Typ om te zoeken

In the spotlight Techniek Woonzorgcentra Ziekenhuizen

Koeling: gegarandeerd voor elk type zorgvoorziening tijdens hittegolven?

Delen

Namen deel: Gilles Ghequiere (Conceptadviseur, Renson); Roger Albertijn (Manager Technische Diensten en Infrastructuur GZA); Michael Vanholst (Consultant Health Care Heating/Koeling Daikin); Mieke Tielemans (Product Manager Sunprotection, Renson); Raf Schildermans (Directeur, IFTECH); Danny Vandewalle (Consultant residentiële Heating/Koeling Daikin); Gregory Verhaeghe (Project Engineer Technieken HVAC, SDK – Studieburo De Klerck) en Martin Claeys (Technisch Directeur, vzw Domino, Gent).

De hittegolf van juli 2019 was extreem, maar kwam voor ziekenhuizen, woonzorgcentra en assistentiewoningen niet onverwacht. De vraag naar binnenruimtekoeling zit al enkele jaren in de lift. Mobiele airco units zijn traditioneel dé standaardoplossing om hittepieken op te vangen. Zorg & Techniek vroeg de zorgsector, een studiebureau en enkele technische experts naar gangbare practices en opties. Het resultaat: een kruisbestuiving van waardevolle inzichten op maat van elk type zorgvoorziening en bouwproject.  

Martin Claeys: “Het binnenbrengen van verse lucht en de afvoer ervan gebeurt in ons WZC en aanpalende assistentiewoningen via een ventilatiesysteem type D. ’s Nachts draaien de luchtgroepen, overdag staan ze uit. Koeling is er alleen in de gemeenschappelijke ruimtes van het WZC waar door middel van een split unit airco gekoeld kan worden van 40°C buiten naar de volgens het Hitteplan wettelijk voorgeschreven grens van 27°C in een WZC. Op de kamers in de assistentiewoningen is het zonder koeling te warm tijdens een hittegolf. Ideaal zou voor de nieuwe assistentiewoningen en appartementen die we bouwen in de voormalige Gentse Volkskliniek – we strippen dat gebouw uit de jaren 80 volledig – een systeem zijn waarmee we individueel kunnen verluchten, verwarmen en koelen. We willen onze huurders individueel en op maat hun koeling of verwarming laten kiezen, zodat zij zelf hun kostenplaatje kunnen bepalen.” Roger Albertijn vult aan: “Voor ziekenhuizen – meer bepaald verloskwartieren, operatiekwartieren en labo’s – gelden strengere koelingsregels. De toegelaten maximumtemperatuur hangt af van de afdeling. Door de accreditatiegolf van de laatste jaren is er ook een trend om verpleegposten en medicatieopslagplaatsen sterker te koelen. In bestaande installaties en gebouwen zijn er niet veel andere mogelijkheden dan mobiele airco units om de pieken op te vangen. Afschermingen en het verplaatsen van eenheden zijn ook tijdelijke oplossingen. Bij GZA hebben we daar afgelopen zomer aan kunnen voldoen. De meeste assistentiewoningen zijn gekoppeld aan een WZC en hebben een centrale ruimte met koeling waar de bewoners naartoe kunnen. Individueel gekoelde kamers zijn nog uitzonderingen. Punt is dat bewoner en patiënt steeds mondiger worden. Iedereen is gewend aan airco in de auto. Dat was 15 jaar geleden niet het geval. Patiënten en bewoners juist informeren en het personeel trainen hoort daar ook bij. Het is een continu spanningsveld in bestaande instellingen.” 

Is zonwering een geschikte tijdelijke oplossing? En wat bij renovatie of nieuwbouw? 

