De vraag van de gebouwbeheerder aan de installateur is niet eenvoudig. De gebouwbeheerder wil verduurzamen, zodat zijn gebouw aan de wettelijke eisen voldoet, maar dit mag niet ten koste gaan van het comfort. Zodra het gebouw is aangesloten op duurzame energiebronnen zoals bodem- en zonne-energie moet er een oplossing komen voor het afstemmen van de momenten waarop het gebouw energie opwekt en afneemt. Kunstmatige intelligentie kan met behulp van een digital twin de best mogelijke oplossing voor deze vraagstukken vinden.

Slimme besturing vanuit de cloud

Een voorbeeld van zo’n dienst die met slimme algoritmes en een digital twin van het gebouw voor zowel energiebesparing als comfortverhoging zorgt, is de ecoBuilding oplossing van LIN (Priva Lab for Innovation). ‘Onze voorspellende software vormt als het ware een ‘add-on’ voor de bestaande gebouwautomatisering’, zegt Frank Visscher, business developer bij Priva. ‘De kunstmatige intelligentie neemt vanuit de cloud de besturing van het gebouwautomatiseringssysteem over. In de digitale kopie van het gebouw berekent het systeem voor de aankomende 24 uur hoe de installaties het gevraagde comfortniveau op de meest efficiënte wijze kunnen realiseren.’

Rekenen met alle variabelen

‘Het grootste voordeel van slimme besturingssoftware zoals ecoBuilding is dat het automatisch alle variabelen die invloed hebben op het binnenklimaat en het energieverbruik, meeneemt’, meent Visscher. ‘Dit is een grote verbetering in vergelijking met de conventionele aansturing van gebouwbeheersystemen. Die gebeurt via een ‘if this, then that’-principe. Als een bepaalde ruimte vraagt om een binnentemperatuur van 20 graden Celsius activeert het besturingssysteem een verwarmingsinstallatie, die vervolgens via een vooraf geprogrammeerde aanvoertemperatuur de ruimte verwarmt. Deze zogenoemde ‘stooklijnen’ hebben als nadeel dat ze niet flexibel en dynamisch zijn. Het is maar in beperkte mate mogelijk om rekening te houden met de weersomstandigheden, gebouwkenmerken of duurzame energiebronnen. We zien verder in de praktijk vaak dat beheerders van een gebouw aanpassingen maken in het besturingssysteem, bijvoorbeeld omdat ze het binnen te warm of te koud vinden. Bij een conventioneel besturingssysteem zorgt dit ervoor dat de besturing uit balans raakt, waardoor deze minder goed presteert. Doordat de nieuwe, cloudgebaseerde software in zijn berekeningen wel alle variabelen meeneemt die de binnentemperatuur beïnvloeden, kan deze het gewenste comfortniveau realiseren tegen een lager energieverbruik en lagere kosten. Dit helpt gebouweigenaren om aan de geldende wet- en regelgeving voor de energieprestaties van het gebouw te voldoen.’

‘De slimme software zorgt voor een energiebesparing die kan oplopen tot 40 procent’

Zelflerend algoritme

De kunstmatige intelligentie van Priva houdt rekening met de weersvoorspelling, thermische traagheid van het gebouw, het gedrag van de gebouwgebruikers, de aanwezige HVAC-installaties en de aangesloten energiebronnen. Al deze factoren zitten in de digital twin, waarin de algoritmes uitrekenen welke acties op de efficiëntste wijze tot het gewenste binnenklimaat leiden. Doordat de dienst is uitgerust met machine learning, leert het bovendien van nieuwe situaties. Het algoritme wordt door zijn toenemende ‘ervaringen’ dus slimmer en kan steeds beter inschatten welke acties tot het meest ideale resultaat leiden. ‘Je kunt het goed vergelijken met een schaakgrootmeester, die steeds een groot aantal stappen vooruit denkt’, vertelt Visscher. ‘Dat is ook een van de voordelen van deze dienst: het berekent de voordeligste aansturing van de HVAC-installaties, zonder dat je als gebouwbeheerder of -eigenaar daar naar hoeft om te kijken.’

Simuleren van isolatiemaatregelen

De slimme software heeft nog een extra voordeel voor gebouwbeheerders. ‘Het slimme algoritme begrijpt precies hoe installaties werken en hoe een gebouw zich gedraagt’, zegt Visscher. ‘De gebouwbeheerder krijgt zo gemakkelijk inzicht in de interactie tussen HVAC-installaties en energiebronnen. Maar het is op deze manier ook mogelijk om te simuleren wat voor effect bepaalde isolatiemaatregelen, zoals gevelisolatie, hebben op de energiehuishouding.  Bij nieuwbouw kunnen we met deze dienst ook berekenen hoe groot het vermogen van de hoofdaansluiting van de elektriciteit moet zijn. Een voordeel voor installateurs is dat ze bij storingen op afstand zo al direct kunnen zien wat er misgaat.’

Continue verbeteringen doorvoeren

Al ruim honderd gebouwen in Nederland en het buitenland maken gebruik van de ecoBuilding. ‘Het gaat dan om bijvoorbeeld sportaccommodaties, kantoorgebouwen, distributiecentra en onderwijsgebouwen’, zegt Visscher. ‘Doordat de software werkt met cv-ketels, maar ook met duurzamere verwarmingsinstallaties zoals warmtepompen en zonneboilers, is deze inzetbaar in zowel bestaande als nieuwbouw. De slimme software zorgt in de nieuwbouw voor een energie- en kostenbesparing van gemiddeld 20 tot 25 procent. Met het optimaliseren van bestaande HVAC-installaties kun je in bestaande gebouwen zelfs al snel tot 40 procent energiebesparing realiseren. Dit zorgt voor een korte terugverdientijd van gemiddeld twee tot drie jaar. Het installeren van de software verloopt in grote lijnen hetzelfde. Eerst maakt Priva of een van onze partners een digital twin van het gebouw. Vervolgens sluiten we de digital twin en software aan op het gebouwbeheersysteem. Dat kan via Modbus, BACnet of XML. Uiteraard verbinden we de digital twin ook met het internet, zodat de status van de installaties en het gebouw op afstand inzichtelijk zijn. Dan volgt het zogenaamde testdraaien, waarbij de software de werking van het gebouw en de installaties leert kennen. Hierna is het algoritme klaar voor gebruik.’ Visscher geeft aan dat de software automatisch wordt geüpdatet bij bedrijven die de dienst gebruiken. ‘We blijven verbeteringen doorvoeren en via de updates stellen we de verbeterde algoritmes beschikbaar. Zo blijven we de prestaties van klimaatinstallaties optimaliseren.’

Tekst: Leo Hoekstra
Fotografie/Illustraties: Priva

Meer weten over de nieuwste installatietechnieken en de laatste richtlijnen?
Meld u dan nu aan voor onze gratis tweewekelijkse nieuwsbrief.