Ventilatie warmteverlies

Ventilatie warmteverlies is onderdeel van het warmteverlies door buitenluchttoetreding. Het is een vaak onderschat onderdeel. In dit artikel vertellen we alles wat u wilt weten over het warmteverlies door ventilatie.

We leggen in dit artikel uit wat het ventilatie warmteverlies is in een warmteverliesberekening. De basisprincipes zijn van toepassing op bedrijfsgebouwen en woongebouwen. We hebben het over hoe je ventilatie warmteverlies berekent en welke rol het type ventilatiesysteem en de ventilatie-eisen Besluit bouwwerken Leefomgeving BBL* daarbij spelen.
* _{Besluit bouwwerken leefomgeving (afgekort BBL) is een opvolging van het Bouwbesluit. Dit zijn overheidsregels die gelden bij verbouw en nieuwbouw.}

 

 

Het ventileren van de woning, kantoorpand, winkel of ieder ander gebouw is erg belangrijk voor een fris en gezond binnenklimaat. Schadelijke stoffen worden afgevoerd zoals bijvoorbeeld allerlei bacteriën en natuurlijk wat wij uitademen: CO₂. Gelijktijdig wordt er (hopelijk) frisse buitenlucht aangevoerd. Met name in de herfst en winter is de buitenlucht behoorlijk koud. Door het ventileren, wat essentieel is, wordt dan koude buitenlucht in onze woning/werkruimte gebracht. De aangevoerde koude lucht wordt vervolgens door het verwarmingssyteem opgewarmd tot de binnentemperatuur in het vertrek. Dit opwarmen van de koude buitenlucht tot vertrektemperatuur kost vermogen en betekent warmteverlies.

In de warmteverliesberekening trachten we dit warmteverlies door ventilatie zo goed mogelijk te berekenen.

 

Warmteverlies door ventilatie

 

Het warmteverlies door ventilatie wordt uitgedrukt in W (Watt van vermogen). Het is te berekenen door van alle ruimten in een gebouw dit ventilatie warmteverlies te bepalen en vervolgens te sommeren.

 

Formule

 

Ventilatie warmteverlies (ø_v ) [ W ] =

ventilatiedebiet [ dm³/s ] * soortelijke massa van lucht [ kg/dm³ ] * soortelijke warmte van lucht [ J/kg.K ] * correctiefactor [ 0-1 ] * temperatuurverschil tussen binnen en buiten [ °C ]

Het ventilatiedebiet is een maat voor hoeveel er wordt geventileerd. Dit is voor veel gebouwen bekend want het is een vereiste bij de bouw om dit te bepalen. Het is uiteraard ook te meten. In het Bouwbesluit bouwwerken leefomgeving (BBL) staan de ventilatie-eisen genoemd waar gebouwen aan moeten voldoen qua minimum ventilatie. De soortelijke massa van lucht is 1,2 kg/m3, de soortelijke warmte is 1000 J/(kg.K). De correctiefactor is bijvoorbeeld bij Warmteterugwinning (WTW). Is het rendement van de WTW 80%, dan is de factor 0.2.

 

 

Ventilatie warmteverlies berekenen

 

Het ventilatie warmteverlies (ø_v) kan als volgt worden berekend*:

_{* Opmerking. We gebruiken hier bewust niet altijd de exacte afkortingen en symbolen zoals die in de NEN-normen staan. Dit doen we omdat we met eigen symbolen en afkortingen het verhaal beter leesbaar willen hebben.}

ø_v = S_v * ( T_binnen - T_buiten )  Warmteverlies door ventilatie [ W ]

S_v = Specifieke warmteverlies door ventilatie [ W/K ]
T_binnen = ontwerpbinnentemperatuur [ °C ]
T_buiten = ontwerpbuitentemperatuur [ °C ]

Het specifieke warmteverlies (S_v) kan als volgt worden berekend:

S_v = 1,2 * q_v * f_v Specifieke warmteverlies door ventilatie [ W/K ]

1,2 = soortelijke massa van lucht (1,2 kg/m³) * soortelijke warmte van lucht (1000 J/(kg.K) [ J/(dm³.K) ]
q_v = volumestroom ventilatielucht  [ dm³/s ]
f_v = correctiefactor voor WTW en lagere luchttemperatuur [ - ]

