Basisschool De Blauwe Ster in Monnickendam kiest voor all-electric

Referentie details

  • Locatie Monnickendam
  • Oplevering 2017
  • Branche Onderwijs

Een goed binnenklimaat is belangrijk, zeker voor basisscholen. Leerlingen presteren er beter door en het zorgt voor minder ziekteverzuim onder leraren en leerlingen, zo ervaart bassischool De Blauwe Ster in Monnickendam. Een vooruitstrevende all-electric oplossing met onder meer een omkeerbare VRF lucht/lucht-warmtepomp op de twee luchtbehandelingskasten, CO2-opnemers en dimbare infraroodpanelen voor verwarming bewijst er zijn meerwaarde.

De Blauwe Ster is een school waar kinderen de ruimte krijgen om zich te ontwikkelen. Die ontwikkeling vindt plaats in een
compleet gerenoveerd gebouw. Aan twee kanten van de school is in mei 2017 een stuk aangebouwd, het hele gebouw is
verder goed geïsoleerd en volledig van het gas gehaald. “De school werd traditioneel verwarmd door middel van CV-ketels en radiatoren. Van ventilatie was nauwelijks sprake. Per klaslokaal was zo’n 5.500 watt CV-capaciteit aan radiatoren opgesteld”, vertelt Jaap Winder, werktuigbouwkundig adviseur en directeur-eigenaar van Winder Techniek. Zijn ontwerp staat aan de basis van de transitie die de school heeft gemaakt op het gebied van verwarmen, koelen en ventileren. “Het heeft best wat voeten in de aarde gehad. Een voorbeeld? We kwamen er bijvoorbeeld achter dat de plafonds hier twee en halve meter hoog zijn. Tussen het plafond en het dak is nauwelijks ruimte om de luchtkanalen voor de bijna twintig ruimten krijt te raken. Die kanalen lopen nu voor een groot deel buitenom, over het dak”, verteld Winder.

VRF-warmtepomp

Op dat dak staat ook de VRF lucht-warmtepomp van Mitsubishi Electric, met een rendement van 400 procent. “Je stopt het 1 kilowatt in en je krijgt er 4 kilowatt warmte voor terug”, glundert Winder. Vanzelfsprekend is dit een belangrijke schakel in de hele installatie, stelt hij. “Deze omkeerbare VRF-warmtepomp met DX-blok staat in de uitblaaslucht van de luchtbehandelingskasten (lbk’s) en pakt de restwarmte of restkoude uit de uitblaaslucht. De ventilatie-toevoerlucht naar de leslokalen en de overige ruimten wordt hiermee op een efficiënte manier naverwarmd en in de zomer nagekoeld. Bij een buitentemperatuur van min 10 graden Celsius blaast de installatie lucht van 23 graden Celsius in. Als het buiten 20 graden Celsius is, wordt lucht van 20 graden het gebouw ingeblazen. Als het buiten warmer is dan 24 graden, dan gaat de warmtepomp in koudestand.” Efficiency staat ook centraal bij de verwarming van de leslokalen en ruimten, waardoor dimbare infraroodpanelen (IFR) worden toegepast. In totaal zijn 110 IFR-panelen geïnstalleerd in de plafonds. Deze IFR-panelen zijn voorzien van een comfortregeling, waardoor de leraren de mogelijkheid hebben om de temperatuur per ruimte met drie graden Celsius te verhogen of te verlagen. “Infraroodverwarming werkt anders dan centrale verwarming met radiatoren of vloerverwarming. In plaats van lucht op te warmen, straalt infraroodverwarming de leraren en leerlingen in de ruimte direct aan. Door deze panelen te combineren met ventilatie ontstaat een heel aangename en goed regelbare temperatuur in de leslokalen en overige ruimten in de school”, legt Winder uit.

Setpoint

Bij het opstarten van de ventilatie wordt het setpoint van de IFR-panelen in de ruimten verlaagd en schakelen ze automatisch uit. De ventilatie met warmtepomp neemt de verwarming dan over. Winder licht het toe: “Als de leerlingen via de entree binnenkomen, zorgt dat ervoor dat het CO2 PPM-niveau oploopt. Bij 500 PPM start automatisch de ventilatie-installatie. De ventilatie is voorzien van een warmtewiel, recirculatiekleppen en omkeerbare DX-warmtepomp die ervoor zorgt dat de aanvoertemperatuur van de lucht weersafhankelijkheid wordt aangestuurd.” Volgens Winder is het verschil met de oude situatie enorm. “Met alleen convenctiewarmte via de radiatoren en nauwelijks ventilatie was de luchtkwaliteit ronduit slecht.” Bovendien kunnen bij te weinig ventilatie in klaslokalen klachten als geurhinder, oogirritatie, hoofdpijn en abnormale vermoeidheid voorkomen. Winder: “CO2 veroorzaakt deze effecten overigens niet zelf. Klachten ontstaan door te hoge concentraties van andere stoffen die zich ophopen, of door te weinig zuurstof. Er zijn aanwijzingen dat door een slechte binnen luchtkwaliteit op scholen de leerprestaties van kinderen verminderen.  Verder zijn er aanwijzingen dat bij hoge CO2-concentraties in klaslokalen de gezondheidsklachten toenemen, en dat heeft men hier ook ervaren. Dankzij de nieuwe klimaatinstallatie is het ziekteverzuim onder leraren en leerlingen veel lager.

