Plaats van het vak in de opleiding; globale inhoud van de vakken
BK2TE3 is een vervolg op BK1TE1 “Technische Wetenschappelijke Fundamenten 1”.
In beide vakken zit 2,5 ects Klimaatontwerp en 2,5 ects Toegepaste Mechanica.
Er zijn twee deeltentamens die per vak tot één eindcijfer leiden.
De inhoud van de delen Klimaatontwerp is globaal als volgt.
BK1TE1 (semester 1)
– Klimaatontwerp in de context van duurzaamheid
– Warmte- en vochttransport in gebouwen en constructies
– Ventilatie, schoorsteeneffect
– Luchtvochtigheid, condensatie, koudebruggen
– Warmte accumulatie, temperatuurspanningen
– Zonnebaan, zontoetreding, zonwering
– Warmtehuishouding, energiegebruik
– Basisbegrippen licht, daglicht en uitzicht
– Basisbegrippen geluid
BK2TE3 (semester 2)
– Geluid in ruimten, geluidisolatie tussen ruimten
– Verkeerslawaai en geluidwering van gevels
– Brandveiligheid, brandfysica
– Binnenmilieu/thermisch comfort
– Warmte- en koudebehoefteberekening
– Kunstlicht
– Klimatiseringsconcepten
– Klimaatinstallaties
– Overige installaties in gebouwen, o.a. riolering, liften, enz.
– Klimaatontwerp in de context van duurzaamheid
Twee andere belangrijke onderwerpen “Bezonning”en “Wind(hinder)” komen aan de orde in vervolgvakken, in de context van het stedenbouwkundig ontwerp.
Met de eerste twee vakken is in beginsel alle basiskennis op het gebied van bouwfysica en installaties aangedragen en geplaatst in de context van duurzaam ontwerpen en beheren van gebouwen.
Op de volgende bladzijden worden de verschillende thema’s in BK2TE3 Klimaatontwerp nader toegelicht en wordt aangegeven waar de betreffende leerstof gevonden kan worden.
Verder wordt verwezen naar tabellaria met materiaal-, constructie- en installatiegegevens.
De leerstof staat primair in het boek Bouwfysica (ThiemeMeulenhoff, 7e druk), het dictaat “Introductie brandveiligheid en fire safety engineering” en in de modulen Klimaatinstallaties die op Klimapedia staan. Van het boek bestaat overigens ook een Engelse versie “Building Physics”.
BK2TE3 beschrijving per thema
Basisbegrippen geluid
Voor de geluid gerelateerde thema’s wordt de stof van het boek Bouwfysica hoofdstuk 10 “Basisbegrippen geluid” bekend verondersteld (zie BK1TE1).
Daarmee is dit inhoud van dit hoofdstuk de facto ook examenstof voor dit vak BK2TE3.
10 Akoestiek
10.1 Basisbegrippen
10.2 Beoordelen van geluid
10.3 Geluidsabsorptie
10.4 Akoestiek van de ruimte
Geluid in ruimten
Bij dit thema wordt nader ingegaan op hoe je hiermee rekening houdt in het ontwerp. Daarbij wordt terug gegrepen op paragraaf 10.4 van het boek Bouwfysica. Daarnaast gebruiken we informatie van de door Lau Nijs opgezette web site “Akoestiek voor Architecten”: bk.nijsnet.com
De informatie van deze site is primair als html pagina’s opgemaakt, maar een groot deel van de inhoud is ook als pdf’s te vinden op de site. De site geeft een nadere uitwerking en verdieping van de stof maar met name ook handvatten voor de ontwerppraktijk. Daarmee is de site ook een waardevolle informatiebron bij ontwerpprojecten, én in de praktijk.
Geluidisolatie tussen ruimten
De basis van geluidisolatie ligt in hoeveel van de aan één zijde van een constructie opvallende geluidenergie aan de andere zijde weer als geluid wordt afgegeven. Bij een halfsteens muur is dat maar 1/10.000 deel. De geluidisolatie is R = 40 dB. Niettemin kun je door zo’n muur (met enige stemverheffing) desnoods nog een gesprek voeren. Naast de direct doorgelaten energie is er ook flankerende geluidoverdracht, trillingsoverdracht door de constructie naar andere wanden en vloeren die op hun beurt daardoor ook weer geluid gaan afstralen. Ook kan er sprake zijn van omloop geluid via de gang, via de ramen, via leiding doorvoeringen, enz. Naast de theorie gaat het
er uiteraard ook, of misschien vooral om hoe je een en ander in het ontwerp praktisch vorm geeft.
Daarbij ontmoet je ook in het Bouwbesluit gegeven eisen en in normen vastgelegde bepalingsmethoden.
De leerstof hiervoor vind je in het boek Bouwfysica in hoofdstuk 11 en 12.