 

Of alles in één formule:

ø_v = 1,2 * q_v * f_v * ( T_binnen - T_buiten ) Warmteverlies door ventilatie [ W ]

1,2 = soortelijke massa van lucht (1,2 kg/m³) * soortelijke warmte van lucht (1000 J/(kg.K) [ J/(dm³.K) ]
q_v = volumestroom ventilatielucht [ dm³/s ]
f_v = correctiefactor voor WTW en lagere luchttemperatuur [ - ]
T_binnen = ontwerpbinnentemperatuur [ °C ]
T_buiten = ontwerpbuitentemperatuur [ °C ]

 

De correctiefactor (f_v) voor WTW en lagere luchttemperatuur geldt het volgende:

Bij systemen met toevoertemperaturen hoger dan de ontwerpbinnentemperatuur (bijvoorbeeld luchtverwarming)
f_v = 0

Bij systemen met voorverwarming door WTW, voorverwarming of recirculatie of verwarmde lucht uit een andere ruimte
f_v = (T_binnen - T_toevoer) / (T_binnen - T_buiten) *

Voor systemen met natuurlijke toevoer of mechanische toevoer zonder voorverwarming is de correctie
f_v = (T_binnen - T_buiten) / (T_binnen - T_buiten) *
_{* Opmerking. Voor de eenvoud laten we hier de correctiefactor voor lagere luchttemperaturen buiten beschouwing}

Bij systemen met voorverwarming wordt dus de toevoertemperatuur T_toevoer meegenomen in  plaats van de buitentemperatuur T_buiten.  De T_toevoer wordt als volgt berekend:

T_toevoer = f_vv * rendement WTW * (T_{binnen/retour}- T_buiten) + T_buiten  Toevoertemperatuur (= temperatuur na WTW) [ °C ]

f_vv = fractie van het rendement dat in rekening wordt bij elektrische voorverwarming of recirculatie [ - ]. Zie onder.
rendement WTW = rendement van de warmteterugwinning [ 0 - 1 ]
T_{binnen/retour} = retourtemperatuur naar WTW of indien niet bekend binnentemperatuur [ °C ]
T_buiten = buitentemperatuur [ °C ]

De fractie f_vv is afhankelijk van het type vorstbeveiliging en is ofwel 1 ofwel 0,75. In het artikel ‘Type vorstbeveiliging en rendement WTW in de warmteverliesberekening’ staat daarover meer.

Met de bovenstaande formules moet u in staat zijn om het warmteverlies door ventilatie te berekenen.

Geconcludeerd kan worden dat het warmteverlies door ventilatie behoorlijk bepaald word door het type ventilatiesysteem en door het ventilatiedebiet. Het ventilatiedebiet is opgenomen als ventilatie-eisen in het Besluit bouwwerken leefomgeving ofwel Bouwbesluit.

 

 

 

 

 

Ventilatie-eisen BBL

 

In onderstaande tabel zijn de eisen weergegeven uit het Besluit bouwwerken leefomgeving.

Tabel 1 Ventilatie-eisen volgens het Besluit bouwwerken leefomgeving (Bron: Besluit bouwwerken leefomgeving)

 

_{Meer informatie: BBL, jaargang 2024, artikel 3.x, wetten.nl.}

 

 

Type ventilatiesysteem

 

We zagen al dat het type ventilatiesysteem invloed heeft op het ventilatie warmteverlies. Daar willen we nu wat dieper op ingaan. We doen dit aan de hand van de ISSO 51 norm Warmteverliesberekening voor Woningen en woongebouwen.

In de warmteverliesberekening wordt onderscheid gemaakt in de Schilberekening en de Vertrekberekening.

 

Schilberekening

 

Schilberekening

De schilberekening is een berekening waarbij uitsluitend de gebouwschil (uitwendige delen) wordt meegenomen in de berekening, met als doel om sneller het vermogen van de warmteopwekker te kunnen bepalen.

