Een goed binnenklimaat op scholen: een lastig vak

Slechte ventilatie en te hoge energierekeningen. Helaas is deze combinatie al jaren kenmerkend voor onderwijzend Nederland. Daar waar wij als land vaak voorop lopen op het gebied van onderwijsvernieuwing en technische innovaties laten we op het gebied van luchtkwaliteit en binnenklimaat nog vele steken vallen. De gevolgen voor de leerlingen en leerkrachten zijn inmiddels bekend, maar daardoor niet minder zorgwekkend. Zo is gebleken dat slechte ventilatie o.a. kan leiden tot hoofdpijn, vermoeidheid, een verhoogd ziekteverzuim en een vermindering van de leerprestaties. Het is dus de hoogste tijd dit probleem grondig aan te pakken. De door de markt geboden oplossingen zijn echter zeer divers. Het maken van de juiste keuze is lastig. Vooral als men naast de luchtkwaliteit ook het energieverbruik wil optimaliseren. Het schoolklimaat: van radiator tot totaaloplossing.

Veel ontwerpende partijen lijken moeite te hebben met het vinden van de juiste combinatie tussen een optimale luchtkwaliteit en een zo laag mogelijk energieverbruik. Dit komt met name doordat er vaak te weinig onderzoek is gedaan naar de eigenschappen van en de gedragingen binnen een school. Door menig adviseur wordt een succesformule uit de utiliteitssector één-op-één toegepast in een schoolgebouw. Het gebruik en de bezetting per vierkante meter in een schoolgebouw verschilt echter enorm t.o.v. een kantoorgebouw. Zo ligt de interne warmtebelasting vele malen hoger en is er sprake van een grotere fluctuatie in de ventilatiebehoefte.

Betonkernactivering en vloerverwarming

Nieuwe techniek zoals het verwarmen en koelen met betonkernactivering wordt tegenwoordig met regelmaat toegepast op zowel grote als kleine onderwijsinstellingen. Voor onderwijsinstellingen met een bruto vloeroppervlak van minder dan 4000 m² blijkt deze vorm van verwarmen en koelen echter minder geschikt dan gedacht. Door het trage gedrag van betonkernactivering moet aanvullend een vlotte na-regeling op basis van lucht worden ingebouwd. Dit omdat bij binnenkomst van leerlingen in een lokaal de binnentemperatuur binnen een uur maar liefst 3 tot 5 graden stijgt. Op momenten dat de zoninstraling vrij spel heeft op een lokaal, wordt het stijgende effect van de binnentemperatuur nog verder versterkt en als zeer onprettig ervaren. Het trage klimaatsysteem is niet in staat om vlot te anticiperen op de situatie. Daarnaast worden er bij toepassing van dit systeem vaak ontwerpfouten gemaakt op het gebied van zonering en regeltechniek.

Het toepassen van vloerverwarming is momenteel erg populair bij ontwerpers van (middel)grote basisscholen. Hier doet zich echter hetzelfde probleem voor als bij de toepassing van betonkernactivering. Ook het vloerverwarmingssysteem is namelijk veelal te traag om snel te kunnen anticiperen op de situatie. Om dit op te vangen wordt er vaak nageregeld met lucht. Dit zorgt echter voor een behoorlijke toename van het energieverbruik.

Daarnaast hebben scholen die beschikken over betonkernactivering en/of vloerverwarming vaak problemen met de centrale regeling. Meestal ligt de verdeling van het systeem in een te klein aantal secties hieraan ten grondslag. Hierdoor kan het voorkomen dat de binnentemperatuur van zowel de oostgevel als de westgevel via één leidingsectie geregeld wordt. Een optimalisatie per gevelzijde is in dit geval uitgesloten, waardoor er voor beide zijden een gemiddelde binnentemperatuur gekozen wordt. Wanneer de zon vrij spel heeft op het gebouw is het de gehele dag een klaagzang van koude en warmte klachten.

Hoeklokalen komen er in dit geval helemaal slecht vanaf. Doordat er vaak meerdere lokalen worden gekoppeld op één sectie en de naregeling zich bevindt in een tussenlokaal, blijft het hoeklokaal bij invallende kou namelijk zeker een paar graden achter t.o.v. de tussenlokalen.

Radiatoren

Verwarmen met de oude vertrouwde radiatoren lijkt in eerste instantie een betere oplossing dan verwarmen via de vloer. Uit onderzoek blijkt namelijk dat de tevredenheid onder gebruikers van radiatoren hoger ligt dan onder gebruikers van vloerverwarmingssystemen. Maar ook aan het gebruik van radiatoren kleven de nodige nadelen. Denk hierbij aan ongewenst warme oppervlakten, stof ophoping en de kans op letsel bij vallen. Daarnaast gaat er door het plaatsen van radiatoren natuurlijk de nodige ruimte verloren. En met het oog op de door bezuinigingen steeds groter wordende klassen is dat een behoorlijk nadeel.

Ander nadeel van de toepassing van radiatoren is dat de regeling meestal plaatsvindt via zogeheten thermostaatknoppen, in combinatie met een centrale weersafhankelijke aansturing vanuit de ketel. Als deze aansturing al voorzien is van een dag- of weekklok wordt het gebruik ervan als moeilijk en lastig ervaren. Hierdoor blijft op 80 tot 90% van de scholen de verwarming gewoon aan staan op de momenten dat het niet nodig is.