11 Geluidsisolatie en geluidwering
11.1 Geluidsisolatie tussen ruimten
11.2 Meten van luchtgeluidsisolatie in een laboratorium
11.3 Geluidsisolatie tussen ruimten in de praktijk
11.4 Bepalen van de benodigde geluidsisolatie
12 Geluidsisolatie in de praktijk
12.1 Uitvoering van wanden
12.2 Uitvoering van vloeren
12.3 NPR 5070
12.4 Omloopgeluid
12.5 Uitvoering van installaties (doorvoeringen, enz.)
Verkeerslawaai en geluidwering van gevels
Een apart onderdeel vormt de geluidwering van gevels en met name de manier waarop daaraan via Bouwbesluit en normen eisen worden gesteld en rekenregels worden gegeven.
De leerstof vind je in het paragraaf 11.5 van het boek Bouwfysica.
11 Geluidsisolatie en geluidwering
11.5 Geluidsisolatie en geluidwering van gevels
N.B. Voor alle onderwerpen van akoestiek vind je ook op Klimapedia modulen die dezelfde stof op een iets andere manier benaderen en die daardoor het inzicht verder kunnen verhogen. Ook zijn er modulen die een verdere verdieping en uitwerking geven.
Binnenmilieu/thermisch comfort
Heel veel, misschien wel de meeste gebouwen worden ontworpen voor het huisvesten van mensen. Dat kan zijn om te wonen/te verblijven (woning, hotel, gevangenis, beddenafdeling ziekenhuis) of om te werken (kantoor, winkel, ziekenhuis, werkplaats, fabriek, enz.).
Wanneer is een binnenklimaat comfortabel? De warmtebalans van de mens speelt daarbij een belangrijke rol.
De leerstof is beschreven in hoofdstuk 5 van het boek Bouwfysica. Daarnaast behoort de power-pointpresentatie van het college nadrukkelijk tot de leerstof.
Een verdere verdieping (geen tentamenstof) is te vinden in de modulen I-250; I-251 en I-252 onder het subthema “Thermisch Comfort, binnencondities en robuustheid binnenklimaat” in het thema “Gebouwinstallaties” op Klimapedia.
Klimaatontwerp Installaties: doel, uitgangspunten & aanpak
Het doel van klimaatinstallaties is om een goed binnenklimaat te verzorgen voor het verblijf van mensen in een gebouw of om de processen die in het gebouw plaatsvinden (ziekenhuizen, musea, theaters, industrie, enz.) te faciliteren. Naast dit primaire doel kunnen er andere doelen, eisen en wensen zijn waaraan het klimaatonwerp moet voldoen, zoals bijvoorbeeld energiezuinigheid. Tot slot zijn er randvoorwaarden waarbinnen het ontwerp moet functioneren, zoals het gebruik van het gebouw en het buitenklimaat. Welke uitgangspunten moet je stellen bij de verschillende functies en hoe pak je het ontwerp aan.
De energiebehoefte van het gebouw wordt bepaald door het gewenste binnenklimaat, de invloed van de gebruikers zelf (bijvoorbeeld de warmteproductie van mensen en apparatuur), de buitencondities (o.a. temperatuur en bezonning) en het gebouwontwerp. Om het gewenste binnenklimaat te realiseren zijn meestal installaties nodig: installaties op vertrekniveau die de warmte, koude en verse lucht op de juiste plaats in de ruimte brengen, en centrale installaties voor de opwekking, opslag en distributie van energie.
Een slim gebouwontwerp en daarop afgestemde klimaatinstallaties kunnen de benodigde energie-input beperken. Als eerste stap in het ontwerpproces moet inzicht worden verkregen in de behoefte voor verwarming en koeling. Wat is voorzien in regelgeving (Bouwbesluit) en normering (NEN/CEN) en wat voor hulpmiddelen (rekenprogramma’s, enz.) zijn er.
Zie hiervoor op Klimapedia de modulen onder de subthema’s Verwarming en Koeling: I-230; I-240 (bestuderen paragraaf 8: “Installaties”); I-380 (bekijken, dit is een naslagwerk voor later bij ontwerpoefeningen enz.) en hoofdstuk 9 van het boek Bouwfysica.
Verder behoort de powerpointpresentatie van het college nadrukkelijk tot de tentamenstof. Met name betreft dit het deel over de warmte- en koudebehoefteberekening.
Overzicht Klimaatinstallaties
Klimaatinstallaties waren er vroeger niet. Het begon met een grot en een vuurtje om warm te blijven. Deze ontwikkelingsgang wordt geschetst in een college met een groot aantal foto’s.
Om verder een indruk te krijgen van wat voor installaties er tegenwoordig in gebouwen zijn en hoe die er in de praktijk uitzien is een rondgang door het Bouwkundegebouw gehouden.
De beschrijving met foto’s daarvan (zie Blackboard) en de powerpoint van het college “History of Installations” behoren tot de tentamenstof.
Klimaatontwerp op vertrekniveau
Het ‘leveren van de benodigde energie’ vindt uiteindelijk op vertrekniveau plaats door middel van afgiftesystemen. Hoe kom je tot de keuze van een bij de specifieke situatie zo goed mogelijk passend klimatiseringsconcept op vertrekniveau. Daarmee wordt bedoeld:
– hoe gaat er geventileerd worden
– op welke manier wordt er warmte toegevoerd, via lucht of via straling (radiatoren e?.d.)