Bij de schilberekening gelden de volgende regels:

Voor systemen met natuurlijke toevoer van ventilatielucht (systeem A en C) wordt het in rekening te brengen ventilatie warmteverlies verminderd met het warmteverlies door infiltratie:

ø_v = ø_v - ø_i Warmteverlies door ventilatie met natuurlijke toevoer [ W ]

ø_v = Warmteverlies door ventilatie [ W ]
ø_i = Warmteverlies door infiltratie [ W ]

Voor systemen met mechanische toevoer van ventilatielucht (systeem B, D en E) wordt het volgende in rekening gebracht:

ø_v = ø_v   Warmteverlies door ventilatie met mechanische toevoer [ W ]

Dus geen vermindering met infiltratie.

 

Vertrekberekening

 

Vertrekberekening

Bij de vertrekberekening wordt voor elke aparte ruimte het ventilatie warmteverlies berekend. In tegenstelling tot de schilmethode wordt hier dus uitgebreider, per ruimte, het ventilatiewarmteverlies bepaald.

Bij de vertrekberekening wordt meer uitgebreid ‘rekenregels’ voorgeschreven. We geven in het onderstaande een aantal rekenregels weer (niet volledig in verband met eenvoud en leesbaarheid):

Allereerst kan onderscheid gemaakt gemaakt worden tussen situatie waarvan:-

• Ventilatiebalans bekend;
• Ventilatiebalans onbekend.

Als de ventilatiebalans bekend is:
Als de ventilatie debieten van een woning bekend zijn dan kunnen deze worden gebruikt. Dit als alternatief voor de ventilatie-eisen uit het Besluit bouwwerken leefomgeving (zie tabel 1). Hierbij mag tot 50% van de lucht uit andere ruimten komen in plaats van van buiten. De lucht uit andere ruimten heeft een andere temperatuur dan de buitenlucht, dus het opgeven van de herkomst van de ventilatielucht levert meer nauwkeurigheid op.

Als de ventilatiebalans niet bekend is:
Voor de verblijfsgebieden moet worden gerekend met de lucht die van buiten komt (herkomst: buitenlucht). In dit geval moet gerekend worden met de ventilatie-eisen genoemd in Besluit Bouwwerken Leefomgeving (tabel 1).

Daarna, per type ventilatiesysteem, gelden de aanvullende regels voor het ventilatie warmteverlies

 

Natuurlijke toevoer en afvoer van ventilatielucht (ventilatiesysteem A)

Voor ventilatiestroom q_v dient uitgaan te worden van het Besluit bouwwerken leefomgeving (tabel 1). Met het ventilatiesysteem A is er niets te regelen. Er geldt ø_v = ø_v - ø_i. Dus de in rekening te brengen ventilatie wordt vermindert met infiltratie.

 

Natuurlijke toevoer en mechanische afvoer van ventilatielucht (ventilatiesysteem C)

Hier wordt onderscheid gemaakt tussen:

• Luchtafvoer via de natte ruimten en
• Mechanische luchtafvoer per vertrek.

Natte ruimten
Volumestroom q_v moet voldoen aan de eisen van het Besluit bouwwerken leefomgeving (tabel 1) en alle lucht in verblijfsruimten zonder luchtafvoer komt direct van buiten. Verder geldt dat T_toevoer = T_buiten.

Voor de afvoer van lucht komt deze lucht vaak uit een een verkeersruimte (hal/overloop). De toevoertemperatuur is dan de temperatuur uit de aangrenzende ruimte waar de lucht vandaan komt. T_toevoer = T_{aangrenzende ruimte}

Mechanische luchtafvoer per vertrek
Minimaal 50% van de toevoerlucht in verblijfsruimten komt direct van buiten, de rest via overstroom. Afhankelijk van de herkomst van de toevoerlucht geldt een andere T_toevoer.

Ook hier, zowel natte ruimten als mechanische afvoer per vertrek, geldt ø_v = ø_v - ø_i. Dus de in rekening te brengen ventilatie wordt vermindert met infiltratie.

 

Mechanische toevoer en natuurlijke afvoer (systeem B)

Deze komt weinig voor. We beschrijven dit systeem hier niet.

