Ook:
thermische activering betonconstructie (TAB). Betonkernactivering
(BKA) is het verwarmen of koelen van een ruimte door een vloeistof,
meestal water, te pompen door zeer lange, diffusiedichte leidingen die in de kern van de
betonnen
vloer of het betonnen plafond zijn aangebracht en niet in de
dekvloer.
De leidingen kunnen aan de wapeningsnetten
worden bevestigd.
Betonkernactivering houdt in:
- het
beïnvloeden en gebruikmaken van de bouwmassa met als doel een aangenaam en
behaaglijk binnenklimaat te creëren
- het principe is gebaseerd op accumulatie van warmte en koude in de
bouwconstructie (warmteaccumulatie);
er wordt ook wel gesproken over de thermische massa (de betonmassa werkt
als buffer in de warmtebelasting)
- er is altijd sprake van lagetemperatuurverwarming (LTV)
- de warmte/koude wordt vervoerd door leidingen in het beton.
Betonkernactivering hoort bij de methoden die een gebouw "thermisch
actief" maken, d.w.z. dat uiteindelijk de gebouwmassa zorgt voor het
verwarmen en koelen van ruimten (uiteraard wordt die gebouwmassa op een bepaalde
manier verwarmd of gekoeld, vaak op een eerder tijdstip).
betokernactivering: |
betonkernactivering, schema: |
De vloeren of wanden, of beide, fungeren als grote "radiatoren"
voor verwarming of koeling. Vanwege de vaak uitstekende isolatie van
eigentijdse gebouwen is slechts een beperkte capaciteit nodig voor verwarmen of koelen.
Door het grote
verwarmend/koelend oppervlak van plafond en vloer hoeft het temperatuurverschil tussen de lucht in de ruimte en het oppervlak van vloer
of plafond slechts klein te zijn om aan de warmtebehoefte of koudebehoefte te voldoen. Door het kleine temperatuurverschil treedt in sterke mate
een zelfregelend effect op. Voor verwarming is een temperatuur van
maximaal ca. 30 graden voldoende en voor koeling ca. 15 graden.
Een buitentemperatuurafhankelijke regeling van de wateraanvoertemperatuur met een
maximum en minimum aanvoertemperatuur van resp. 29 graden C en 18
graden C levert een beter comfort (gelijkmatig binnenklimaat), hogere vermogens en een lager energiegebruik in vergelijking tot een constante
wateraanvoertemperatuur van bijvoorbeeld 22 graden C.
Betonkernactivering kan met warmte-koude-opslag
en een warmtepomp worden gecombineerd,
zoals de onderstaande figuur aangeeft.
betonkernactivering, verwarming/koeling traditoneel en met betonkernactivering; klik voor groter (cement&beton): |
Aspecten van betonkernactivering
- Voor koeling in de zomer zijn, voor een goede uitwisseling van temperatuur,
open
plafonds vereist. Verlaagde of akoestische plafonds zijn dus niet
mogelijk; wel heeft bijvoorbeeld Geelen Beton een akoestische
breedplaatvloer
die volgens de leverancier hiervoor toegepast kan worden. De akoestiek
vergt dus wel de nodige aandacht.
- Radiatoren zijn in principe niet nodig. Door het trage karakter van het systeem heeft het regelen van de temperatuur per ruimte geen zin. Om wel een
snellere of individuele warmte- of kouderegeling te verkrijgen
moet het systeem gecombineerd worden met een aanvullende
installatie. Dit geldt vooral voor kritische ruimten als
computerruimten en ruimten met snel wisselende
thermische omstandigheden zoals vergaderruimtes en kantines.
- Voordeel is ook de relatief lage temperatuur die nodig is voor het
water: door lage temperatuurverwarming (LTV) is het
in principe een energiezuinig systeem en kan gebruik gemaakt worden van duurzame energie door middel van warmtepompen.
- Betonkernactivering dient te worden gecombineerd met een luchtbehandelingssysteem doordat
het vermogen van betonkernactivering te klein is om dekking te kunnen geven
aan het ventilatiewarmteverlies (en om andere pieken/dalen op te
vangen).
- De mate van koeling en verwarming via betonkernactivering is mede
afhankelijk van de zonwering (technisch te combineren?).
- De soort vloerafwerking schijnt nauwelijks van invloed te zijn op de
energieoverdracht via betonkernactivering.
- Of dikker beton werkelijk gunstiger is voor betonkernactivering (vanwege de
accumulatie) dan dun beton is niet echt duidelijk,
bijvoorbeeld: het duurt langer om
een grote massa te verwarmen, maar is de massa eenmaal opgewarmd dan
staat ze geleidelijker de warmte af en een dunnere vloer is vanwege zijn lagere warmtecapaciteit gevoeliger voor externe
belastingen waardoor de watertemperatuur in de leidingen vaker
aangepast moet worden.
- De starttijd en de lengte van de werkdag zijn medebepalend.
- Gebruikmaken van het lage energietarief door 's nachts of 's morgens
vroeg al op te warmen of te koelen.
- Het aanleggen van het leidingenstelsel is complex en vergt veel tijd.
Allerlei andere leidingen dienen zich in het beton te bevinden omdat die anders
wel heel zichtbaar zijn. Bij doorvoeren dient er rekening gehouden
te worden met de locatie van de alle leidingen.
- Boren e.d. in vloeren en muren met betonkernactivering is uiteraard zeer
gelimiteerd.
- Vooralsnog wordt betonkernactivering vrijwel uitsluitend bij
kantoren toegepast.
- Vraag: is massief beton vereist om goede en gelijkmatige overdracht van warmte
mogelijk te maken, dus geen Airdeck en Bubbledeck?
Kant-en-klare systemen
Van Nieuwpoort prefab beton heeft een breedplaatvloer
met geïntegreerde leidingen voor betonkernactivering; de leidingen
bevinden zich iets lager dan de betonkern. "Bij
breedplaatvloeren kunnen de leidingen voor betonkernactivering eenvoudig op
elke gewenste hoogte worden aangebracht. Door de leidingen in de fabriek al aan
te brengen, wordt vertraging in het bouwproces voorkomen."
Climadeck heeft
een systeem waarbij de leidingen in de kanaalplaat
geïntegreerd zijn; het accumulerend vermogen en de snelheid van
verwarmen zal (aan de bovenzijde van de plaat) door de
luchtkanalen echter wel geringer zijn dan bij massief beton van
dezelfde dikte (het is immers geen homogene constructie).
Vloerverwarming?
Vloerverwarming is wezenlijk verschillend van betonkernactivering:
- bij betonkernactivering benut je de warmteopslag of koudeopslag van beton
als het beton de warmte of koude later weer afstaat
- bij vloerverwarming/koeling verwarm of koel je de ruimte vlak boven de vloer
en wil je juist vermijden dat het beton verwarmd of gekoeld wordt, omdat dat in
deze situatie energieverlies is en dus minder warmte aan de vloer kan worden
afgestaan.
breedplaatvloer van nieuwpoort prefab beton: |
kanaalplaatvloer met betonkernactivering: |
Documentatie
-
Thermisch
actief bouwen
Teksten en foto's o.m. van Rijksoverheid
Duurzaam Bouwen, Jeroen Rietkerk (TU/e),
Van Nieuwpoort prefab
beton en Cement&BetonCentrum.
Verg. energiezuinige
woning, warmtepomp en warmte-koude-opslag
(WKO) als andere energiezuinige methoden om van "warmte en
koude" gebruik te maken om de temperatuur van de ruimte aan te
passen.
De energiepaal is als heipaal
een eenvoudige variant van betonkernactivering.
Eng. concrete core activation (contec)