– als er koeling nodig is, hoe gaat dat gebeuren.
Zie hiervoor op Klimapedia de modulen onder de subthema’s Ventilatie en Luchtbehandeling en Koeling: I-261 (net name paragraaf 2 “Type systemen, voor- en nadelen en paragraaf 6 “Verwarmen en koelen met lucht”); I-262 (geheel); I-263 (geheel); I-265 (paragraaf 1 t/m 5) en I-350 (bekijken, dit is een naslagwerk voor later bij ontwerpoefeningen enz.).
Hoofdstuk 7 van het boek Bouwfysica wordt bekend verondersteld (uit BK1TE1).
Verder behoort de powerpointpresentatie van het college nadrukkelijk tot de tentamenstof.
Opwekking, distributie en opslag van warmte en koude; centrale installaties
Hoe worden warmte en koude opgewekt (ketels, koelmachines, warmtepompen, enz.) en hoe wordt warm of koud water gedistribueerd door het gebouw. Hoe wordt lucht op de vereiste conditie gebracht (luchtbehandelingskast – lbk). Wat zijn de ruimtelijke consequenties van het transport van water en lucht (leidingen en kanalen). Wat zijn er voor mogelijkheden voor warmteopslag, in de gebouwmassa, in de bodem. Wat zijn de voor- en nadelen van gecombineerde warmte- en krachtopwekking (kracht = electriciteit).
Zie hiervoor op Klimapedia de modulen onder de subthema’s Verwarming, Koeling en Ventilatie en Luchtbehandeling: I-360 (geheel); I-450 (geheel) en hoofdstuk 8 van het boek Bouwfysica.
Verder behoort de powerpointpresentatie van het college nadrukkelijk tot de tentamenstof.
Kunstverlichting
Installaties voor de verlichting van ruimten vormen een afzonderlijk onderdeel. Het college borduurt voort op de basisstof die is aangereikt in BK1TE1. Naast algemene inzichten over kunstverlichting gaat het over berekeningen “hoe te komen tot een goede verlichtingsinstallatie”. Daarnaast wordt een intrroductie gegeven op het verlichitingsberekeningsprogramma “Dialux”.
Leerstof: hoofdstuk 4, met name paragraaf 4.2 van het boek Bouwfysica. Daarbij wordt paragraaf 4.1 bekend verondersteld. Daarnaast behoort de powerpointpresentatie van het college nadrukkelijk tot de tentamenstof om dat daarin meer wordt aangegeven hoe je met kunstlicht in het ontwerp werkt.
Klimaatontwerp in de context van duurzaamheid
Gebouwen gebruiken energie. In een afsluitend college wordt daaraan aandacht besteed.
Basis zijn de hoofdstukken 3 en 4 van het boek “Architectuur als Klimaatmachine”.
Let op, als je de eerste druk daarvan het is het nuttig om de “Errata en nadere toelichting”
zoals je die vindt op de Blackboard site van het vak te downloaden (Course Documents KO).
Daarnaast behoort de powerpointpresentatie van het college nadrukkelijk tot de tentamenstof.
Brandveiligheid en fire safety engineering
Gezien de raakvlakken met fysische verschijnselen in de gebouwde omgeving wordt het onderwerp “Brand” en daarin de aspecten “Brandfysica” en “Fire safety engineering” ook behandeld in het vak “Technisch Wetenschappelijke Fundamenten 2”.
Enerzijds wordt inzicht gegeven in de manier waarop e.e.a. in de regelgeving (Bouwbesluit) is verwerkt, anderzijds wordt een meer technisch wetenschappeliojke benadering gegeven met als thema’s:
– Effectbeheersing of risicobeheersing
– Fysiologische aspecten bij blootstelling aan brand en rook
– Verbrandingsmodel en natuurlijk brandconcept
– Probabilistische benadering van brandveiligheid
De leerstof is te vinden in het dictaat “Introductie brandveiligheid en fire safety engineering”
op de BK2TE3 Blackboard site. Ook het boek Bouwfysica geeft in hoofdstuk 13 een korte introductie op het thema, maar dat is geen tentamenstof.
Samenvatting tentamenstof
Boek Bouwfysica hoofdstuk 4 par. 4.2, hoofdstuk 5, 8, 9, 11 en 12
De overige hoofdstukken (behalve 13) van het boek worden bekend verondersteld uit BK1TE1.
Dictaat “Introductie brandveiligheid en fire safety engineering” op de BK2TE3 Blackboard site
Architectuur als Klimaatmachine, hfdstk 3 en 4 (zie BK2TE3 Blackboard voor errata en toelichting)
Powerpointpresentaties, overzicht rondleiding en A4-bladen Installaties (zie Blackboard)
en de hieronder gegeven direct te downloaden modulen van Klimapedia.