Bodem helpt bij duurzame luchtbehandeling

Drie gerenommeerde transportbedrijven gingen in 2003 samen tot Logistiek Centrum Westpoort linken en besloten in 2008 om ook een gezamenlijk logistiek centrum met kantoor te realiseren in Hoogkerk. Het complex van hallen en kantoren bevat 16.000 m2 bebouwd oppervlak en een verhard buitenterrein van 18.000 m2 voor het parkeren van 50 vrachtwagens. Duurzaamheid speelde bij deze ontwikkeling een belangrijke rol voor de gemeente, de ontwikkelaar en de opdrachtgevers. Van der Wiel Planontwikkeling linken schakelde Landstra Bureau voor Bouwfysica linken in om voor de kantoren in het complex een duurzaam energiesysteem te ontwerpen, in plaats van de standaard radiatoren en airco.

Fris kantoor
Voor Landstra Bureau voor Bouwfysica stond bij de uitwerking een goed binnenklimaat voorop. ‘Een fris kantoor, in navolging van de bekende term de frisse school’, legt directeur/projectmanager Pieter Postma van Bureau Landstra uit. Daarom verdubbelde het bureau het ventilatievoud ten opzichte van de eis van het Bouwbesluit. ‘En als je dan een gebouw realiseert met een hoge luchtdichtheid, een goede isolatie en een beperkte zoninstraling, blijkt dat je met die hoeveelheid lucht voldoende medium beschikbaar hebt voor de gehele klimatisering van het gebouw. Zowel om je transmissieverliezen te dekken als om in koeling te voorzien. We hebben dan ook gekozen voor een éénmedium-systeem, waarbij de hele klimatisering wordt gedaan met ventilatielucht.’

Buizenregister
‘Om de binnentemperatuur in de zomer acceptabel te houden, konden we niet volstaan met nachtventilatie. We hadden wat extra koeling nodig. Om dat duurzaam te doen hebben we geen koelmachine geïnstalleerd, maar een Lucht Bodem Warmtewisselaar (LBW). Daarbij wordt lucht via buizen door de bodem gevoerd die een temperatuur heeft van ongeveer 12 graden. Deze keuze werd mede ingegeven door de grote deskundigheid op het gebied van grondtechniek van de divisie Infrastructuur van Van der Wiel.’ Van der Wiel realiseerde met Bureau Landstra een aantal jaar geleden al eens een Lucht Bodem Warmtewisselaar voor een school in Leeuwarden.

30 parallelle buizen
De LBW bij het logistiek centrum bestaat uit een register van 30 parallelle buizen (ø 200 mm) met een lengte van elk 45 meter, op de uiteinden verbonden met dwars daarop een verdeelbuis resp. verzamelbuis (ø 610mm). Het register is gelegd op een diepte van circa 3 meter. Van der Wiel heeft gekozen voor buizen van high density polyethyleen HDPE . ‘Dat is wel duurder maar ook veel betrouwbaarder dan pvc. HDPE kan veel meer torsie opvangen. En we willen absoluut geen lekkage in het systeem. Als er een buis kapot gaat moeten we een heel stuk terrein afgraven om het systeem te herstellen’, zegt René Kruiper, projectleider van Van der Wiel Infra en Milieu.

Schone lucht
De verzamelbuizen zijn op de uiteinden voorzien van putjes en de afzonderlijke registerbuizen zijn elk voorzien van inspectie/controleopeningen, zodat ze in onverhoopte noodgevallen kunnen worden gereinigd. Dit is een extra zekerheid die in principe niet nodig moet zijn. De leidingen zijn op licht afschot gelegd zodat eventueel condenswater afstroomt naar een putje, waar het middels een niveaupomp wordt afgevoerd.

De lucht komt het systeem binnen via één invoerpunt, dat gesitueerd is op het parkeerterrein voor personenauto’s. In die stalen inlaatunit is een grof filter aangebracht als eerste luchtzuivering. De lucht gaat via het buizenregister naar de luchtbehandeling in de technische ruimte op de bovenste kantooretage, waar een fijner filter de lucht verder zuivert.

Verwarming
Voor de verdere verwarming in de winter, is de luchtbehandelingskast voorzien van warmteterugwinning en zorgt een cv-keteltje voor eventuele extra opwarming. De lucht gaat vanaf de luchtbehandelingskast met een temperatuur van 15 tot 20 graden via kanalen naar de diverse vertrekken. In de hoofdtoevoer van elk vertrek is een radiator opgenomen voor naverwarming. De lucht wordt hierdoorheen geblazen zoals in het verwarmingssysteem van een auto. De temperatuur is per vertrek regelbaar. Deze naverwarming wordt gevoed door de zelfde kleine cv-ketel als de centrale luchtbehandelingskast.

Beperkte temperatuur
Doordat het ventilatiedebiet in de verblijfsruimtes twee keer zo hoog is als het Bouwbesluit eist, kan de inblaastemperatuur beperkt blijven. Berekend is dat de maximaal benodigde inblaastemperatuur in een verblijfsruimte ca 30 graden bedraagt.

De luchttoevoer in de kantoren wordt gedaan middels wervelroosters in het plafond, zodat lucht over hele ruimte wordt verdeeld. In grotere vertrekken zijn meerdere luchttoevoerpunten. Type en positie van de roosters zijn zo gekozen dat tochtklachten worden voorkomen. De luchtafzuiging wordt gedaan via het plenum boven het systeemplafond, middels overstroomroosters in het plafond.

Zomersituatie
Voor de zomersituatie heeft Landstra als uitgangspunt genomen dat een binnenklimaat acceptabel is als de temperatuur minder dan 100 uren boven de 25,5 graden ligt, waarvan minder dan 20 uren boven 28 graden. Daarvoor is het ventilatievoud nog eens 1,5 x hoger gelegd dan in de wintersituatie (naar 3 x de eis van het Bouwbesluit).

Dimensionering
Op die luchthoeveelheid zijn ook de kanalen in het kantoor gedimensioneerd. Het totale debiet is uiteindelijk berekend op 8100 m3/h. Op die hoeveelheid is ook de LBW gedimensioneerd. Daarbij heeft Landstra conservatieve waarden aangehouden voor de thermische werking van de grond (afhankelijk van massa, geleiding en soortelijke warmtecapaciteit) en een Δ T aangehouden van 6 – 7 graden. Om te veel opwarming door de zon tegen te gaan is in de gevel glas toegepast met een ZTA van circa 26%. Verder wordt via de LBW temperatuurgestuurde nachtkoeling toegepast.

Beperkte overschrijding
Uit de berekeningen blijkt dat zich in een gemiddelde zomer (peiljaar 1964) geen enkele temperatuuroverschrijding voor zal doen. In een extreem hete zomer (peiljaar 1995) zal de temperatuur in de meest kritische ruimte (met het meeste glas en de ongunstigste ligging) uitkomen op maximaal 91 uren boven de 25,5, waarvan 0 uur boven de 28 graden. In de andere ruimtes (met minder ramen en zoninval) is dat aantal uren fors lager.

De buitenlucht kan behalve via de LBW ook vanaf het dak worden aangezogen, als dat gunstiger is. Landstra heeft een specifiek regelprotocol geschreven om optimaal gebruik te maken van de LBW voor zowel koeling als verwarming.