Voorziening | Betonkernactivering

Betonkernactivering

(Bron: galeo.fr)

Bij het activeren van de betonkern wordt de thermische massa van de betonplaat gebruikt om het gebouw te verwarmen en te koelen door er water doorheen te laten lopen. Voor dit principe van warmteaccumulatie in de vloerplaat bestaan er overigens verschillende synoniemen, zoals actieve vloerplaat, 'concrete core activation', 'active slab', 'slab cooling', 'thermal active building system' (TABS).

Wat zijn de verschillen met vloerverwarming?

Vloerverwarming en betonkernactivering zijn vergelijkbare emissiesystemen, maar aan de hand van de volgende verschillen kunnen we ze van elkaar onderscheiden:

 BetonkernactiveringVloerverwarming
Type warmteVerwarming en koelingVoornamelijk verwarming
EmissieoppervlakVloer en plafondVloer
ConstructietechniekenBinnen in de betonplaatIn de dekvloer
BestemmingenAlleen tertiairTertiair en residentieel

image1

(Bron: Bati'life)

Voor welke gebouwen kan een betonkernactivering gebruikt worden?

De verwarmings- en koelvermogens zijn relatief beperkt, wanneer er gebruikgemaakt wordt van betonkernactivering. Daarom kan deze techniek uitsluitend overwogen worden voor bijzonder energie-efficiënte gebouwen (isolatie van het lage-energie- of passiefbouwtype, inrichtingen die de interne - en de zonnelasten beperken , …).

Bovendien is het systeem net zoals bij vloerverwarming weinig reactief. Om die reden wordt deze techniek gebruikt voor bestemmingen met een continue bezetting doorheen het jaar, zoals kantoren, ziekenhuizen , …

Op welke punten moet er bij het ontwerp van een activering van de betonkern gelet worden?

Afwerkingskeuze

De aanwezigheid van valse plafonds of valse vloeren zal het emissievermogen van de vloerplaat naar de aangrenzende ruimte toe aanzienlijk beperken. Bij het opteren voor de voordelen die dit lichaam te bieden heeft, moeten dergelijke afwerkingen dan ook best vermeden worden of minstens toch slechts in beperkte mate gebruikt worden (bv. in circulatiezones).

Geluidsbeperkingen

Om de emissievermogens van de techniek te garanderen, moet het gebouw ontworpen zijn zonder valse vloeren en/of valse plafonds. Van bij de aanvang van het project zal er dus een bijzondere aandacht moeten uitgaan naar de compenserende maatregelen waarmee de akoestiek van de ruimten gegarandeerd zal kunnen worden en met name naar de akoestische correctie-elementen (verticale akoestische schermen, geluidseilanden, meubilair, …).

image2

Overzicht van de verschillende maatregelen om de akoestiek in kantoren te vrijwaren (Bron: Energie+ )

Aanpasbaarheid

Wanneer de behoeften van de toekomstige gebruikers niet gekend zijn (verhuur, cascoverkoop, …), kunnen er in de vloerplaat ook wachtleidingen voorzien worden, waarop lokale emissiesystemen aangesloten kunnen worden.

Schommelende interne bijdragen

Voor ruimten die aan sterk schommelende interne bijdragen onderworpen zijn (naar het zuiden gerichte vertrekken, vergaderzalen, …), kunnen de waterleidingen dichter bij het emissieoppervlak geplaatst worden. Dit zal het vermogen en de reactiviteit van het systeem vergroten.

Coördinatie

Van de ontwerpfase tot aan de oplevering vergt deze techniek een zeer goede coördinatie van alle tussenkomende partijen , aangezien dit systeem een impact heeft op:

  • de akoestiek (ontbreken van valse plafonds en valse vloeren);
  • de stabiliteit (dikte van de betonplaten);
  • de andere technieken (doorgangen van leidingen, kokers en elektriciteit);
  • de termijnen van de werken (prefab- of ter plaatse geplaatst systeem, bescherming van de leidingen, tests).

