Zoeken

Roofs 2001-05-10 Verdunningsfactor voor afvoeren op dak

          Bram de Bruin, Gastec
Dakdekkers maar vooral ontwerpers krijgen steeds meer te maken met het nieuwe Bouwbesluit waar het gaat om de afstand tussen de verschillende lucht aan- en afvoeren op het dak. Dat leidt soms tot bizarre constructies. Om inzicht te verkrijgen in deze materie werd Gastec gevraagd naar het hoe en waarom van de regels die niet zo een, twee, drie, zijn uit te leggen. Voor Gastec vormde deze problematiek de ideale aanleiding tot het ontwikkelen van een computerprogramma dat ontwerpers bijstaat in deze puzzel van regels.
Traditioneel is de uitmonding van een rookgasafvoersysteem en een ventilatieafvoersysteem op het dak van een huis geplaatst. Dat is niet zo verwonderlijk want rookgassen en afgewerkte ventilatielucht zijn de afvalstoffen uit een woning. In verband met de luchtjes, stank of om algemene gezondheidsredenen is het zaak die zo snel en zo ver mogelijk uit de directe leefomgeving te verwijderen.
Nog los van allerlei voorschriften die aangeven hoe een uitmonding moet werken, kunnen we ons voorstellen dat een uitmonding voor de afvoer van rook onder allerlei weersomstandigheden voldoende moet afvoeren. Bovendien moet de uitmonding zo geplaatst zijn dat de stoffen die door de uitmonding naar buiten komen geen gezondheidsschade of anderszins overlast kunnen veroorzaken. Dit geldt ook voor de afvoer van afgewerkte ventilatielucht. In tegenwoordige installaties komt het voor dat rookgas en ventilatielucht gecombineerd worden afgevoerd en dat ook nog eens de ventilatieluchttoevoer op het dak is geplaatst. Dit doet zich bijvoorbeeld voor bij het terugwinnen van warmte uit ventilatielucht. Dit is toegestaan mits daarbij de voorschriften in acht genomen worden genomen. Maar hoe luiden nu die voorschriften?

Voor gastoestellen was de manier van uitmonding en de rookgasafvoer geregeld in de Gasinstallatievoorschriften (GAVO) die reeds tientallen jaren geleden zijn uitgegeven onder NEN 1078. Voor andere brandstoffen was er tot 1992 geen normering. Met de invoering van het Bouwbesluit in 1992 zijn voor alle brandstoffen ­ naast gas, kolen, olie en hout, - eisen gesteld aan rookgasafvoer en de uitmonding. De norm die daarbij gebruikt moest gaan worden is de NEN 2757. Voor ventilatielucht en uitmondingen van afgewerkte ventilatielucht gold de NEN 1087. In 1997 is het Bouwbesluit aangepast en is nadrukkelijker dan voorheen uitgegaan van het principe van prestatie-eisen in het Bouwbesluit en bepalingsmethoden in normen. In 1997 en 1998 zijn, middels de zogeheten 'Ministeriële Regeling Bouwbesluit Nieuwbouw', een aantal aanpassingen doorgevoerd. Met deze vernieuwingen werd het echter lastiger de afstand te berekenen tussen een uitmonding voor rookgasafvoer of afvoer van ventilatielucht en een ventilatieluchttoevoeropening in de woning. Deze afstand wordt nu bepaald door de zogenaamde verdunningsfactor 'ƒ'.

De formules om de verdunningsfactor te bepalen staan in de NEN 1087 en NEN 2757 en zien er indrukwekkend uit:

Wat de verdunningsfactor f, moet zijn, leert ons het Bouwbesluit: 0,01 voor rookgas van gasvormige brandstoffen, 0,0015 voor de rookgassen van andere brandstoffen en 0,01 voor afgewerkte ventilatielucht.
B is de belasting van het toestel in kW op calorische bovenwaarde, of qv is het ventilatiedebiet van de afgewerkte ventilatielucht uit de woning in dm3/s.
De factoren C1 en C2 zijn getallen die verschillen per soort (gas of niet-gas) brandstof, en zijn voor afgewerkte ventilatielucht weer anders. Bovendien zijn die factoren afhankelijk van de zogenaamde 'soort situatie'. Er zijn 17 verschillende situaties gegeven.
In de formule is L de kortste afstand tussen de uitmonding en de ventilatietoevoeropening. Een afstand dus die je in gedachten zou kunnen meten met een strak gespannen touwtje tussen de twee punten, of met een stuk elastiek is het hoogteverschil tussen de beide openingen. Hoogteverschil is vaak al gemakkelijk op tekening vast te stellen door een horizontale lijn te trekken op de plaats van de uitmonding en een tweede horizontale lijn op de plaats van de ventilatietoevoeropening. De afstand tussen die twee lijnen is het hoogteverschil.

Tot zover de theorie, nu de praktische kant van de zaak. Voor het verkrijgen van een bouwvergunning moet een ontwerper van een woning er voor zorgen dat voldaan wordt aan de verdunningsfactor voor alle situaties die zich bij de woning voordoen. Met gebruik van een zakrekenmachine kost het flink wat rekenwerk om te bepalen of de uitmonding op tekening voldoet met betrekking tot de ventilatietoevoeropeningen. 'Trial and error' kunnen na enige tijd een bevredigende oplossing geven. Een andere manier om na te gaan of aan de verdunningsfactor van het Bouwbesluit wordt voldaan, is gebruik te maken van de grafiek die is opgenomen in 'Kleintje GAVO 2000'. De hierin opgenomen grafiek toont, voor een aantal veelvoorkomende situaties, vrij snel af te lezen of een uitmonding voor rookgas van gas en een toevoeropening voor ventilatielucht elkaar niet te veel in de weg zitten. Het kan heel wat sneller. GASTEC heeft een handig computerprogramma gemaakt dat veel rekenwerk uit handen neemt en waarmee snel resultaat kan worden geboekt. Het is daarbij zelfs niet nodig om al de 17 situaties uit het hoofd te kennen. Dat programma heet heel toepasselijk 'Verdunningsfactor'. Dit programma is in het bijzonder handig bij het ontwerpen van de plaats van een uitmonding en de plaats van ventilatietoevoeropeningen.

