C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gB ou wf ysicacement 2007 1 33Betonkernactivering (BKA) is eenvariant op zogeheten `oppervlak-tesystemen'. Oppervlaktesyste-men ? al langer dan BKA toege-past voor de beheersing van hetbinnenklimaat ? zijn systemenwaarbij watervoerende buizen ge-integreerd zijn in de vloer, dewand of het plafond, in de vormvan vloer-, wand- en plafondver-warming (en soms ook als koelsys-teem) (foto 1).Bij oppervlaktesystemen wordende buizen meestal in de bovenstelaag van de vloerconstructie(cementdekvloer bij een vloersys-teem) of direct onder de pleister-laag (bij plafond- en wandsys-temen) opgenomen. Dit zorgtvoor een directe warmte-uitwis-seling met de ruimten.Bij oppervlaktesystemen speeltde gebouwmassa bij de klimaat-beheersing van de ruimte eenondergeschikte en deels zelfs ne-gatieve rol. Geheel anders is ditbij thermisch actieve betoncon-structies.Voordelen BKAZoals al eerder in dit nummer vanCement werd aangegeven wordenbij BKA watervoerende buizen in degebouwmassa (het beton) zelf ge?n-tegreerd (fig. 2). Op de meestebouwprojecten worden ze in het be-tondek tussen de onder- en boven-wapening aangebracht. Het opne-men van buizen in de wand komtminder vaak voor. Dit onder meervanwege de complexiteit, zoals deplaats van de wand ten opzichte vande ruimte (afgifte thermisch vermo-gen), flexibiliteit wanden (nadienwijzigen ruimten etc.) en de monta-gewijze.Bij BKA dient de gebouwmassa alsopslagmedium voor koude- enwarmte-energie. Warmte en koudeworden gelijkmatig en geleidelijkafgestaan aan de omgeving. Dit sys-teem heeft een aantal voordelen, dieook al eerder werden aangegeven:? beperking van het benodigdepiekvermogen;? mogelijk gebruik van lagetem-peratuuropwekkers;? toename van het comfort;? geen hinder door geluid ofluchtstroming;? het kunnen inzetten van het sys-teem voor zowel verwarming alskoeling;? het niet of weinig innemen vanbouwkundig volume.Zelfregelend effectAl eerder (zie het artikel oppag. 12) kwam aan de orde dat dewarmteoverdracht van de vloernaar de ruimte plaatsvindt meteen zeer klein onderlingtemperatuurverschil. Dit is mo-gelijk vanwege het grote verwar-mend en koelend oppervlak.Wat minder aandacht was er invoorgaande artikelen voor hetzelfregelend effect van thermischactief beton. Dit houdt in dat bijhet wijzigen van de zogenaamde`overtemperatuur' (verschil tus-sen de ruimtetemperatuur en degemiddelde temperatuur van devloer en/of het plafond, fig. 3)door verandering van de interneen/of externe belastingen (bij-voorbeeld zonnestraling) dewarmteafgifte of -opname sterkzal afnemen dan wel toenemen.Het systeem zal door de wijzi-ging van deze overtemperatuurhet vermogen hierop aanpassen.Bij een toename van de belastingdoor interne en/of externe in-vloeden wordt de overtempera-tuur kleiner. Hierdoor daalt hetverwarmingsvermogen en neemthet koelvermogen toe. Als dewarmtevraag groter wordt, neemtde overtemperatuur evenredigtoe, en daarbij neemt het afgege-ven verwarmingsvermogen toeen het koelvermogen af.ComfortaspectenOok is nog extra aandacht op zijnplaats voor de comfortaspectenvan betonkeractivering. Door demassa reageert het verwarmings-Voorwaarden voor succesop de bouwplaatsing. A. van Dorp, BAM-TechniekIn de voorgaande artikelen is al aandacht besteed aan diverse aspecten vanbetonkernactivering (BKA). In dit artikel worden enkele aspecten belicht die inhet voorgaande nog minder nadrukkelijk aan de orde kwamen. Ook wordteen aantal voorwaarden genoemd voor succesvolle toepassing van hetsysteem.1 |De wereld bekeken van-uit de slang (ROC FriesePoort, Emmeloord)C o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gB ou wf ysica34 cement 2007 12423222120?Ckoelenruimteverwarmingverwarmenruimtekoelingsysteem veel trager dan een traditi-oneel verwarmingssysteem. Voor-deel hiervan is dat grote en steedsterugkerende temperatuurschom-melingen, die door gebouwgebrui-kers als hinderlijk worden ervaren,veel minder voorkomen.Ook de als onbehaaglijk ervarenopbouw van temperatuurlagen(verschillen in temperaturen inverticale lijn) in een ruimte is veelminder aanwezig. Door de lageovertemperatuur is tevens het con-vectieve aandeel van de warmte-overdracht klein ten opzichte vanhet stralingsaandeel. Door het gro-te stralingsaandeel is de verticaletemperatuurgradi?nt (tempera-tuurlagen) klein. Hierdoor kaneen lagere vertrektemperatuurworden gekozen zonder dat dezeafbreuk