Aan welke eisen moeten HVAC-systemen in moderne stadions voldoen?

Toen stadions voor het eerst werden ontwikkeld, lag de nadruk op een overdekking bieden voor atleten, en werd er weinig aandacht besteed aan de toeschouwers. De faciliteiten zijn de voorbije decennia geëvolueerd, waarbij stadions meer zijn geworden dan alleen faciliteiten voor georganiseerde sport. Ze fungeren nu als een ontmoetingsplaats voor mensen met gemeenschappelijke belangen en leveren economische voordelen op voor de gemeenschap errond. De vooruitgang op het gebied van architectuur en techniek heeft veel gedaan voor deze evolutie.

De nieuwe stadions zijn vaak multifunctioneel, iconisch en gericht op fans, maar ook commercieel genoeg om op wedstrijddagen winst te maken. Nieuwe spectaculaire ontwerpen hebben de toeschouwerservaring verbeterd. Ook in het stadion heeft er innovatie plaatsgevonden. Arena's hebben nu ook amusementsruimten en activiteiten waar mensen van kunnen genieten vóór de wedstrijd, of op dagen waarop er geen wedstrijden gespeeld worden.

Deze ontwikkeling heeft niet alleen de architectuur van stadions beïnvloed, maar ook op het HVAC-ontwerp, aangezien deze faciliteiten, naarmate ze moderner zijn geworden, steeds meer gebouwdiensten zijn gaan integreren.

HVAC-systemen zijn essentieel in moderne gebouwen, aangezien ze nodig zijn om aan de comfortverwachtingen van de gebruikers te voldoen, vooral in faciliteiten die gericht zijn op ervaringen.

Thermisch comfort in gebouwen zoals stadions is zeer relevant. HVAC-systemen kunnen belangrijke bondgenoten zijn om een comfortabele ervaring voor toeschouwers en andere gebruikers te ontwerpen.

HVAC-systemen kunnen echter ook een aanzienlijke invloed hebben op de exploitatiekosten en dus ook op de winst. Daarom zijn er aspecten die het overwegen waard zijn bij het ontwerpen van HVAC-systemen voor stadions.

Thermisch comfort en binnenluchtkwaliteit

Zoals gezegd zijn moderne stadions in toenemende mate faciliteiten voor gemengd gebruik met winkelruimtes, bars, restaurants, viplounges en skyboxes. Die zijn allemaal bedoeld om toeschouwers een topervaring te bieden voor, tijdens en na de wedstrijd - en ook op niet-wedstrijddagen. Uiteraard kan een topervaring niet los worden gezien van het thermisch comfort, dat in elk seizoen in al die ruimtes moet worden gegarandeerd. Want stadions zijn niet langer alleen sportfaciliteiten, maar bieden ook het hele jaar door onderdak aan bedrijfsbijeenkomsten, evenementen, concerten en shows.

In deze faciliteiten zijn dan comfortkoeling en -verwarming nodig, en afhankelijk van de behoefte zijn koelaggregaten en/of warmtepompen nodig die de juiste capaciteit hebben en aan de koel- en verwarmingsvraag van de verschillende delen van het stadion kunnen voldoen.

Hetzelfde geldt voor de binnenluchtkwaliteit (IAQ of indoor air quality), een ander zeer belangrijk aspect, aangezien de vele mensen in de verschillende delen van het stadion het verdienen om schone lucht in te ademen.

Dat is een van de doelstellingen van goed ontworpen ventilatiesystemen, die geweldige hulpmiddelen zijn om de lucht in binnenruimten te reinigen door middel van luchtuitwisseling en luchtfiltratie.

Lees hier meer over het belang van binnenluchtkwaliteit

Nog een interessant aspect waar Daikin zich op richt, is bewaking van de binnenluchtkwaliteit, aangezien bewaking en opvolging fundamenteel zijn om verbeteringen aan te brengen.

Door de integratie van de IEQ-sensor van Daikin profiteert het HVAC-systeem van een sensor voor omgevingsluchtkwaliteit binnen (IEQ of indoor environmental quality) die de omstandigheden binnen bewaakt en opvolgt aan de hand van een reeks binnenluchtkwaliteitsparameters, zodat facility managers een duidelijke indicatie krijgen van de binnenluchtkwaliteit in het gebouw dat ze beheren.

