Basiskennis Installaties: Luchtkanalen, ventilatiekanalen

Referentienummers

• Luchtkanalen
• (57) Luchtbehandelingsvoorzieningen
• 61.00 ventilatie- en luchtbehandelingsinstallaties, 61.32 metalen kanalen (ventilatie- en luchtbehandelingsinstallaties), 61.33 kunststof kanalen (ventilatie- en luchtbehandelingsinstallaties)

Samenstelling

Systeemopbouw van luchtkanalen

Luchtkanalen bestaan uit rechte stukken, aftakkingen, spruitstukken, verloopstukken en bochten. De kanalen worden samengesteld uit standaard componenten die op het werk worden gemonteerd of op de fabriek geprefabriceerd en in secties aangeleverd. Bij het samenstellen op het werk worden diverse onderdelen luchtdicht aan elkaar verbonden, waar nodig met tussenplaatsing van flexibele verbindingen en gemonteerd met bijpassende bevestigingsmiddelen aan de bouwconstructie.

Voor de aansluiting op inblaasroosters en afzuigroosters worden op maat vervaardigde of standaard aansluitstukken toegepast.

Elementopbouw van luchtkanalen

De meeste luchtkanalen zijn rechthoekig of rond van vorm. Ze zijn vervaardigd van metaal, kunststof of textiel. Naast vormvaste kanalen worden ook flexibele slangen gebruikt.

In- of uitwendige isolatie wordt toegepast met het doel ongewild verwarming of afkoeling, condensatie op het oppervlak, branddoorslag of geluidsoverlast tegen te gaan.

In de kanalen kunnen regelkleppen, debietregelaars, geluiddempers, brandkleppen, enz. worden ingebouwd.

Materiaal van luchtkanalen

Voor de vervaardiging van vormvaste luchtkanalen worden de volgende materialen toegepast:

• Verzinkt staal:
  • Rechthoekige en ronde kanalen: DX51D 150 MAC (2-zijdige zinklaag, volgens Sendzimir procedé, laagdikte 275 g/m²;
  • Instortkanalen: DX51D 150 MAC (2-zijdige zinklaag, volgens Sendzimir procedé, laagdikte 150 g/m².
• Roestvast staal: X 5 CrNi-18-10-1.4301 (AISI 304) of X 5 CrNi-18-10-1.4404 (AISI 316);
• Aluminium: AL Mg3-EN AW 5754 Mill Finish volgens NEN-EN 573 en NEN-EN 485;
• Kunststof: PVC, PVC-C, HDPE, PP en PP-S;
• Minerale wol:
  • glaswol 78 kg/m³;
  • steenwol 150 kg/m³.

• Hardschuim: PUR-schuim, PIR-schuim;
• Textiel: geweven materiaal speciaal voor luchtkanalen, open structuur (filterend) of luchtdicht.

De volgende kanalen worden standaard ook met binnenmantel en/of buitenmantel geleverd:

Voor de vervaardiging van slangen worden de volgende materialen gebruikt:

• Aluminium;
• Aluminium folie;
• Kunststof: vezelversterkt synthetisch doek of vinyl gecoat weefseldoek.

Een ongeïsoleerde slang (akoestische dan wel thermisch) wordt versterkt met een in een spiraal gewikkelde metaaldraad die eventueel voorzien is van een coating.

Fabricagemethode van luchtkanalen

De luchtkanalen worden in de fabriek of op het werk vervaardigd, in secties van handzame lengte, die gemakkelijk te vervoeren en te monteren zijn. Bij de fabricage wordt het plaatmateriaal aangevoerd en machinaal op maat gesneden. Bij metaalplaat gebeurt dit dikwijls met elektronisch gestuurde plasmasnijapparaten.

