Hoe voorkom je oververhitting in gebouwen en hoe dimensioneer je een airco toestel?

• 02-06-2025


• Joris Bracke


• 0 Comments

• Blogposts
  

De gemiddelde temperatuur in de zomer wordt steeds warmer en dat gaat de komende jaren vermoedelijk niet beter worden. In dit artikel bespreken we hoe je oververhitting in gebouwen kan voorkomen en hoe je een airco toestel dimensioneert.

Oververhitting voorkomen

Gebouwen warmen op omdat er bronnen zijn die warmte toevoeren. Dit zijn de belangrijkste bronnen:

• Zonne-energie die door de ramen binnenvalt. Dit is veruit de belangrijkste bron van opwarming in gebouwen. Je kan dit vermijden door schaduw te voorzien op de ramen door bijvoorbeeld bomen te planten op de juiste locatie of een zonnescherm te voorzien. Je kan er ook voor zorgen dat de zon niet door het raam binnenvalt door zonwering te voorzien (let erop dat deze langs de buitenkant van het raam wordt geplaatst) of door met zonwerend glas te werken dat een deel van de zonne-energie naar buiten weerkaatst.
• Verlichting en toestellen die warmte afgeven. Vooral oude energieverslindende spots geven veel warmte af. Deze kan je vervangen door modernere LED verlichting. Andere toestel zoals computers, beamers en kopieertoestellen kunnen ook warmte afgeven.
• Menselijke lichamen, vooral als ze aan het sporten zijn, geven relatief veel warmte af.
• Warme lucht die via het ventilatiesysteem naar binnen komt is ook een belangrijke bron van warmte. Probeer daarom vooral ’s nacht te ventileren. Dit heeft het bijkomend voordeel dat de stenen massa van het gebouw ’s nachts afkoelt en waardoor het gebouw overdag iets langer koel blijft.
• Transmissie van warmte door de isolatie schil van het gebouw naar binnen. Het extra isoleren van een gebouw zorgt er dus voor dat het minder snel opwarmt. De impact hiervan wordt dikwijls wel overschat omdat het temperatuur verschil tussen binnen en buiten in de zomer relatief klein is. Als het binnen niet warmer dan 26°C mag worden en het buiten 32°C is, dan is het temperatuurverschil bijvoorbeeld 32°C – 26°C = 6°C. Als we dit vergelijken met de situatie in de winter waar het buiten -10°C is en je de woning op 20°C wilt houden, dan is het temperatuurverschil tussen binnen en buiten -10 – 20 = 30°C. Dit wilt zeggen dat de transmissieverliezen in de winter 30°C / 6°C = 5 keer groter zullen zijn dan in de zomer. Extra isoleren heeft dus een positieve impact op het opwarmen van gebouwen, maar wordt om deze reden soms wat overschat.

Oververhitting kan je dus voorkomen door de zon buiten te houden, intensief ’s nachts te ventileren, verlichting te vervangen en extra te isoleren. Dit is echter niet altijd mogelijk en dan kan je een airco toestel gebruiken om de overtollige warmte af te voeren.

Koellastberekening

In een koellastberekening wordt bepaald hoeveel zonne-energie er binnen straalt, hoeveel warmte er wordt afgegeven door mensen, verlichting en toestellen en hoeveel warmte er binnenkomt via ventilatie. Deze warmte moet worden afgevoerd om een bepaald zomercomfort te kunnen aankomen. De uitkomst van een koellast berekening kan bijvoorbeeld zijn dat er in een ruimte 3000 W koelvermogen voorzien moet worden om ervoor te zorgen dat de temperatuur nooit stijgt boven de 26°C.

Een veel gemaakte fout is dat alle koelvermogens op ruimteniveau samengeteld worden om zo het koelvermogen op gebouwniveau te bepalen. Dit is niet correct omdat de zon draait rond een gebouw en de pieken in ruimtes dus ook op verschillende momenten voorkomen. Om dit correct te bepalen worden de koelvermogens voor alle ruimtes per uur berekend. Ruimtes met een raam op het oosten gaan in de voormiddag een piek in de koelbehoefte hebben en voor ruimtes met een raam op het westen is dit in de latere namiddag. Voor elk uur wordt berekend wat de som is van de koelbehoeftes van alle ruimtes. Er wordt dan bepaald op welk moment deze som maximaal is en zo wordt het koelvermogen berekend dat op gebouwniveau nodig is.

Ruimtes gericht op het westen

Ruimtes die een raam hebben gericht op het westen zijn typisch de ruimtes die het meeste koelvermogen nodig hebben. De reden hiervoor is dat deze ruimtes de hele dag door onrechtstreeks verwarmd worden door de andere ruimtes. Op het einde van de dag valt dan ook nog eens de zon op de ramen en daarom worden deze ruimtes warmer dan ruimtes met een andere oriëntatie.

Airco of warmtepomp?

Airco’s zijn toestellen die “diep koelen” of “condenserend koelen”. Hiermee bedoelen we dat ze lucht afkoelen tot onder het dauwpunt en dat er tijdens dit proces dus condensvocht ontstaat. In een airco toestel wordt dit condensvocht opgevangen en daarom kunnen airco’s lucht afkoelen tot een heel lage temperatuur. Warmtepompen daarentegen doen meestal niet aan diep koeling maar aan oppervlakte koeling. Dit wil zeggen dat er gekoeld wordt via de vloerverwarming en dat de lucht niet afgekoeld wordt tot onder het dauwpunt. Anders ontstaat er condensvocht op de vloer en wordt deze nat.

Het voordeel van een airco is dat deze snel werkt en de lucht in ruimtes sterk kan afkoelen. Het nadeel is dat airco’s typisch veel energie verbruiken. Warmtepompen daarentegen kunnen minder snel en krachtig koelen omdat ze lucht niet tot onder het dauwpunt kunnen afkoelen. Het rendement van een warmtepomp is wel veel beter, dus ze verbruiken een pak minder energie. Een warmtepomp zal een ruimte eerder “verfrissen”, maar als dit gecombineerd wordt met zonwering in de ramen is dat normaal voldoende om aangename zomercomfort te bekomen. Een bijkomend voordeel van koelen met vloerverwarming is dat je de vloer wat kan “voorkoelen” voor de zon opkomt. De thermische massa van de vloer wordt afgekoeld naar een zo laag mogelijke temperatuur en daardoor kan de ruimte langer koel gehouden worden gedurende de dag.

Hoe kan je dit zelf eenvoudig berekenen in Heat-Box

Heat-Box is een eenvoudige software tool die gebruikt wordt voor het maken van warmteverlies- en koellastberekeningen.

Het bepalen van het nodige koelvermogen gebeurt door de oppervlakte, de maximum temperatuur en het aantal personen in de ruimte in te geven. Dit kan je eenvoudig zelf doen en dit ziet er dan zo uit:

Verder worden ook nog het type verlichting, het aantal computers en de oriëntatie van de ramen ingegeven. Het berekende koelvermogen ziet er dan zo uit:

We zien hier dat we in de leefruimte een koelvermogen van 4303 W nodig hebben. Op gebouwniveau doet de piek zich om 14u voor en is er een vermogen van 5.21 kW nodig.

Heat-Box laat verder ook nog toe om te bepalen wat de geschatte temperatuur gaat worden in een ruimte als er wel of niet gekoeld wordt. In het onderstaande voorbeeld wordt de leefruimte niet gekoeld en loopt de temperatuur op tot 34.9°C. De slaapkamer wordt wel gekoeld en daar blijft de temperatuur onder de 25°C.