Klik hier om te weten hoe Daikin u kan helpen de binnenluchtkwaliteit te bewaken

Binnenkoeling en -verwarming zijn niet nieuw, maar sinds kort zien we in stadions tribunes en velden met airconditioning. Dat is de voorbije jaren toegenomen, vooral in landen met extreme hitte, waar airconditioning noodzakelijk is om mensen normaal bijeen te laten komen en activiteiten te laten doen zonder hun gezondheid te schaden.

Denk aan stadions waar meer dan 80.000 mensen samenkomen in omgevingsomstandigheden die regelmatig boven de 40 °C liggen - 80.000 lichamen die extreme hitte inademen, nog meer hitte en vochtigheid genereren en de omgeving ongezond maken. Dat is niet het beeld van een topervaring. Het zou bovendien schadelijk zijn voor mensen.

HVAC-systemen kunnen dergelijke scenario's helpen voorkomen door de zitplaatsen en de velden in stadions af te koelen en de juiste hoeveelheid luchtverversing te bieden om het comfort en de veiligheid van zowel toeschouwers als atleten te garanderen.

Energierendement

De airconditioning van een heel stadion - vooral een zonder uitschuifbaar dak - kan vanuit het oogpunt van energieverbruik als nadelig worden beschouwd.

Er is echter nog een ander aspect waarmee rekening moet worden gehouden: in extreme hitte zou onze manier van leven niet mogelijk zijn zonder airconditioning.

Zodra we het daarover eens zijn, kunnen we analyseren hoe moderne HVAC-systemen aan de airconditioningbehoeften kunnen voldoen en tegelijkertijd toch energie-efficiënt en milieuvriendelijk zijn.

Om te beginnen moeten HVAC-systemen worden beschouwd als een integraal onderdeel van het gebouwontwerp dat gericht is op het bereiken van het beste energierendement.

Dat betekent dat aspecten zoals:

• de stadionoriëntatie gebaseerd op de beweging van de zon

• kleurenschema's en oppervlakteontwerp van het gebouw die gericht zijn op het reflecteren van warmte en/of het afleiden van wind

• de aanwezigheid van een schuifdak

• de aanwezigheid van fotovoltaïsche panelen om elektriciteit op te wekken voor het stadion

in rekening moeten worden gebracht voordat de aspecten die nauwer verband houden met het HVAC-systeem worden aangepakt.

Net als het gebouwontwerp moet het HVAC-ontwerp gericht zijn op een zeer hoog energierendement, wat alleen kan worden bereikt met een mix van geavanceerde technologieën die aan elke behoefte van het project voldoen.

Invertertechnologie is essentieel voor HVAC-ontwerpen met luchtgekoelde of watergekoelde units, met name voor gebouwen waar de last vaak varieert op basis van de bezetting en de verdeling van de aanwezigen over verschillende delen van het gebouw.

Door de frequentie van de motorvoeding te variëren, moduleert de invertertechnologie de rotatiesnelheid van de compressor (omw./min.) en regelt deze zo de compressorcapaciteit.

Aangezien de koelaggregaten en warmtepompen die in stadions worden geïnstalleerd gewoonlijk met deellast werken, is invertertechnologie een waardevolle oplossing om hun rendement te verhogen.

Om het hele HVAC-systeem efficiënter te maken, is het vervolgens belangrijk dat het waterdebiet in het HVAC-systeem kan variëren afhankelijk van de werkelijke last van het gebouw. Een systeem met variabel waterdebiet is de perfecte oplossing, omdat het de hoeveelheid water die door het systeem stroomt moduleert en ervoor zorgt dat de pompen zo efficiënt mogelijk werken, waardoor hun energieverbruik daalt.

Hetzelfde geldt voor luchtbehandelingsunits (AHU's of air handling units) die eventueel deel uitmaken van het HVAC-systeem. Door te kiezen voor modellen met zeer efficiënte inverterventilatoren en warmterecuperatie kan het energieverbruik aanzienlijk verminderd worden.