Luchtbehandelingskasten

Het geoptimaliseerde binnenklimaat is ook te danken aan de twee luchtbehandelingskasten, beide voorzien van een CO2-regeling, een regeling voor de hoeveelheid verse lucht, en een circulatieregeling. “Ieder lokaal heeft 615 kuub aanvoerlucht nodig. Deze lucht wordt via geluidsarme roosters de lokalen en overige ruimten ingeblazen. In beide centraal geplaatste lbk’s, die zorgen voor de aanvoer- en afvoerlucht van alle lokalen en ruimten, is een CO2regeling geplaatst. Als er minder dan ongeveer 500 PPM CO2 in de retourlucht wordt gemeten, wordt er geen verse koude buitenlucht (in de winter) of te warme buitenlucht (in de zomer) aangevoerd. Als het CO2-aandeel boven de 550 PPM komt, gaat de buitenluchtklep voor een bepaald deel open en de recirculatieklep voor een bepaald deel dicht”, aldus Winder. Hij vertelt dat de precieze afstelling tijd heeft gekost. “Dat is een kwestie van monitoren en finetunen. Bij een oplopend CO2-aandeel in de lucht draaien de toe- en afvoerventilatoren op een hoger toerental.” Die ventilatoren zorgen overigens ook voor de gewenste druk in het luchtkanaal. “De druk wordt geregeld op een instelbare strooklijn op basis van CO2-waarden in het retourkanaal. Bij een laag CO2-gehalte in de retourlucht, bijvoorbeeld wanneer de school tijdens de vakanties is gesloten en leerlingen en leraren afwezig zijn, wordt er minder buitenlucht toegelaten, Hierdoor wordt veel energie bespaard”, zegt Winder.

Begrenzing

In de zomer en winter verschillen de instellingen. Zo is er een maximale begrenzing bij het koelen in de zomer. “bij een koelvraag wordt het toerental van de ventilator bijgesteld. ZO kan bij een buitentemperatuur van 23 graden Celsius bijvoorbeeld meer koele lucht met een lagere relatieve luchtvochtigheid in de lokalen worden gebracht.” Winder legt het verder uit: “Door de druk over het relatief kleine verwarming- en koelblok eenmalig af te stellen, zal de buitenunit niet op hoge of lage druk uitvallen. En omdat het blok, waar ongeveer een derde van de totale lucht doorheen gaat, zeer sterk kan worden afgekoeld, haalt het alle vocht uit een derde van de lucht. Het resultaat is dat in de zomer de luchtvochtigheid van de leslokalen en overige ruimten ideaal is. Dit werkt comfort verhogend, de lichamen van de leerlingen en het onderwijzend personeel kunnen hun warmte hierdoor makkelijker kwijt.” Het koelen en ontvochtigen in de zomer is volgens Winder dus een prettige bijkomstigheid. “En het klimaatsysteem kan dit doordat de VRF-warmtepomp kan worden omgekeerd, om zo dankzij het DX-blok veel vocht uit de toevoerlucht te halen.”

Kostenbesparing

Behalve dat de installatie de luchtkwaliteit optimaliseert, zorgt hij ook voor kostenbesparing. “De gebruikskosten zijn laag dankzij deze all-electric oplossing, De verwarming wordt immers verzorgd door infraroodpanelen die dimbaar zijn uitgevoerd en standaard bij een warmtevraag starten op een vermogen van 30%. Onder de 30% vermogen is de stralingswarmte niet voelbaar voor mensen en de wandthermostaat. Dat percentage loopt natuurlijk op wanneer er meer warmte via de wandthermostaat per ruimte word gevraagd. Groot voordeel, en duurzaam tegelijk, is dat de stroom voor de installatie zelf wordt opgewekt door 150 zonnepanelen met elk een vermogen van 275 p. Zo grijpt alles in een: we realiseren ten opzichte van de oude situatie een betere luchtkwaliteit, tegen lagere investerings- en exploitatiekosten.”

Voordelen op een rij

De voordelen van de nieuwe klimaatinstallatie ten opzichte van traditionele oplossingen:

  • Koelen, verwarmen en ventileren in één
  • Lager ziekteverzuim
  • Betere concentratie bij leerlingen
  • Betere leerprestaties
  • Lagere investering dan bij een traditionele CV-installatie
  • All-electric
  • Geen ketelhuis
  • Goedkope en duurzame eigen stroom middels zonnepanelen