 

Mechanische toevoer en mechanische afvoer (ventilatiesysteem D)

Dit systeem wordt gebruikt voor nieuwbouw. Het is inmiddels verplicht om te kunnen voldoen aan de duurzaamheidseisen.

Voor het in rekening te brengen ventilatie warmteverlies wordt gehanteerd ø_v = ø_v.

Er worden twee systemen onderscheiden:

• Centrale mechanische afvoer (keuken, badkamer, toilet) en toevoer via de verblijfsruimten;
• Centrale mechanische toevoer en afvoer per vertrek.

Centrale mechanische afvoer en toevoer via de verblijfsruimten
Volume q_v  moet voldoen aan Besluit bouwwerken leefomgeving (tabel 1) en alle lucht in de verblijfsruimten moet direct van buiten komen. Dit mag eventueel via de WTW. Voor de natte ruimten mag de lucht uit aangrenzende ruimten gehaald worden.

Centrale mechanische toevoer en afvoer per vertrek
Lucht komt de ruimten binnen via overstroom. Afhankelijk van de herkomst van de lucht wordt een specifieke T_toevoer berekend.

 

 

Samenvatting

 

We hopen u met dit artikel inzicht te hebben gegeven in het berekenen van het ventilatie warmteverlies. Het warmteverlies door ventilatie ontstaat doordat frisse, koude, buitenlucht het gebouw in komt door ventilatie. Deze koude buitenlucht moet dan opgewarmd worden tot de vertrektemperatuur.

De berekening bestaat in de basis uit het bepalen van het volume van de luchtstroom (debiet) van de ventilatie in dm3/s. Dit debiet vermenigvuldigt met de soortelijke massa en de soortelijke warmte van lucht geeft het warmteverlies. Hierop is een correctiefactor van toepassing, bijvoorbeeld het meerekenen van het rendement van een eventueel Warmteterugwinningssysteem (WTW). Het uiteindelijke warmteverlies wordt vervolgens bepaald door te vermenigvuldigen met het verschil tussen de buitentemperatuur en de binnentemperatuur.

Naast het debiet in dm3/s (dus hoeveel er geventileerd wordt) speelt ook het type ventilatiesysteem een bepalende rol voor het ventilatie warmteverlies. Afhankelijk van het type ventilatiesysteem A, B, C en D, wordt in de warmteverliesberekening andere rekenregels toegepast. Dit kan bijvoorbeeld zijn:

• het in rekening te brengen ventilatieverlies wordt vermindert met infiltratie (zoals bij natuurlijke toevoer en mechanische afvoer, type C, wat het meest voorkomt in ons land);
• Of het ventilatiedebiet over genomen dient te worden uit de tabel met ventilatie-eisen van het Besluit bouwwerken leefomgeving ja/nee, of dat de eigen ventilatiebalans mag worden gebruikt.
• Herkomst van de ventilatielucht: buiten of aangrenzende ruimte. Etc.

Uitstekende basis
Het is best lastig om in een kort artikel als deze alles volledig uit te leggen. Maar met de informatie in dit artikel heeft u een uitstekende basis in deze materie.

Met de genoemde formule(s) is het heel goed mogelijk om zelf te rekenen aan hoeveel verlies is door ventilatie. Echter, wilt u beslissingen nemen en meer gaan doen met de uitkomsten van de berekeningen. Dan raden we aan om een warmteverliesberekening te laten maken. De voorbeelden in dit artikel zijn alleen bedoeld in principe om te leren en om een basiskennis te krijgen.

Warmteverlies door buitenluchttoetreding en meer specifiek het onderdeel warmteverlies door ventilatie is een vaak onderschat onderdeel. Ook wordt het vaak onjuist berekend en niet goed ingeschat. Het is een bron van fouten. Een transmissieberekening zal geen rekening houden met ventilatie. Daarom gaan spreken we liever over een warmteverliesberekening (die houdt naast transmissie dus ook rekening met het ventilatie warmteverlies).

Hopelijk hebben wij een kleine bijdrage geleverd aan uw kennis. Bedankt voor het lezen. Heeft u vragen en/of opmerkingen dan horen we dat graag.