwoordt is nog steeds niet duidelijk waar dit precies optreedt in het gebouw en hoe warm het dan precies wordt. Een EnergieSimulatie kan dit wel berekenen en kan tevens aangeven welke maatregelen (zonwering/koeling) zullen zorgen voor een aangenaam binnenklimaat (binnentemperatuur onder de 25°C houden).

Grafiek
Energiesimulatie van het appartement op verdiep 4. Rood=binnentemperatuur, blauw=buitentemperatuur (standaard referentie jaar) en paars vermogen in kW nodig om de ingestelde binnentemperatuur van 20C te halen.
Gebouwmodel
Gebouwmodel opstellen: afmetingen/oriëntatie/omgevingsfactoren

De binnentemperaturen lopen in de zomermaanden op tot 29 graden. Dit omdat er veel glas is op de zuidzijde en de schaduw van een aangrenzend gebouw niet reikt tot de 4de verdieping. Door externe zonwering te voorzien op de zuid en zuid-west zijde wordt de maximale binnentemperatuur beperkt tot 24°C (zonder actieve koeling). Ook voor de andere verdiepingen blijkt dat ramen op de zuidzijde moeten worden voorzien van zonwering om het binnenklimaat in de zomer comfortabel te houden. De zon staat in de zomermaanden te hoog om te profiteren van de schaduwwerking van het aanpalende gebouw.

Voorbeeldproject 2: dimensioneringsberekeningen verwarming en koelingsinstallaties

Uitgebreide energiesimulatie: Gebouwcomplex bestaande uit een opslaghal met aangrenzend kantoorgedeelte + toonzaal.

De opslaghal wordt opgetrokken uit klassiek prefab beton, het kantoorgedeelte is een lichte houtskelet. De opdrachtgever zou graag willen weten wat de energievraag is per verdieping (om nauwkeurig de verschillende kringen van de vloerverwarming te kunnen dimensioneren) of er oververhitting optreed en of nachtventilatie hier voor een oplossing kan zijn.

Gebouwmodel
Gebouwmodel opstellen: afmetingen/oriëntatie/materialen
Gebouwmodel
De grafiek laat alle relevante temperaturen en vermogens zien.

De energiesimulatie laat zien welke vermogens er nodig zijn om de verschillende delen van het gebouw te verwarmen. Ook kan worden vastgesteld dat de temperatuur op de bovenste kantoor verdieping in de zomer hoog oploopt, een gevolg van de grote glaspartijen, de goede isolatie en luchtdichtheid. De aanbeveling om externe zonwering te voorzien is aangewezen maar een nieuwe simulatie laat zien dat dit niet voldoende is om tot een aanvaardbare comforttemperatuur te komen (hier een gevolg van de hoge bezettingsgraad en dus hoge interne warmtewinst). Intensieve nachtventilatie in het kantoorgedeelte heeft maar een klein effect omdat er te weinig thermisch massa is. Om de zomerse binnentemperatuur in de hand te houden wordt er hier gekozen om externe zonwering te voorzien op alle ramen en te koelen via de bron van de warmtepomp.

Samenvatting van een aantal resultaten voor deze gebouwsimulatie
Verwarming Toonzaal Verdiep 1 Verdiep 2 Loods
Verwarming (kWpiek) 7,4 6 4,5 137
Jaarlijks (kWh) 1.669 512 296 70.326
Koeling (kWpiek) 2,1 3,2 4,4 -
Jaarlijk (kWh) 91 445 1.267 -

Voorbeeldproject 3: Dimensionering van biomassaketel voor een bestaand utiliteitsgebouw.

Uitgebreide studie die kijkt naar de mogelijkheid om een bestaand utiliteitsgebouw te gaan verwarmen met een biomassaketel: welke configuratie is economisch gezien het interessants en welke CO2 reductie kan hiermee worden gerealiseerd?

Uit een verliesberekening en analyse van de verbruikscijfers wordt een jaarlijkse belastingscurve van het gebouw opgesteld. Op deze grafiek kan worden afgelezen hoeveel uur een bepaald vermogen wordt gevraagd van de verwarmingsinstallatie. Aan de hand van deze grafiek wordt er bepaald wat het vermogen gaat zijn van de te plaatsen biomassacentrale. Omdat hier een volledige afdekking van het piekvermogen tot een te grote investeringskost (economisch niet interessant) zou leiden wordt er gekozen om een kleinere biomassaketel parallel aan de bestaande gas installatie te plaatsen. Dit heeft als bijkomend voordeel dat de biomassaketel meer uren aan zijn maximale vermogen en dus ook rendement kan werken. Tijdens de koudste winterdagen zal de bestaande gasinstallatie bijspringen om de pieken op te vangen.

Gebouwmodel
De Belastingscurve of jaarduurkromme geeft weer wat de totale warmtevraag voor het gebouw is.

Tijdens de zomermaanden is er maar een kleine warmtevraag en zal de biomassa ketel vaak kortstondig moeten werken. Dit heeft een nadelige invloed op het rendement van de installatie. Om dit verder te verbeteren wordt er onderzocht welk buffervolume (warmteopslag) er nodig is om het aantal start-stops van de biomassaketel tijdens de zomerperiode te verminderen. Dit heeft ook een gunstig effect op de levensduur en zal zorgen voor een lagere uitstoot van schadelijke stoffen (de niet-CO2 emissies). De optimale combinatie tussen ketelvermogen en buffervolume wordt in een simulatieberekeningen bepaald en is voor dit gebouw specifiek: een biomassa ketel van 350 kWpiek in combinatie met een 20 m3 warmtebuffer. Dit garandeert het hoogst mogelijke rendement van de biomassa installatie met een zo laag mogelijke uitstoot.

Gebouwmodel
De jaarlijkse CO2 uitstoot van het gebouw in de huidige toestand bedraagt 314 ton. Door het plaatsen van een biomassaketel parallel aan de bestaande gasinstallatie kan dit met 82% worden verminderd. Toevoeging van een warmteopslagvat voorhoogt het algemene rendement van de installatie en zorgt bovendien ook nog voor een verdere daling van 4% van de CO2 uitstoot.