Rechthoekige kanalen van metaal worden uit op maat gesneden platen materiaal omgezet tot de gewenste rechthoekige afmetingen. De kanalen worden in de lengte gekoppeld en gesloten met een felsnaad. Bij grote kanalen worden de vlakken verstijfd door diagonaal of dwars in de vlakken plooien te drukken of door profielen op te klinken.
De verbinding tussen de kanaalsecties kan door middel van hoekprofielen, die met klink- of popnagels of door puntlassen op de kanalen worden bevestigd. De flenzen kunnen met bouten aan elkaar worden gemonteerd. Een andere methode is om de kanaaleinden om te zetten. De kanaalsecties worden dan verbonden met klemmende overschuifprofielen. Tussen de verbindingen wordt een pakking aangebracht om de kanalen ter plaatse luchtdicht te maken.

Kanalen van kunststof worden samengesteld uit stroken die langs de langsnaden aan elkaar gelast worden. De dwarsverbindingen worden ook hier als flensverbinding uitgevoerd. Ook worden in- of uitwendig insteek- respectievelijk overschuifmoffen gebruikt, die door lassen of lijmen worden gefixeerd.

Kanalen van hardgeperste steenwolplaat of glaswolplaat worden opgebouwd uit platen die door middel van geprofileerde langsnaden aan elkaar worden gelijmd. De kanaalsecties worden onderling verbonden door op de sectie-uiteinden gemonteerde ramen van verzinkt stalen hoekprofielen. Ook worden wel spieverbindingen toegepast, waarbij de dwarsnaad met een kit luchtdicht wordt afgewerkt.

Ronde metalen kanalen worden in de standaardfabricage op een felsmachine uit bandmateriaal tot buizen gewikkeld. De verbinding van de metaalstrippen onderling geschiedt door een felsnaad. In de lengte worden de kanalen gekoppeld door een inwendige insteekverbinding die met zelftappende schroeven wordt bevestigd. Aan de buitenkant wordt de verbinding luchtdicht afgewerkt door middel van tape.

Ronde kunststof kanalen worden geëxtrudeerd of door lassen uit rondgezet plaatmateriaal vervaardigd. De verbinding tussen de kanaalstukken onderling worden door lassen gerealiseerd of uitgevoerd door midden van in- of uitwendige moffen, die door lassen of lijmen een hechte luchtdichte verbinding vormen.
De diverse kanaalhulpstukken worden op overeenkomstige wijze vervaardigd, met uitzondering van de hulpstukken voor de ronde gewikkelde kanalen, die niet op een wikkelmachine worden vervaardigd, maar uit plaat worden gesneden, in vorm gebracht en daarna met klink- of felsnaden afgewerkt.

Oppervlaktebehandeling van luchtkanalen

Om luchtkanalen tegen een agressief milieu te beschermen of om reiniging mogelijk te maken, worden ze aan de buitenkant en/of aan de binnenkant van een coating voorzien.

Als coating worden waterafstotende bitumineuze (waterafstotend, op verzinkte kanalen) en polyurethaan (op corrosieve bestaande kanalen) coatings en corrosiewerende verf (met name voor de flenzen en verzinkte kanalen) gebruikt. Niet elke coating kan op elk materiaal worden toegepast.

Toebehoren van luchtkanalen

Naar de samenstelling van kanaalsecties tot een volledig kanaalsysteem worden hulpstukken toegepast:

• Verloopstukken, tussen kanalen van verschillende afmetingen of dwarsdoorsneden;
• Bochten;
• Verzamel- of spruitstukken;
• Aansluitstukken voor roosters, vormvaste of flexibele slangen;
• Ramen met geleideschoepen, om de weerstand in bochten te verminderen;
• Eindstukken.

Voor de montage zijn ophangconstructies nodig, die meestal bestaan uit onder de kanalen aangebrachte lichte U- of hoekprofielen, aan weerszijden met draadstangen aan de bouwconstructie opgehangen. Ook worden kanalen op consoles gelegd of daaraan opgehangen. Voor ronder kanalen worden ronde ophangbeugels toegepast, die ook door middel van draadstangen aan de bouwconstructie of consoles worden bevestigd.
Wanneer hoge eisen aan de trillingsvrijheid worden gesteld, worden ook viltstroken of een rubber inleg tussen het luchtkanaal en de oplegging toegepast.