Roger Albertijn: “Voor een nieuw WZC dat we bouwden met een BEO-systeem, betonkernactivering, lucht-luchtwarmtepompen voor koeling, kunnen we perfect zonder zonwering de temperatuur regelen. Het binnencomfort is gegarandeerd. Zelf ben ik wel voorstander van een goede buitenzonwering met lamellen in plaats van screens voor een betere afscherming en met behoud van het uitzicht voor de bewoners.” Gilles Ghequiere: “Met intensieve natuurlijk ventilatie alleen geraak je al heel ver – je haalt ‘s nachts extra grote stromen koelere buitenlucht binnen om het gebouw te laten afkoelen. Dat kan ondersteunend werken voor de kilowatts die nodig zijn om het gebouw ’s nachts maximaal te koelen. Door het juist combineren van dynamische buitenzonwering en intensieve ventilatie, kan je binnen tot 10°C lager koelen dan de buitentemperatuur. Het GBS speelt daar een belangrijke rol in. Screens gaan op warme dagen bij voorkeur al ‘s morgens vroeg naar beneden, nog voor de zon binnen kan schijnen. Hetzelfde voor intensieve ventilatie: opengaande raamroosters moeten afgesloten blijven zolang de zon schijnt. Dankzij deze combinatie kunnen we maximaal de inertie van het gebouw benutten. Daar bovenop kunnen tijdens piekmomenten airco of andere technieken ingeschakeld wordenWindvaste screens bewezen al uitgebreid hun nut in meerdere zorginfrastructuurprojecten.” Mieke Tielemans: “Een buitenzonwering die werkt op zonne-energie kan je trouwens perfect installeren zonder nieuwe elektriciteitsvoorzieningen te moeten aanleggen. Bij een grote renovatie met grote raampartijen is de combinatie van dynamische buitenzonwering met een passief ventilatiesysteem voor nachtkoeling naar onderhoud interessant. Bij externe doekzonwering is onderhoud van binnenuit mogelijk. Goed voor een gemiddeld rendement (afhankelijk van de leeftijd en isolatienormen van het gebouw) én je kan de bewoners het systeem individueel laten bedienen. Bij een extreme piek kan je als back-up nog altijd airco of een ander koelingssysteem inschakelen.” Gilles Ghequiere: “Screens kunnen bovendien autonome systemen zijn. Met een zonnesensor op de gevel gaan alle screens op het juiste moment naar beneden of naar boven en met een draadloze schakelaar kan een bewoner dat overrulen. Geschikt voor renovatie- maar ook voor nieuwbouwprojecten, waarbij je dan wel kabels voorziet die aangesloten worden op het GBS.” 

Voor juiste koeling op het juiste moment is dimensioneren en afregelen van installaties belangrijk.  

Roger Albertijn: “Zeker bij extremere zomertemperaturen moet je als exploitant een verschil van ongeveer 10°C instellen en regelen tussen de buiten- en de binnentemperatuur. Installaties in België zijn ontworpen voor 30-33 °Cterwijl we afgelopen zomer naar de 40°C gingen. Veel installaties zijn daar niet op gedimensioneerd en dan draait de installatie kapot. Koeling garanderen, is daarbij hét aandachtspunt. Er zijn meer warme periodes en ze duren langer. We gaan naar een piekendimensionering van 2%, maar dat is op zich al bijna geen piek meer.” Michael Vanholst: De bouwheer bepaalt of de installatie ontworpen wordt voor 32°C of 35°C. Ik had klanten die deze zomer bij 40°C van de luchtgroepen dezelfde inblaastemperaturen verwachtten. Maar het temperatuurverschil tussen buiten en binnen evolueert mee. Staat daarbij de koeling op 100% in een gebouw gedimensioneerd op 35°C, dan is een afschakelplan noodzakelijk of je krijgt problemen. Bewustwording over de juiste dimensionering is dus heel belangrijk. Gregory Verhaeghe: “Het is inderdaad belangrijk om niet enkel te kijken naar die ene piek, maar naar het gemiddelde profiel over de hele dag. Elk gebouw heeft een bepaalde thermische inertie. Daarom gaan we over naar dynamische simulaties van de binnentemperatuur over 24 uur om het juiste buitentemperatuurprofiel voor een gebouw te kiezen. Voor niet-kritische gebouwen kan dat op basis van de op 2% na strengste dag. Bij kritische oplossingen kijk je naar de allerextreemste dag. Dan zie je dat de vermogens die je nodig hebt om de laatste 2% te overbruggen heel groot zijn. De ontwerpkeuze bepaalt dus hoever je daar in gaat. We zien een shift in de vraag van de bouwheren naar aanleiding van de comfortverwachtingen van de bewoners, nog versterkt door de objectieve toename van de buitentemperaturen. De verwachtingen worden ook hoger bij een nieuwbouw. Zoveel investeren in isolatie, maar ’s zomers te warm: dat passeert niet meer.” 

Vraagsturing is naast dimensionering een belangrijke factor op adequate koeling en op het vlak van energieverbruik. 