Hoe staat het met de ventilatie in de Nederlandse scholen?

Op de meeste scholen wordt nog steeds geventileerd door het openen van ramen of door het opendraaien van raamroosters. Om tot voldoende luchtcirculatie te komen wordt er vervolgens een lucht-afzuigingssysteem geplaatst. Dit resulteert echter in zeer ongewenste verschijnselen, zoals tocht en enorm hoge stookkosten. Om de tocht te voorkomen worden ramen niet of nauwelijks geopend, waardoor de CO2 concentratie oploopt tot ongewenste en onhygiënische waarden.

Ook het gebruik van raamroosters heeft zo z'n nadelen. Zo kunnen de fijne roosters verstopt raken door pollen uit de buitenlucht. Hierdoor wordt goed ventileren praktisch onmogelijk. Bovendien moet men enorm grote roosters plaatsen om te kunnen voldoen aan de huidige ventilatienormen.

Raamroosters zorgen daarnaast vaak voor geluidsoverlast in het lokaal. Om dit tot een minimum te beperken moet men gebruik maken van geluidsdemping. Dit brengt natuurlijk de nodige meerkosten met zich mee. Bovendien zijn de roosters erg gevoelig voor vervuiling van buitenaf. Deze combinatie zorgt ervoor dat het gebruik van raamroosters met name in stedelijke bebouwing of langs autowegen sterk af te raden is.

Oplossing

Om een school goed te kunnen klimatiseren is decentralisering van het klimaatsysteem een eerste vereiste. Dit houdt in dat er per lokaal één systeem geplaatst moet worden. Op deze manier is het systeem per lokaal te bedienen en af te regelen. Dit is nodig om het energieverbruik zo laag mogelijk te houden en elk lokaal het juiste klimaatcomfort te bieden. Dit zorgt naast verbetering van de luchtkwaliteit voor een hogere tevredenheid onder de gebruikers. Daarnaast is het voor ontwerpers en adviseurs raadzaam gebruik te maken van een totaaloplossing die de gehele klimaathuishouding kan regelen door middel van verwarmen, vrije koeling, koeling en proportioneel ventileren.
Hiervoor biedt de markt tegenwoordig fluisterstille systemen die zijn ingebouwd in een unit die geplaatst worden in het verlaagd plafond van een lokaal. Deze systemen zijn radiator vrij. Voorwaarde is echter wel dat de gevel en de vensterpartij goed geïsoleerd zijn.

Het mooie van dit systeem is dat het zorgt voor volledige ontzorging van de leerkracht. Zo is het bijvoorbeeld mogelijk de kunstverlichting door dit systeem te laten bedienen. Dit zorgt ervoor dat het klimaatcomfort tegen minimale energiekosten gewaarborgd blijft. Verder kan dit systeem moeiteloos aangesloten worden op de bestaande CV installatie. Als de school op een later moment besluit de CV ketel in te ruilen voor een warmtepomp installatie vormt ook dit geen probleem. De klimaatinstallatie kan hier namelijk zonder problemen op worden aangesloten. Sterker nog, in dit geval beschikt de school ineens over een volledige airconditioning! Middels slimme meet- en regeltechniek wordt het hele systeem op eenvoudige wijze gemonitord. Zelfs een vakantieplanning is standaard ingebouwd. Deze systemen zijn de afgelopen jaren door klimaatspecialisten in samenspraak met mensen uit het onderwijs ontwikkeld. Het resultaat is verbluffend.

Toekomstgericht

Dergelijke systemen beschikken over een groot ventilatiedebiet en zijn erg toekomstgericht. Volumes van 1200 tot 1500 m³ per lokaal zijn gangbaar en standaard. Er is voor deze grote luchthoeveelheden gekozen omdat veel schoollokalen te kampen hebben met oververhitting als gevolg van betere isolatie en meer techniek in het lokaal. Om dit tegen te gaan is het bij dit systeem heel gewoon dat nieuwbouw scholen bij een buitentemperatuur van -2 graden reeds staan te koelen in plaats van te verwarmen. Uiteraard is het zeer energiebewust om te kunnen koelen met buitenlucht; het kost geen extra energie en levert een hoop voordelen op.
In de zomer zorgt het systeem voor zomernachtkoeling. Dit houdt in dat het lokaal tijdens een zomernacht automatisch voor-gekoeld wordt met koele buitenlucht. Hierdoor kunnen zowel de leerlingen als de leerkrachten de volgende dag beginnen in een fris en koel lokaal. Het is eventueel zelfs mogelijk de zonwering door het systeem te laten bedienen. In dat geval zorgt het systeem voor een complete ontzorging van de leerkracht. Hierdoor heeft hij of zij meer tijd over voor de écht belangrijke dingen in het onderwijs.

De Nederlandse regering heeft er het afgelopen jaar veel aan gedaan het binnenklimaat op scholen te verbeteren. Zo werd er een groot bedrag aan subsidie beschikbaar gesteld. Dit resulteerde in een wildgroei aan oplossingen. Veel scholen hebben echter besloten alleen te investeren in ventilatie. Een gemiste kans. Een totaaloplossing biedt namelijk niet alleen een veel beter luchtcomfort, het bespaart ook nog eens zo'n 30 tot 50% op de energie! Op deze manier is het comfort niet alleen voelbaar in de klas, maar ook in de portemonnee...

Bron: Weekblad Facilitair