Je leest:

Groene airconditioning zonder ventilatoren

Groene airconditioning zonder ventilatoren

Auteur: | 29 mei 2013

Geen blazende ventilatoren of luchtbehandelingskasten. Maar natuurlijke bronnen die voor aangename koelte zorgen in de zomer. Dat is de airconditioning die raadgevend ingenieur en promovendus Ben Bronsema ontwikkelt. Met zijn Ventecdak, Klimaatcascade en Zonneschoorsteen wil hij kantoorgebouwen op een nieuwe manier koelen.

Tijdens zijn werkzame leven ontwierp de nu 78-jarige Bronsema de ‘traditionele’ airconditioning – inclusief de vele ventilatoren – voor grote kantoorpanden. Nu hij met pensioen is komt hij als promovendus van de TU Delft met een alternatief dat deze systemen overbodig maakt.

Drie innovaties

De natuurlijke airconditioning van Bronsema draait om drie innovaties die gecombineerd worden: het Ventecdak, de Klimaatcascade en de Zonneschoorsteen. “Onder het Ventecdak komt de wind door overdruk binnen die het gebouw gaat koelen en ventileren”, zegt de ingenieur.

Schematische weergave van Bronsema’s ‘Earth, Wind & Fire’.
Ben Bronsema

De wind waait vervolgens de Klimaatcascade binnen, een schacht van het pand. “Zomers is de wind bijvoorbeeld rond de 25 graden. Bovenaan de klimaatcascade zitten een soort douchekoppen die water sproeien. Deze miljoenen druppels zijn dertien graden en koelen de lucht tot een graad of 18.”

De druppels worden via een leiding naar de sproeikoppen geleid. Ze komen uit een bassin onder de grond, waar ze ook invallen nadat ze de wind gekoeld hebben. Het water wordt dankzij een warmtewisselaar constant op dertien graden gehouden.

De gekoelde lucht verlaat de Klimaatcascade aan de onderkant. Daarna wordt deze koudere lucht via roosters door het kantoor heen verspreid. “Deze wordt met een regeling uitgevoerd, omdat de windsnelheid varieert. Hierdoor verspreidt de koude lucht zich gelijkmatig.”

Nadat de koele lucht ruimtes heeft gekoeld, wordt het weer afgevoerd. Dat gebeurt dankzij de Zonneschoorsteen, aan de zuidzijde van het gebouw. Deze Zonneschoorsteen maakt gebruik van glas waar het zonlicht doorheen valt en een zogenaamde ‘absorber-plaat’ die de lucht verwarmt. Binnen wordt het daar dus bloedheet (tot wel vijftig graden). “De warme lucht zorgt voor een drukverschil en zuigt daardoor als het ware de lucht in het kantoorgebouw mee. Overigens kan de Zonneschoorsteen ook een façade worden.”

Proefopstelling van de Zonneschoorsteen
Ben Bronsema, TU Delft

Energiepositief gebouw

Vervolgens verlaat de warme lucht uit het kantoor via een schoorsteen in het dak weer het pand. “Het komt daarna tussen het onder- en bovendeel van het Ventecdak terecht. Daar zorgt een versmalling voor een versnelling en onderdruk (het zogenaamde Venturi-effect) die de zuigende werking versterkt.”

Er zijn maar een paar mechanische delen, benadrukt Bronsema. "Zoals de pomp, die het water in de Klimaatcascade naar de sproeikop brengt en de warmtewisselaar. Dit kost maar weinig energie. Bovendien kan er elektriciteit worden opgewekt door windturbines in het dak te verwerken.

Via schuiven valt zo te regelen dat de wind op bepaalde plekken het dak binnenkomt of verlaat. Hierdoor kan het systeem in principe meer energie opwekken dan nodig is. Daardoor wordt het dus een energiepositief gebouw. Dat is een groot verschil met de huidige airconditioning, die veel energie kost."

Aangename verkoeling

Earth, Wind & Fire is niet uniek doordat het slim gebruikt maakt van de wind. Al eeuwen geleden werden woningen zo ontworpen, dat de wind ze koelde. Het zestiende eeuwse Palazzo Farnese in Rome is daar een goed voorbeeld van. De binnenplaats zorgde daar voor aangename verkoeling, concludeerden onderzoekers vorig jaar. Ook Bronsema bouwde voort op de kennis van voorgangers. De koeling in de klimaatcascade met waterdruppels is bijvoorbeeld deels afgekeken bij Willis Carrier, de grondlegger van de airconditioning.

Het knappe van Earth, Wind & Fire is dat Bronsema drie innovaties samenvoegt tot een werkend systeem. De lucht wordt milieuvriendelijk en slim naar binnen gezogen, gaat door het gebouw heen en wordt daarna uitgeblazen. Bronsema maakte al metershoge testopstellingen van de Klimaatcascade en Zonneschoorsteen.

“Nu ben ik op zoek naar een kantoor waar ik het hele systeem kan testen. Vooral kantoorpanden uit de jaren zeventig lijken mij geschikt, die zijn met een paar aanpassingen goed om te bouwen en duurzaam te maken.”

Bron:

  • Bronsema, B. Earth, Wind & Fire. Natuurlijke airconditioning (Delft 2013)
Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 29 mei 2013

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.