Accessoires bij luchtkanalen

De luchtkanalen alleen maken niet de installatie. De volgende appendages worden naar behoefte toegepast: verwarmer, koeler, inregelklep, Irisklep, kleppenregister, constant volumeregelaar, variabele volumeregelaar, geluiddemper, filtersectie, meetstation, roosterplenum, koelconvector, bevochtiger, brandklep, brandmanchet, flexibele slangen, inspectieluiken.

Vorm en afmeting

Vorm van luchtkanalen

De kanalen zijn rond, ovaal of rechthoekig van doorsnede.
Textiele luchtkanalen zijn ronde, halfronde of kwartronde vorm verkrijgbaar.

Afmetingen van luchtkanalen

Materiaaldikte

Afhankelijk van de doorsnede van de kanalen, worden de volgende materiaaldikten toegepast:

Rechthoekige kanalen

Uit luchttechnische en productietechnische overwegingen wordt de breedte-hoogte verhouding van rechthoekige kanalen op minimaal ¼ tot maximaal 4 gehouden. Voor alle rechthoekige kanalen zijn de volgende standaardafmetingen in NEN-EN 1505 vastgelegd, in mm:

• 200 x 150, 200 x 200;
• 250 x 150, 250 x 200, 250 x 250;
• 300 x 150, 300 x 200, 300 x 250, 300 x 300;
• 400 x 150, 400 x 200, 400 x 250, 400 x 300, 400 x 400;
• 500 x 150, 500 x 200, 500 x 250, 500 x 300, 500 x 400, 500 x 500;
• 600 x 200, 600 x 250, 600 x 300, 600 x 400, 600 x 500, 600 x 600;
• 800 x 250, 800 x 300, 800 x 400, 800 x 500, 800 x 600, 800 x 800;
• 1.000 x 300, 1.000 x 400, 1.000 x 500, 1.000 x 600, 1.000 x 800, 1.000 x 1.000;
• 1.200 x 400, 1.200 x 500, 1.200 x 600, 1.200 x 800, 1.200 x 1.000, 1.200 x 1.200;
• 1.400 x 500, 1.400 x 600, 1.400 x 800, 1.400 x 1000, 1.400 x 1200;
• 1.600 x 600, 1.600 x 800, 1.600 x 1.000, 1.600 x 1.200;
• 1.800 x 800, 1.800 x 1.000, 1.800 x 1.200;
• 2.000 x 1.000, 2.000 x 1.200.

Ronde kanalen

• Voor ronde luchtkanalen zijn de standaard diameters in NEN-EN 1506 vastgelegd, in mm: 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800, 1.000 en 1.250;
• Aanvullende zijn ook de volgende diameters op de markt verkrijgbaar, in mm: 150, 300, 355, 450, 560, 710, 900 en 1.120 (ook conform NEN-EN 1506).

Flexibele kanalen

• Voor slangen zijn de standaard diameters in NEN-EN 1506 vastgelegd, in mm: 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500 en 630;
• Daarnaast zijn ook de volgende diameters op de markt verkrijgbaar, in mm: 150, 300, 355, 450 en 560 (conform NEN-EN 13180).

Gewicht van luchtkanalen

Het gewicht wordt bepaald door het materiaal, de afmetingen en de eventuele versterkingen en koppelprofielen, inclusief ophanging en bevestiging. Op de constructie van het gebouw is de invloed te verwaarlozen, behalve bij plaatstalen kanalen van zeer grote afmetingen.

Kleur van luchtkanalen

Textiele luchtkanalen kunnen in kleur worden geleverd, met eventueel logobedrukking.

Slangen zijn vaak wit of metaalkleur.

Prestaties

Mechanische eigenschappen van luchtkanalen

Dynamische eigenschappen

De wrijvingsweerstand van de lucht langs de kanaalwanden en de stootverliezen bij plotselinge snelheids- en richtingsveranderingen die de luchtstroom in de kanalen ondergaat, zijn medebepalend voor het ventilatorvermogen, dat nodig is om luchttransport te verzorgen.