Daartoe zal er gebruikgemaakt worden van een doeltreffend projectbeheer door te opteren voor een geïntegreerd ontwerpproces dat de verschillende actoren van het project laat participeren.

image3

Implementatie van een betonkernactivering (Bron: Bine )

Welke parameters beïnvloeden de dimensionering van de betonkernactivering?

Over het algemeen worden er geprefabriceerde leidingen gebruikt, die in de fabriek op metalen structuren bevestigd worden. Voor kleine oppervakken worden de leidingen ter plaatse vastgemaakt aan de metalen structuur.

image4    image5

Plaatsing van prefabmodules (Bronnen: Rehau , Enob )

Het vermogen van het systeem hangt af van de ruimte tussen de buizen, de dikte van het beton, de vloer- en plafondbekleding en het temperatuurregime. Wat dit laatste betreft, zal de voorkeur uitgaan naar een laag-temperatuurregime in verwarmingsmodus en naar een hoog-temperatuurregime in koelmodus.

Er wordt ook aangeraden om een beroep te doen op een studiebureau dat gespecialiseerd is in speciale technieken en stabiliteit voor de dimensionering van een emissie via betonkernactivering.

Onderstaande tabel geeft de temperatuurlimieten van het waternetwerk aan, die gerespecteerd moeten worden om het comfort van de gebruikers te garanderen, en vermeldt verder ook de maximale emissievermogens van een dergelijk systeem.

VerwarmingsmodusKoelmodus
Emissietemperatuur T max < 28 °C T min > 18 °C
Maximaal afgegeven vermogen 30 à 40 W/m²40 à 50 W/m²

Dimensioneringskarakteristieken van de betonkernactivering

Hoe de betonkernactivering regelen?

Bij een betonkernactivering moet er vooral op toegezien worden dat de oppervlaktetemperatuur van het beton zich op jaarbasis tussen 20 en 25 °C situeert. Aan de hand van de in het beton geplaatste sensoren kan de toevoer- en retourtemperatuur van het water alvast bepaald worden en gezien de geringe reactiviteit van het systeem zal de ingestelde temperatuur van het water dat door de betonnen vloerplaat circuleert, geregeld moeten worden op basis van de voor de komende 2 à 3 dagen verwachte buitentemperatuur . Verder zullen er temperatuursensoren toegevoegd worden aan het oppervlak van de betonnen vloerplaten om de ingestelde watertemperatuur te controleren en te reguleren.

Diezelfde regeling zal de productierendementen kunnen optimaliseren door gebruik te maken van het defaseringsfenomeen dat veroorzaakt wordt door de inertie van de vloerplaat. Zodoende zal men in het geval van een koudeproductie door een lucht/water-warmtepomp deze 's nachts kunnen laten werken, wanneer er door de weersomstandigheden betere COP-waarden (' Coefficient Of Performance ', vermogenscoëfficiënt) gehaald kunnen worden.

Voor het overige gaat de activering van de betonkern ook gepaard met een zelfregulerend fenomeen. Dit fenomeen heeft daarbij tot gevolg dat het emissievermogen afneemt, naarmate het temperatuurverschil tussen bodem- en omgevingstemperatuur verkleint. Voor meer toelichting omtrent dit fenomeen verwijzen we u graag naar de verklaring die ter zake gegeven wordt bij de voorziening over vloerverwarming.

En tot slot zal dankzij de regeling elk risico op condensatie vermeden kunnen worden bij koude-emissie.

Wat is de impact van een oppervlakteverwarming op de energieprestatie van gebouwen?

De betonkernactivering wordt binnen een EPB-kader gelijkgesteld met een oppervlakteverwarming. Dit type van emissie verbetert het resultaat met betrekking tot het verbruik aan primaire energie naar rato van 1 à 3 kWhep/m².jaar.

➩ Meer weten

bijgewerkt op 13/12/2016