Gebouwen verduurzamen? Geef ze een stel hersens!

By Linda Bak

Een slim gebouw dat alles van je weet en zich helemaal aanpast aan jouw wensen. Het klinkt ideaal en beangstigend tegelijkertijd. Onderzoeker Olivia Guerra Santin ziet kansen, vooral als het aankomt op verduurzaming. Zij is een van de projectleiders in het project Brains4Buildings. Hierin werken verschillende Nederlandse universiteiten, hogescholen en bedrijven samen. Het doel is om gebouwen slimmer te maken. 

Door efficiënter met energie om te gaan, verspillen we minder. Op dit gebied is nog veel te winnen, want zo’n dertig procent van de energie in gebouwen wordt verspild. Bijvoorbeeld omdat we de airco of verlichting niet uitzetten. Ook onderhoud is vaak niet efficiënt en daardoor duur. Met de juiste sensoren en data-analyses kun je op elk moment inzien wat de status van installaties zoals het verwarmingsysteem is. Zo worden onderdelen nooit meer te vroeg of juist te laat vervangen. 

Van domme technologie naar slimme

Alle bestaande, slimme onderdelen komen samen in het brein van een gebouw, een zelflerend algoritme. De technologieën om dit te realiseren bestaan al, de kracht zit in de combinatie en integratie van alle systemen. Sensoren die de temperatuur, de luchtvochtigheid en de hoeveelheid CO₂ in een ruimte meten, zijn er al. Ook zonweringen die werken op basis van sensoren die de intensiteit van de zon meten, worden veel gebruikt. “Maar dit sluit vaak nog niet optimaal aan bij de potentie van een gebouw en het comfort waar gebruikers naar op zoek zijn”, zegt Guerra Santin. 

Het is namelijk vooralsnog een ‘dom’ systeem. Altijd als de zon schijnt gaat de zonwering naar beneden. Volgens de projectleider kunnen dergelijke systemen veel slimmer inspelen op andere elementen binnen een gebouw. “Het kan juist heel handig zijn om ‘s ochtends nog even te wachten met het uitrollen van de zonwering. De zon kan het gebouw van natuurlijke warmte voorzien, dat scheelt in gasverbruik en daarmee in emissies.” 

AI onmisbaar

Om connecties te maken tussen verschillende databronnen, zowel in het gebouw als in de omgeving, wordt Artificial Intelligence (AI) ingezet. AI kan ‘domme’ systemen slimmer maken, doordat het vergelijkingen kan maken die eerder onmogelijk waren; vandaar ook de titel ‘Brains4Buildings’. Het is niet alleen theoretisch onderzoek, de uitkomsten worden toegepast in gebouwen van aangesloten bedrijven en organisaties. Guerra Santin: “Uiteindelijk gaat het om de eigenaren van gebouwen, om facility managers die de dashboards met gegevens beheren en natuurlijk om de gebruikers van gebouwen. Het doel is dat zij samenwerken met de technologie en zich zo comfortabeler voelen in een gebouw.”

Shobhit Chitkara is product lead bij Spectral, een van de deelnemers aan het Brains4Buildings project. Het techbedrijf heeft een platform ontwikkeld (BRIGHTER) dat inzicht verschaft in data en installaties bediend om gebouwen duurzamer te maken. Hij werkte eerst als PDEng-onderzoeker mee aan het project en is nu betrokken als product lead. “Voor ons is het belangrijk om de optimale balans te vinden tussen energie-efficiëntie, duurzaamheid en gebruikerscomfort. We zoeken naar energieverspilling binnen installaties om er bijvoorbeeld voor te zorgen dat de verwarming alleen aan staat als dat echt nodig zijn. Hiervoor moeten de tools geüpdatet worden. Facility managers werken nu vaak nog met oudere systemen die vooral reactief zijn. Wij zien meer waarde in een proactieve aanpak, bijvoorbeeld door het gebruik van innovatieve technologieën zoals voorspellende modellen en AI.” 

4TU.Bouw

Samen met 4TU.Built Environment werken we bij Innovation Origins aan een serie artikelen over innovatie in de bouw. We verkennen en beantwoorden de meest interessante en urgente vragen rondom belangrijke thema’s in de bouw.

Gedrag 

Het optimale comfort wordt bereikt door een goede wisselwerking tussen mens en machine. Wanneer het gaat om de gebruikers, is een optimaal functionerend gebouw volgens de onderzoeker niet genoeg. “Informatievoorziening is essentieel”, stelt ze. Een slim gebouw kan bijvoorbeeld de airco’s en ventilatie zo optimaal mogelijk instellen. Maar dit betekent vaak ook dat mensen zelf geen controle meer hebben over het openen van ramen of het instellen van de verwarming of de airco. 

Guerra Santin: “Om frustraties te voorkomen, is het belangrijk dat mensen weten waarom bepaalde instellingen zijn zoals ze zijn.” Ook Chitkara ziet informatievoorziening als een belangrijk onderdeel. Hij wil via het dashboard ook de mogelijkheid bieden aan gebruikers om te participeren en feedback te geven. “Zo krijgen zij ook meer inzicht, bijvoorbeeld wanneer het gaat om de verspilling van energie.” Uiteindelijk zien zij AI allebei als een manier om mensen te ondersteunen. “De gebruiker moet altijd het uitgangspunt zijn. In basis vind ik dat het gebouw zich zo veel mogelijk aan moet passen aan de gebruikers en niet andersom”, zegt Guerra Santin. 

Krachten bundelen

Chitkara ziet de samenwerking met universiteiten en andere bedrijven als een cruciaal aspect voor deze innovaties. “Het probleem rondom energieverspilling en verduurzamen is zo groot dat we alle krachten nodig hebben. Het moet echt een beweging zijn, geen losstaande actie van één bedrijf. We werken in dit project samen met onze concurrenten en geven veel prijs over onze producten. Het voelt soms riskant om delen van ons IP te delen met concurrenten, maar die openheid van iedereen helpt om tot de beste oplossingen voor een wereldwijd probleem te komen.” 

De komende maanden van Brains4Buildings zijn spannend. Guerra Santin: “We ronden het theoretische deel van het onderzoek af. Daarna gaan we echt aan de slag met het uitvoeren van testen in bestaande gebouwen. We verwachten dat onze industriële partners een deel van de ontwikkelde oplossingen uiteindelijk op de markt zullen brengen. Uiteindelijk gaat het natuurlijk om de mensen die de technologie gaan gebruiken.”