De wrijvingsweerstand wordt bepaald door de snelheid en de soortelijke massa van de lucht, maar ook door de oppervlakteruwheid van de wand van het luchtkanaal, maar ook door oneffenheden zoals uitstekende felsnaden en flenzen, loszittende isolatie enz. die door onzorgvuldige montage of fabricage veroorzaakt kunnen worden. Bij de keuze van het materiaal moet de oppervlakteruwheid (Ra-waarde) in aanmerking worden genomen. De leverancier kan de Ra-waarde opgeven, waarbij je rekening moet houden dat tabelwaarden en praktijkwaarden niet altijd hetzelfde zijn.

De Ra-waarde van felsnaadkanalen is 0,15 mm.

Vuur, explosie en luchtkanalen

Brandbaarheid

Brandvoortplanting, brandwerendheid

Op alle doorvoeren tussen brandcompartimenten onderling moet voorkomen worden dat brand zich kan voortplanten naar het volgende brandcompartiment. Bij toepassing van niet-onbrandbare kanalen of slangen moeten aanvullende isolerende bekledingen, brandmanchetten en brandkleppen worden toegepast.

Gassen, vloeistoffen, vaste stoffen en luchtkanalen

Luchtdoorlatendheid

De kwaliteit van een kanalensysteem wordt vooral bepaald door de mate waarin lekverliezen in de naden en verbindingen worden voorkomen. De toelaatbare hoeveelheid leklucht wordt gerelateerd aan klassen van luchtdichtheid, waarvoor een bepaalde toetsingsdruk geldt, die ontleend is aan NEN-EN 1507 voor rechthoekige kanalen en NEN-EN 12237 voor ronde kanalen. Door Eurovent en AMA zijn internationaal de luchtdichtheidsklassen A, B, C en D geformuleerd. Klasse A is de laagste klasse. Luchtkanalenfabrikanten die zich bij LUKA hebben aangesloten houden luchtdichtheidsklasse C aan.

De maximaal toegestane lekverliezen worden gegeven in l/s∙m² en zijn afhankelijk van de heersende werkdruk.

De metingen dienen ter plaatse te worden uitgevoerd op een deel van de installatie dat representatief is voor het gehele systeem van luchtkanalen, appendages en slangen, voordat er isolatie is toegepast. Lees alle specificaties na in het LUKA Handboek.

* Bij testdruk van 1.000 Pa

Toelaatbare systeemdruk

Voor luchtkanalen van minerale wol en hardschuim wordt door LUKA de maximaal toelaatbare systeemdruk opgegeven:

Bestandheid

Luchtkanalen van minerale wol of roestvast staal zijn niet gevoelig zijn voor corrosie. Ook kunststof en textiel luchtkanalen zijn niet gevoelig voor corrosie.

Thermische eigenschappen van luchtkanalen

Uitzetting

Bij de normale gebruikstemperaturen voor toepassing in luchtbehandelingsinstallaties zijn de uitzettingen te verwaarlozen. Bij hogere lucht- of omgevingstemperaturen moet met de uitzetting rekening worden gehouden, met nam bij kanalen of buizen van kunststof.

Enkele lineaire uitzettingscoëfficiënten (α) zijn:

• Staal: 0,0115∙10^-4 K^-1;
• Hard PVC: 0, ∙10^-4 K^-1;
• Polypropeen: ca. 1,6∙10^-4 K^-1;
• Aluminium: 0,24∙10^-4 K^-1.

Bestandheid

Geleiding

De warmteweerstand van metalen kanalen is de verwaarlozen en daarom worden deze kanalen veelal in- en/of uitwendig geïsoleerd om warmteverlies of opwarming van de lucht in de kanalen te voorkomen. Kanalen van minerale wol hebben een betere warmteweerstand.