Gilles Ghequiere: “Welk vermogen is nodig voor een gezond binnenklimaat met zo weinig mogelijk luchtverplaatsing? Met een vraaggestuurd ventilatiesysteem trek je in de winter zo weinig mogelijk koude lucht binnen, in de zomer zo weinig mogelijk warme lucht. Nog een voordeel van vraagsturing voor een ventilatiesysteem is het lagere elektriciteitsverbruik. De luchtgroepen verbruiken veel minder wanneer ze exact inspelen op de behoefte en de onderhoudskosten dalen binnen het EPB energetisch totaalpakket.” Gregory Verhaeghe: “Klopt, vraagsturing zorgt voor een grote besparing op elektrisch verbruik van ventilatie in kantoren en vergaderzalen. CO2 is een goede marker om die ventilatie te sturen. In de zorg ligt dat wel moeilijker. CO2 als marker in ruimten die verhoudingsgewijs veel groter zijn dan een klas of een vergaderlokaal, werkt niet. Een persoon met een laag metabolisme produceert weinig CO2. Dan kom je altijd uit op een minimumventilatie.” Gilles Ghequiere: “In de zorg meten we op VOC’s voor de vraagsturing: geuren, gassen en solventenCO2 is daar veel minder relevant.” Martin Claeys: “Vraagsturing om te koelen in individuele kamers, ligt niet voor de hand.” Gilles Ghequiere: “Individuele ventilatie per klep is mogelijk via het GBS. Het dan wel van belang dat deze lucht naar buiten word afgevoerd (via een C-ventilatiesysteem) 

Monitoring, opvolging en onderhoud zijn al even belangrijk als vraagsturing en dimensionering 

Michael Vanholst. “Een installatie moet correct gebruikt worden om piekperiodes juist op te vangen. Een voorstudie is altijd belangrijk, maar permanente monitoring, inloggen vanop afstand en prestatiebeschrijving evenzeer. Installaties moeten ook onderhouden worden, liefst voor én na de zomer.” Gilles Ghequiere: “Elk C+ systeem dat bij ons de deur uitgaat, wordt gemonitord om te weten hoe een gebouw ‘leeft’ en om daar over langere termijn een patroon uit te distilleren. Monitoring maakt nieuwe technieken ook mogelijk als terugverdienmodel. Als verhuurder kan je op basis van de monitoringdata de koeling en de verwarmingsvraag individueel aanrekenen. Gregory Verhaeghe: “Monitoring is absoluut een trend. Commissioning bij de oplevering wordt vaak gevraagd. Bij meer dan de helft van de ventilatie-installaties is de inregeling niet goed gebeurd. Wij controleren dus alle instellingen en blijven opvolgen, meestal via het GBS zoals we doen in het Maria Middelaresziekenhuis. Het BEO-veld daar werkte niet zoals vooropgesteld. Dat hebben we kunnen bijstellen. What gets measured gets managed.” 

Isolatie is belangrijk voor energiezuinig bouwen, grote ramen met veel daglicht zorgen voor meer welzijn bij de bewoners – maar wat zijn de nadelen daarvan tijdens hittepieken om een gezond binnenklimaat te garanderen? 

Danny Vandewalle: “Door de grote inertie van gebouwen – waar vaak vloerverwarming gebruikt wordt – raken die niet gauw afgekoeld. Isolatie draagt bij tot het koelingsprobleem, net als grote ramen. Als de zon laag staat, warmt het gebouw snel op. Drie lagen glas houdt dat niet tegen. Daardoor wordt de ‘piek’ een tijdsblok. Gregory Verhaeghe: “Toch is de trend naar lichtere structuren zoals houtskeletbouw geen goed idee in het licht van frequentere periodes van oververhitting. Je wil structuren met een grote thermische massa die de warmte en de koelte vasthouden. Denk aan de koelte in een kerk in de zomer. Die temperatuur is ook constanter dankzij de dikke muren.” Martin Claeys: “Maar in een kerk wordt er niet verlucht. Wij trekken warme lucht binnen in een oud gebouw. Zelfs als de stadsverwarming (stoom uit WKK, wdh) zou uitvallen, zou het dagenlang niet afkoelen. Het is er altijd te warm. En tegelijk hebben bejaarden het altijd te koud. Inertie is belangrijk, maar het is ook een nadeel.” 

Welke fundamentele stappen zijn mogelijk en wenselijk in bestaande gebouwen en bij renovatie en nieuwbouw voor WZC en assistentiewoningen met een vraag naar een individueel regelbaar systeem? 