Warmterecuperatie is bijvoorbeeld een optie waarmee luchtbehandelingsunits dankzij warmtewisselaars warmte uit de afgevoerde lucht kunnen recupereren. Deze dragen de warmte over van de muffe luchtstroom die wordt uitgestoten naar de schone luchtstroom die het gebouw binnenkomt, zonder vervuiling tussen de twee luchtstromen. Dit proces verbetert het energierendement aanzienlijk.

Een ander aspect waarmee rekening moet worden gehouden bij complexe HVAC-systemen is modulariteit. Modulariteit activeert units op basis van de delen van het stadion die op een bepaald moment koeling of verwarming nodig hebben, waardoor er nog meer controle over het energieverbruik is. Dit kan worden bereikt door de last te verdelen over verschillende units die op basis van de behoeften geactiveerd kunnen worden.

De last van moderne stadions varieert gewoonlijk met het seizoen of het specifieke evenement dat er plaatsvindt. Dat heeft aanzienlijke gevolgen voor het energierendement van het gebouw. Het is dus belangrijk rekening te houden met de variatie in lastvraag voor het gehele gebouw. Voor een efficiënter HVAC-systeem kan het nuttig zijn de last over meerdere units van verschillende grootte te verdelen en die te regelen alsof het één grote unit is.

De intelligente koelaggregaatbeheerder (iCM of intelligent chiller manager) van Daikin is ontworpen om de prestaties van meerdere koelaggregaten te controleren, te rangschikken en te optimaliseren, en zo de werking van de afzonderlijke koelaggregaten in de installatie te harmoniseren. Zo bereiken ze hun doel met een minimale inspanning, zowel qua energieverbruik als qua mechanische werking. Dit alles uiteraard met een positief effect op de duurzaamheid en het rendement van de koelaggregaten.

Bewaking, preventief onderhoud en betrouwbaarheid

Bewaking en regeling op afstand zijn zeer belangrijk voor elk HVAC-systeem van de omvang die voor stadions nodig is.

Bewaking en opvolging helpen om inzicht te krijgen in de huidige situatie en om verbeteringsmaatregelen te nemen. Daarom is het belangrijk een systeem te hebben dat op afstand kan worden bewaakt en aangestuurd, zodat facilitair managers preventieve onderhoudsacties kunnen uitvoeren om de efficiëntie en betrouwbaarheid van het systeem te garanderen.

Met Daikin on Site (DoS) kunnen ingenieurs over de hele wereld alle units van het HVAC-systeem op één of meerdere sites in realtime bewaken, beheren, visualiseren en aansturen, rechtstreeks vanuit de cloud. Hierdoor kunnen servicemanagers preventieve acties ondernemen zonder ter plaatse te moeten gaan, waardoor de capaciteit voor technische ondersteuning exponentieel toeneemt.

DoS is een tool voor bewaking op afstand van Daikin die het hele jaar door continu en in realtime gegevens levert om installaties van koelaggregaten en luchtbehandelingsunits en hun functionaliteit op te volgen. Hierdoor kunnen eigenaren van installaties preventieve maatregelen nemen en extra kosten door storingen en pannes vermijden.

Bij elk alarm kunnen installatiemanagers het probleem gemakkelijk opsporen en de juiste oplossing vinden. Via het platform kunnen zij alle parameters in realtime evalueren en op afstand ingrijpen als er instellingen moeten worden aangepast. Dat alles verbetert de werking en het beheer van de units en verhoogt hun betrouwbaarheid.

DoS maakt het ook gemakkelijker om het werk van technici te plannen: ze kunnen zich beter voorbereiden op problemen, er worden mogelijke oplossingen geboden door reserveonderdelen te tonen die eventueel nodig kunnen zijn en het werk wordt versneld. Hierdoor kunnen technici efficiënt werken en wordt de hersteltijd van HVAC-installaties verkort.

DoS maakt ook periodieke rapporten over de prestaties van het systeem en energie-audits, die helpen om het systeem zo efficiënt mogelijk te houden.

Om al deze redenen is Daikin on Site essentieel geworden om de efficiëntie en betrouwbaarheid van een HVAC-installatie te verhogen, zelfs (bijna volledig) op afstand.