Akoestische eigenschappen van luchtkanalen

In metalen kanalen is de geluiddemping niet bijzonder groot, nl. 0,1 dB/m voor kleine ronde kanalen en 0,2 dB/m voor grotere rechthoekige kanalen.
Kanalen van minerale wol hebben een geluiddemping van ca. 5 dB/m, afhankelijk van de diameter en de materiaaldikte.

De benodigde reductie van ventilatorgeluid en doorspraak (geluidsoverdracht van rooster tot rooster) wordt behalve met een demper, verkregen door het aanbrengen van geluidsabsorberende materialen. Dat kan aan de binnenzijde, maar het aanbrengen aan de buitenzijde verdient de voorkeur. De isolatie moet over het gehele oppervlak met lijm of zelfklevende folie worden vastgezet en moet worden aangevuld met bv 2 las- of plakpennen/m² om de isolatie tijdens het drogen van de lijm op zijn plaats te houden. Bij uitwendige isolatie moeten alle naden met tape worden afgewerkt.

Bij plafonddetaillering kan rekening worden gehouden met de mogelijkheid om de luchtkanalen te voorzien van geluidsisolatie.

Toepassing

Functionele bruikbaarheid van luchtkanalen

Luchtkanalen wordt gebruikt voor het transport van lucht, gassen en dampen in algemene zin en daardoor is het toepassingsgebied heel groot. De toepassing wordt beperkt door de toelaatbare inwendige druk in de kanalen en de ruimtelijke omstandigheden in een gebouw, vooral in bestaande gebouwen.

Textiele luchtkanalen worden vooral toegepast in kantoren, scholen, congrescentra,  laboratoriastofvrije faciliteiten, industriële faciliteiten, sporthallen , conditioneringsruimtes in de vleesindustrie, ruimtes in de voedselindustrie, supermarkten, sporthallen, zwembaden, hoge opslagruimtes, faciliteiten waarin veel stof wordt geproduceerd of die beperkt toegankelijk zijn.

Economische bruikbaarheid van luchtkanalen

Investeringen en de te verwachten energiekosten spelen een rol als functie van de luchtsnelheden (bij gegeven luchthoeveelheden per tijdseenheid, dus als functie van de kanaalafmetingen) en de gebruikstijd per jaar. Ook de ruimte die de kanalen in het gebouw innemen spelen een rol.

Op kanaalwerk dat met minimaal luchtdichtheidsklasse C wordt aangebracht kan een Energie Investeringsaftrek worden verkregen.

Voorschriften voor luchtkanalen

De eisen die het Bouwbesluit stelt aan luchtverversing in verblijfsruimten en verblijfsgebieden zijn na te lezen in dit artikel: Eisen voor luchtverversing.

Bij Vuur, explosie is al omschreven dat een brandcompartimentering ook in de luchtkanalen moet worden gerealiseerd door middel van brandkleppen en aanvullende brandwerende isolatie.

In EPC-berekeningen worden installaties als integraal onderdeel beschouwd om de vereiste waarde te bereiken. Daarbij speelt de luchtdichtheidsfactor van het luchtverdelingssysteem ook een rol.

Bestektekst voor luchtkanalen

LUKA geeft een voorzet voor de opstelling van de bestektekst om te garanderen dat LUKA-kwaliteit niet alleen wordt geboden, maar ook wordt verkregen.

Ontwerpdetails van luchtkanalen

Bij het ontwerpen van een kanalensysteem moet rekening gehouden worden met mogelijke condensatie op de kanaalbuitenwanden, wanneer via het kanaal koude buitenlucht wordt aangezogen of gekoelde lucht wordt getransporteerd en het kanaal door een warme vochtige ruimte loopt. Inwendige condensatie kan optreden wanneer zich in het kanaal warme, vochtige lucht bevindt en het kanaal door de buitenlucht of een onverwarmde ruimte loopt. In zulke gevallen moet isolatie worden toegepast om ongewenst condensatie te voorkomen.

