Verduurzamen aan de hand van harde data
Meten is weten, zeker in de energietransitie. Maar we hebben pas echt iets aan meetgegevens als we ze verwerken in geautomatiseerde systemen, betoogt hoogleraar Building Energy Epidemiology Laure Itard in haar intreerede. Slim gebruik van ‘big data’ voorkomt dat energiesystemen suboptimaal blijven werken.
Gegevens uit smartmeters, domotica, slimme huishoudelijke apparatuur en systemen voor gebouwmanagement zijn samen goed voor een overstelpende hoeveelheid data. En die stellen ons in staat om de energie-efficiëntie in gebouwen sterk te verbeteren. “Big data kunnen ons feedback geven over wat we ontworpen hebben”, stelt Itard. “Zonder meetgegevens tasten we in het duister over de werkelijke prestaties van systemen.”
Het is een bondige samenvatting van waar het om draait in de nieuwe leerstoel Building Energy Epidemiology. Itard houdt zich vanuit haar leerstoel bezig met verzamelen en verwerken van relevante gegevens over energieverbruik, onderzoek naar geschikte algoritmes en ontwikkeling van kennis over interacties tussen gebouw, systeem en gedrag. Dat maakt niet alleen datagedreven monitoring van de prestaties van systemen en gebouwen mogelijk, maar ook controle op het gevoerde beleid. Kloppen de modellen wel waarop dat is gebaseerd?
De big data revolutie die zich in het afgelopen decennium voltrok opent ongekende mogelijkheden. Zeker in Nederland. Ons land is verder dan welk Europees land dan ook met het verzamelen per woonadres van gegevens over energieverbruik. Vanuit het oogpunt van privacy misschien eigenaardig , maar het biedt wel enorme kansen. Zeker als je het combineert met gerichte meetcampagnes, zoals Itard onder meer deed in haar E-Common onderzoek. Daarbij werden honderden Zuid-Hollandse woningen uitgerust met aanwezigheidssensoren en meters voor luchtvochtigheid, temperatuur en CO2. De onderzoekers brachten bovendien de comfortbeleving van de bewoners in kaart. Hoe voelen ze zich nou eigenlijk? Gekoppeld aan gegevens van slimme meters moet het onderzoek naar methoden en algoritmes in de toekomst geautomatiseerd advies op maat mogelijk maken voor iedere afzonderlijke woning.
Epidemiologie
De leerstoel speelt met deze manier van werken leentjebuur bij de epidemiologie – de afdeling van de gezondheidszorg die verspreiding van ziekten wil voorkomen door statistische analyse van de gegevens van grote groepen mensen. De leerstoel Building Energy Epidemiology gebruikt bijvoorbeeld de jaarlijkse gegevens van het Centraal Bureau voor de Statistiek (CBS) over het energiegebruik van alle Nederlandse huishoudens. Andere grote informatiebron is de databank met gegevens over de energielabels van honderdduizenden adressen. Itard: “Het is superhandig dat wij als onderzoeker toegang hebben tot die gegevens, want je kunt een koppeling maken op adresniveau van het energieverbruik, het isolatieniveau en het type huishouden.”
Veronderstellingen over het effect van grootschalige verduurzamingoperaties van de woningvoorraad laten zich daarmee nauwkeurig toetsen. Het leidde al verschillende keren tot de conclusie dat de modellen niet kloppen. Hoe dat komt? In de eerste plaats doordat het gedrag van mensen anders is dan verondersteld. De modellen gaan bijvoorbeeld uit van een gemiddelde woningtemperatuur van 18 graden Celsius is, terwijl deze feitelijk lager ligt in oude woningen en waarschijnlijk hoger in moderne, goed geïsoleerde huizen. Itard: “Het blijkt een kwestie van gewenning waar iemand zich comfortabel bij voelt.” De nieuwe huizen zijn toch nog zo’n 30 procent energie-efficiënter. Maar dat is twee keer minder dan verondersteld. Die discrepantie heeft ook consequenties voor de terugverdientijd van verduurzamingsinvesteringen.
De modellen zitten er ook vaak naast omdat de eigenschappen van de gebouwconstructie onbekend zijn. Wie heeft er bijvoorbeeld wel en wie niet isolerende maatregelen genomen in zijn woning? Zonder dat te weten is het energieverbruik lastig te voorspellen. “Op basis van data, sensoren en machine learning onderzoeken wij hoe we geautomatiseerd kunnen achterhalen hoe het zit met de isolatie, de infiltratie van lucht en andere gegevens van een woning.”
Als dat lukt, komt de volgende stap ook in beeld: het verbeteren van de werking van de steeds complexere energiesystemen. Volgens berekeningen is het mogelijk om het rendement daarvan wel 20 tot 30 procent op te krikken. “Onze data kunnen helpen door terugkoppeling aan de ontwerpers”, zegt Itard. “Ze kunnen op basis daarvan betere systemen en gebouwen bouwen én de resultaten real time monitoren. Dan maak je echte stappen vooruit.”
Meer informatie
Op vrijdag 7 februari houdt hoogleraar Building Energy Epidemiology Laure Itard haar intreerede ‘Energy analytics for sustainable buildings’. Meer informatie is hier te vinden.