Het programma 'Verdunningsfactor' rekent direct alle variabelen door. Na de keuze de voorgeselecteeerde mogelijken omtrent de plaatsen van de toevoer en de afvoer en de hoogte van de afvoer ten opzichte van de toevoer, vertoont het programma slechts die opties die aan die voorselectie voldoen. In het voorbeeld (fig. 1) zijn dat de situaties 3, 8, 9, 11, 13, 15 en 17, die vet zijn weergegeven. Wordt vervolgens één van die situaties aangeklikt, dan verschijnt een schematisch figuurt en een beknopte beschrijving die een snelle en juiste keuze mogelijk maakt.
Nadat de juiste situatie is vastgesteld en een aantal waarden zijn ingevuld, kunnen met behulp van schuifbalken wijzigingen in de parameters worden aangebracht. Zo leidt een verandering in de afstand, het hoogteverschil of de belasting (of ventilatiedebiet in het geval van een uitmonding van ventilatielucht) ook direct tot een verandering in de waarde van de verdunningsfactor 'ƒ'.

Hoe pak je de uitmondingen en luchttoevoeropeningen van een warmteterugwinsysteem dat is geplaatst op het platte dak van een woningnu aan?
Voor de rookgasafvoeruitmonding en de ventilatieluchtafvoeropening moeten de verdunningsfactor afzonderlijk worden berekend. Dat is ook het geval als uit de afvoeropening een mengsel van afgewerkte ventilatielucht en rookgas van een toestel zou stromen. Als voorbeeld een woning, geventileerd met een debiet aan ventilatielucht van 225 m³/h; de woning wordt verwarmd met een combitoestel van 16 kW (bovenwaarde). Beide uitmondingen zijn op het platte dak van de woning aangebracht. Voor verwarming heeft de woning ook de belasting van 16 kW nodig. De ventilatieluchttoevoer is ook op het platte dak aangebracht. (Zie fig. 2)
De afvoer van de ventilatielucht mondt 1 m boven het dakvlak uit, en dat is ook het geval voor de uitmonding van de rookafvoer. De toevoeropening van de gebalanceerde ventilatie-eenheid op het dak is op 0,5 m boven het dakvlak aangebracht. Ga na bij welke afstand de verdunningsfactor voldoet voor ventilatielucht en voor rookgas. Er moet dus worden nagegaan bij welke afstand de verdunningsfactor voldoet met betrekking tot ventilatielucht en rookgas.

Ventilatielucht
De uitmonding van de ventilatieafvoer en de toevoer van ventilatielucht bevinden zich in het platte dakvlak. De afvoer zit hoger dan de toevoer. Volgens het programma worden de situaties 5, 6 en 8 (vet weergegeven) gekozen als mogelijkheden op basis van de voorselectie van een toevoer in het platte dak, de afvoer in het dak en een afvoer hoger dan de toevoer. (zie fig. 3)
Na aanklikken van de drie genoemde mogelijkheden, blijkt optie 5 het meest in aanmerking te komen voor de feitelijke situatie.
Na instelling van het hoogteverschil op 0,5 m een debiet qv op 62,5 dm³/s is met de schuifbalk de Afstand l verschoven naar een afstand van 4,4 m. Bij deze instelling geeft het programma aan dat de verdunningsfactor een waarde heeft van 0,0099, juist onder de waarde van 0,01 zoals vereist volgens het Bouwbesluit.

Rookgas van gasvormige brandstof
Doen we ditzelfde maar nu voor het rookgas van gasvormige brandstof met een belasting van 16 kW bovenwaarde en een afvoer 0,5 m. hoger dan de toevoer, dan komt dat uit op een afstand van 4,6 m.
Bij deze keuzen van ventilatiedebiet en belasting van het verwarmingstoestel zijn verdunningsafstand voor ventilatielucht en die voor rookgas al bijna aan elkaar gelijk.
Om op een plat dak van een woning nu die afstanden te kunnen bereiken moeten er soms hele toeren worden uitgehaald. Met pijpen kunnen bijvoorbeeld de ventilatieluchttoevoer en de rookgasafvoer uit elkaar getrokken worden. Dat kan op sommige daken een hele wirwar van pijpen betekenen, vooral als het etagewoningen betreft en elke woning over eigen toe- en afvoerpijpen beschikt. Vanuit een vliegtuig lijkt het wel of er een grote spin op het dak van de woning op de loer ligt (zie foto), maar u weet nu dat het een goedaardige spin is, bedoeld om een gezonde woonomgeving te handhaven.

Misschien dat er in de toekomst nog iets gevonden wordt om rookgas en afgewerkte ventilatielucht op een snellere wijze met de omgevingslucht te laten mengen. Tot die tijd moeten de dakwerkers in ieder geval niet struikelen over de pijpen. Of de luchttoevoeropening moet in de gevel worden aangebracht, ook dat scheelt in afstand. Voor de uitmonding van rookgas zijn vele oplossingen mogelijk. De afvoer hoeft daarbij niet in de weg te zitten, maar het is soms een kwestie van passen en meten. Het computerprogramma 'Verdunningsfactor' biedt, door de aantrekkelijke manier van werken met schuifbalken, snel een idee voor een oplossing met een uitmonding en een toevoeropening.