doet aan het comfort.Hierdoor neemt op zijn beurt hettransmissieverlies (warmteverliesdoor de gevelconstructie) af.EnergieBKA maakt zoals aangegeven ge-bruik van zeer kleine temperatuur-verschillen. Dit maakt de toepas-sing aantrekkelijk vanenergieopwekkers met een lagetemperatuursprong, zoals warmte-pompen, zonne-energie en kou-deopslagsystemen. Door de lageverwarmingswatertemperatuur ende hoge koelwatertemperatuurzijn hoge rendementen te behalenbij het opwekken of omzetten vanenergie.Door de traagheid van het systeemkan geen nachtverlaging wordentoegepast, omdat het opwarmen(en afkoelen) te veel tijd in beslagneemt. Juist omdat er geen nacht-verlaging plaatsvindt, hoeft het sys-teem ook geen overcapaciteit tebezitten om een piekvraag in deochtend op te kunnen vangen. Ditbetekent een besparing in de in-stallatiekosten; een kleinere warm-televeringscapaciteit volstaat im-mers. Bovendien is minderenergie nodig voor het op tempe-ratuur houden van een gebouwdan voor het opwarmen ervan. Dewarmtevraag is bij opwarmen im-mers groter, omdat een grotertemperatuurverschil moet wordenoverbrugd.Optimale omstandighedenBetonkernactivering komt nietoveral even goed tot zijn recht.Voor succesvolle toepassing is eenaantal optimale omstandighedente benoemen:? Er dient vroegtijdig overlegplaats te vinden tussen de archi-tect, eventueel de constructeuren de installatieadviseur en ui-teraard de gebruiker. Door deintegratie van de klimaatinstal-latie in de bouwkundige con-structie is het noodzakelijk omvan te voren weloverwogen keu-zes te maken. De keuze voor be-tonkernactivering heeft veelal2 |Principedoorsnedebreedplaatvloer voorzienvan betonkernactivering4 |Montage van slangen opbreedplaatvloeren inROC Friese Poort teEmmeloord3 |De reactie tussen vloer-temperatuur en ruimte-temperatuurC o n s t r u c t i e & u i t v o e r i n gB ou wf ysicacement 2007 1 35invloed op de bouwkundige uit-voering en kosten.? Betonkernactivering is het bestetoe te passen bij nieuwbouw.Daar kan immers in een vroegstadium met alle partijen over-eenstemming worden bereiktover bouwtechnische aan-passingen. Belangrijke afwegin-gen voor de architect zijn hierbijde verdiepingshoogte, hetsysteemplafond, de kwaliteit vande gevel en de beleving in deruimte. Voor de installatieadvi-seur zijn de belangrijkste afwe-gingen het comfort in de ruimte,het energieverbruik, het inpas-sen binnen het gehele concepten de toetsing aan het program-ma van eisen. De constructeurdient met het concept in te stem-men door de beperking van deconstructieve mogelijkheden. Debelangrijkste partij is echter deopdrachtgever die de afwegingdient te maken tussen comfort,regelbaarheid, investering enjaarlijkse energierekening.? De gebouwen moeten bij voor-keur bestaan uit meerderebouwlagen, omdat het systeempas optimaal werkt bij toepas-sing in tussenvloeren. Bij vloe-ren die zijn uitgerust metbetonkernactivering wordt zo-wel warmte afgestaan naar bo-ven (de vloer) als naar beneden(het plafond). De hoeveelheidwarmteafgifte naar boven/bene-den kan worden be?nvloed mid-dels het op verschillende hoog-ten in de betonvloerpositioneren van de water-voerende slangen (foto 4).? De vloeren en het dak wordenbij voorkeur vervaardigd uitmassief beton, om de warmte-opslagcapaciteit van het betongoed te kunnen benutten. Mas-sieve deklagen worden vaak uit-gevoerd met een betondikte van0,25 ? 0,30 m.? Om optimaal gebruik te kunnenmaken van de stralingsafgiftevan het plafond wordt bij voor-keur geen traditioneel systeem-plafond toegepast. Dit betekentdat akoestische voorzieningenmoeten worden getroffen. Eendoor BAM Techniek toegepastalternatief is het zogenoemde ei-landplafond in combinatie metluchtinblaas boven het plafond,waardoor straling wordt vervan-gen door convectie.? Tot slot: het systeem is vooralgeschikt voor utiliteitsbouw meteen normale verwarmings- enkoellast, zoals kantoorgebou-wen, schoolgebouwen, zieken-huizen en verzorgingshuizen. nBAM Techniek heeft de afgelopen jaren diverse projec-ten uitgevoerd met betonkernactivering, vari?rend vanscholen, productiehallen, showrooms, woningen totverpleeghuizen. Op de foto's ROC Friese Poort teEmmeloord (boven) en GGZ Winschoten (onder).Binnen de diverse projecten is niet alleen gebruikgemaakt van breedplaatvloeren, maar ook van kanaal-plaatvloeren. Bij toepassing van kanaalplaatvloerenzijn de watervoerende buizen direct gemonteerd op dekanaalplaatvloer.