Gregory Verhaeghe: “Allereerst: we kunnen drie soorten koeling definiëren. Er is passieve koeling via de combinatie van zonwering, gebruik van de gebouwmassa en intensieve ventilatie. Dan kunnen we berekenen welk binnencomfort er ontstaat bij welk buitencomfort. De tweede manier is een ventilatiesysteem D combineren met topkoeling: verse lucht verdelen en de lucht voorkoelen. Nog geen perfecte comfortkoeling, maar toch beter. Maar ook nog altijd collectief. De derde soort koeling is een individueel systeem per ruimte. Dat brengt een grotere installatiekost mee, maar dan kan je ook meer vermogen plaatsen. Die keuze is aan de voorzieningen. Met comfortkoeling dan kan je elke ruimte koelen zoals je vooropstelt, via een individueel regelbaar systeem. Michael Vanholst. “Een mooi voorbeeld van een tussenoplossing is een lucht-luchtsysteem dat zowel actief kan verwarmen als koelen, gedimensioneerd op basis van kameroriëntatie en tussenseizoenen. Het Daikin VRV-systeem biedt een energie-efficiënte manier om te verwarmen en gelijktijdig te koelen. Naar geïnstalleerde prijs per m² schommelt dat tussen de 150 à 250 euro afhankelijk van het systeem en indeling.” Danny Vandewalle: “In het woonproject Zuidburg in Veurne met afhankelijke serviceflats plaatsten we airco in de slaapkamers en de woonkamers. Aparte units met elk een gesloten systeem op basis waarvan elke bewoner een individuele factuur kan krijgen. Raf Schildermans: “Vanuit de zorgsector zien we de vraag voor koeling vanuit geothermie stijgen. We hebben nu toch in een aantal WZC koeling aangelegd via een BEO-veld. Daar halen we in de zomer aanvaardbare temperaturen mee, niet alleen in de gemeenschappelijke ruimtes maar ook in de kamers. Er zijn appartementen met vloerverwarming waar koeling wordt toegepast met collectieve opwekking gekoppeld aan een BEO-veld. Typisch wekken we centraal 30°C op voor verwarming. Met een booster voor de warmtepomp maken we warm water aan. We kunnen ook continu 12°C verspreiden om koeling te voorzien. Een trend is ook gebouwen clusteren en voorzien van zo’n lage temperatuurnetwerk. Daar kan je een hoog koelingsrendement mee behalen. Van warmtenetten zal stilaan afgestapt worden. Die beantwoorden maar de helft van de vraag.” Danny Vandewalle: “In Londen test Daikin een centraal verwarmingsnet van 15-30°C. Ieder appartement wordt met geothermie bediend met een zeer goede COP (coëfficient of performance of rendement, wdh). Daarmee kan je dan koelen op je vloerverwarming.” 

Roger Albertijn: “Een BEO-veld is een collectieve voorziening. Wanneer de ene bewoner geen koeling wil en de andere wel, dan heb je toch een individueel regelsysteem nodig?” Raf Schildermans: “Voor vloerverwarming in appartementen is er een collector die voor verwarming of voor koeling wordt aangestuurd. En er is een moment dat er geschakeld wordt tussen verwarming en koeling…” Roger Albertijn: “Maar hoe bepaal je dan het individuele verbruik? Via een debietmeting? Ik wil niet betalen voor de koeling van de andere bewoner, horen we danEen objectieve, betrouwbare en betaalbare individuele facturatie is dé uitdaging voor assistentiewoningen. Martin Claeys: “Plus: geothermie is wegens plaatsgebrek geen optie voor ons stedelijke WZC. Isoleren, de zon weren, verluchten zijn dan inderdaad eenvoudige oplossingen. Het koelelement kan volgens mij enkel via individuele units die we op één of andere manier moeten doorrekenen aan de bewoners.” Raf Schildermans: “Geothermie vereist inderdaad vaak een verregaande renovatie. Het is moeilijk in een bestaand complex in te passen, al is het niet onmogelijk met een KWO-systeem, maar voor een BEO is voldoende oppervlakte nodig. Qua pricing voor bewoners in individuele kamers zien we een oplossing in een vast tarief als onderdeel van de huurprijs bij aansluiting op een geothermisch net. Die aansluiting zelf maakt dan deel uit van de operationele kosten van de zorginstelling.” 

Wat zijn de conclusies voor de exploitanten?  

Roger Albertijn: “In ziekenhuizen is koeling garanderen nog het gemakkelijkst. Voor patiëntenkamers zijn er oplossingen via geothermieEr is geen individuele afrekening voor de patiënt nodig. De verplichte gekoelde ruimtes hebben klassieke (airco)oplossingen nodig. In de collectieve ruimtes voldoen in principe warmtepompen. Alleen zien we dat er meer en meer vraag naar koeling is en dat de regulering strikt geklimatiseerde lokalen eist. Ook in de WZC raakt bij nieuwbouw geothermie of warmtepompen ingeburgerd. Bij serviceflats of assistentiewoningen blijft de uitdaging wél bestaan, ook gezien de exploitatiekost en de onderhoudscontracten. De continue zekerheid van onderhoud en service is een belangrijk element. Wij bouwen niet voor 5 jaar of 10 jaar maar voor 20 jaar.” Martin Claeys: “Acuut of niet-acuut is ook een goed onderscheid voor deze problematiek. Een acuut ziekenhuis met een korte verblijfsduur, is niet te vergelijken met een continuverblijf als een assistentiewoning. Daar heb je dus verschillende oplossingen voor nodig.”  

Geef een reactie