Bovendien moet de kanalen soms geïsoleerd worden om te voorkomen dat de lucht in de kanalen tijdens het transport teveel wordt opgewarmd of afgekoeld door warmtetransport via de kanaalwanden naar of van de omringende ruimte. Hoe dit financieel uitvalt, is afhankelijk van de prijs voor de isolatie, de prijs van de benodigde energie voor verwarming en koeling en de gebruikstijd van de installatie per jaar.

Bij het maken van een kanalenontwerp moet rekening worden gehouden met o.a.:

• de beschikbare ruimte;
• toelaatbaar geluidsniveau;
• transmissie- en lekverliezen;
• optredende drukverliezen als gevolg van:
  • wandruwheid (afhankelijk van het gekozen materiaal);
  • plaatselijke weerstanden (bochten, verlopen, enz.).
• investeringskosten;
• energiekosten;
• gebruikstijd per jaar;
• vigerende normen.

Het ontwerp van een kanalensysteem moet goed geïntegreerd worden in het ontwerp van gebouw en installaties, waarbij de architect, constructeur, installatieadviseur en de gebruiker al in een vroeg stadium samenwerken, zodat de plaats en afmetingen van sparingen en doorvoeren van kanalen in verlaagde plafonds en schachten kan worden meegenomen.

Verwerking en montage

De montage van de kanaalstukken en de ophanging van het kanalensysteem moet (in overleg met de hoofdaannemer) in het werkschema van de gehele bouw worden ingepast, vooral wanneer de kanalen boven verlaagde plafonds moeten worden aangebracht. Zo nodig moeten eerder de ophanging van de kanalen worden opgenomen, zodat die later kunnen worden aangebracht. Bij de montage wordt gebruikt gemaakt van rolsteigers of hoogwerkers.

Kwaliteit en garantie

Certificering van luchtkanalen

LUKA hanteert voor de aangesloten luchtkanalenfabrikanten kwaliteitscertificaten om te garanderen dat de kwaliteit wordt geleverd, waarbij ze samenwerken met TÜV Rheinland Nederland B.V..

Garantie op luchtkanalen

De garantie is geregeld in de leveringsvoorwaarden die worden gehanteerd.

Economische factoren

Leveringsvoorwaarden van luchtkanalen

ALIB Algemene Voorwaarden Installerende Bedrijven van UNETO-VNI

LUKA Nederlandse Vereniging van Luchtkanalenfabrikanten

Milieu en gezondheid

Duurzaamheid van luchtkanalen

De textiele kanalen zijn ook verkrijgbaar in een Cradle-to-Cradle uitvoering.

Hygiëne van luchtkanalen

Omdat vervuilde luchtkanalen van invloed kunnen zijn op de kwaliteit van de binnenlucht en de levensduur van de gehele installatie moet getracht worden vervuiling van de luchtkanalen te voorkomen. De vervuiling kan ontstaan als de onderdelen worden aangevoerd en worden opgeslagen, tijdens de montage zelf, door bouwwerkzaamheden die nog plaats vinden als de luchtkanalen al op hun plek zitten of als de men de installatie laat proefdraaien.

Textiele luchtkanalen die filteren met open structuur moeten regelmatig gewassen worden.

Vervuiling van kanalen en roosters van luchtbehandelingssystemen door micro-organismen op stofdeeltjes kan mogelijk door inademing tot infecties leiden. Dit risico maakt het noodzakelijk luchtbehandelingsapparatuur, kanalen, roosters en filters veelvuldig en hygiënisch schoon te maken.

Referenties

Geraadpleegde bronnen

Binnenlucht techniek

Eurovent

ISSO-publicatie 17 Kwaliteitseisen voor luchtkanaalsystemen in woning- en utiliteitsbouw

LUKA Handboek

REHVA Federation of European Heating, Ventilation and Air Conditioning Associations

VLA Vereniging Leveranciers Luchttechnische Apparaten

Wikipedia Ductwork airtightness

Foto: Rijksdienst voor het Cultureel Erfgoed [CC BY-SA 4.0], via Wikimedia Commons

Normen