Een netto-nultoekomst ontsluiten met HVAC Digital Twins

In hun streven naar netto-nul-emissies bevinden eigenaren en beheerders van gebouwen in alle sectoren zich op een cruciaal kruispunt. Het is een enorme uitdaging om de financiële druk van de inflatie, de stijgende energiekosten en de noodzaak van klimaatactie in evenwicht te brengen. Opkomende technologieën, zoals HVAC Digital Twins, zorgen echter voor een revolutie op de weg naar netto-nul en overbruggen tegelijkertijd de gevreesde "prestatiekloof”.

‍

Het energieraadsel

Over de hele linie, van overheid tot onderwijs en gezondheidszorg en van handel tot industrie, worden dezelfde uitdagingen het hoofd geboden: stijgende energiekosten; kritieke niveaus van inflatie; en toenemende financiële druk — die allemaal onder druk zetten op de budgetten en het nastreven van ambitieuze netto-nul doelstellingen.

Het is verontrustend dat recente gegevens van Neos Networks een harde realiteit aan het licht brengen: slechts 0,01% van de openbare gebouwen behaalt de hoogste energie-efficiëntieclassificatie (A+) en slechts 9% voldoet aan de minimumefficiëntienormen voor 2030 (EPC-classificatie B). Dit betekent dat 90% van de openbare gebouwen binnen de komende zeven jaar moet worden geüpgraded om de netto-nuldoelstellingen te halen.

Ondertussen schat het rapport "De kosten van netto-nul” in de onderwijssector, dat gezamenlijk is gepubliceerd door de EAUC en de AUDE, dat het koolstofvrij maken van de gebouwde omgeving in de sectoren hoger en voortgezet onderwijs investeringen van meer dan £8,8 miljard vereist.

‍

De prestatiekloof aanpakken: de cruciale rol van HVAC

Het bereiken van netto-nul in de gebouwde omgeving is sterk afhankelijk van de verschuiving van fossiele brandstoffen naar geëlektrificeerde warmtebronnen en warmtenetten. Er doet zich echter een hardnekkige uitdaging voor in zowel bestaande als nieuwe projecten: de prestatiekloof. Deze kloof treedt op wanneer het werkelijke verbruik tijdens gebruik sterk afwijkt van de energieschattingen in de ontwerpfase.

Onafhankelijk onderzoek, waaronder publicaties van het Chartered Institute of Building Engineers (CIBSE), onthult gebouwen verbruiken tot het dubbele van de oorspronkelijk verwachte energie. HVAC-systemen, die verantwoordelijk zijn voor maximaal 70% van het energieverbruik van een gebouw, dragen een aanzienlijk deel van de schuld.

Verbazingwekkend genoeg forensisch studies van meer dan 450 installaties tonen aan dat 95% ondermaats presteert, als gevolg van een gebrek aan transparantie in het ontwerp, onvoorziene wijzigingen tijdens de installatie, problemen met de inbedrijfstelling en inefficiënties na de overdracht.

‍

Geweldige technologie, maar systemen presteren nog steeds ondermaats

De problemen met de prestatiekloof worden nog groter naarmate HVAC-systemen complexer worden. Veel innovatieve en energiezuinige HVAC-technologieën en regeloplossingen worden in de ontwerpfase gespecificeerd, maar de impact op systeemniveau van hoe alles zal samenwerken is onduidelijk totdat het systeem is gebouwd en het te laat is.

Het aanpakken van ondermaatse prestaties van HVAC-systemen is daarom niet zo eenvoudig als het kiezen van de meest efficiënte componenten. Het gaat erom hoe deze componenten samen werken en zich gedragen als een systeem. Het gaat ook om het vastleggen en delen van informatie gedurende de hele levenscyclus van een project; samenwerking tussen multidisciplinaire ontwerp- en engineeringteams; nauwkeurige gegevensuitwisseling; en een naadloze informatiestroom van ontwerp tot uitvoering.

Uit een dieper onderzoek blijkt dat drie fundamentele uitdagingen de kern vormen van de prestatieverschillen in een HVAC-systeem:

• Verouderde HVAC-tools: Traditionele HVAC-ontwerp- en engineeringtools hebben moeite om het hoofd te bieden aan de toenemende complexiteit van moderne HVAC-systemen.
• Gaten in de communicatie: 'Silowerken' binnen de supply chain leidt tot een slecht begrip van de invloed van ontwerpkeuzes op de systeemprestaties.

• Onvoldoende informatie: As-built informatie die na voltooiing van het project aan gebouweigenaren wordt verstrekt, schiet vaak tekort, wat leidt tot inefficiënt systeembeheer en -prestaties.

‍

De opkomst van HVAC Digital Twins

Te midden van deze uitdagingen komen Digital Twins van het HVAC-systeem naar voren als een baken van hoop, met een drietal voordelen:

• Geavanceerde HVAC-simulatie en -optimalisatie: Door middel van cloud computing en geavanceerde algoritmen kunnen complete HVAC-systemen worden gesimuleerd en geoptimaliseerd in een virtuele omgeving voordat ze fysiek worden gebouwd.
• Transparantie en continuïteit: Digital Twins zorgen voor transparantie en continuïteit in alle projectfasen, zodat de geoptimaliseerde ontwerpintentie getrouw wordt gerealiseerd in de uiteindelijke installatie.
• Evaluatie van de prestaties: Doorlopende referentie voor systeembewaking en -optimalisatie gedurende de hele levensduur van het systeem.

Deze technologie stelt gebouwbeheerders in staat om weloverwogen, datagestuurde beslissingen te nemen in een vroeg stadium van het project en bevordert een open en transparante samenwerking met hun toeleveringsketen.

‍

Een visie voor de toekomst: de HVAC Digital Twin omarmen

Terwijl de wereld de weg naar netto-nul bewandelt en tegelijkertijd worstelt met hoge energiekosten, ontstaan Digital Twins van het HVAC-systeem als een transformatieve technologie. Teams voor landgoederen en kapitaalprojecten hebben de mogelijkheid om deze technologie te gebruiken om de weg vrij te maken voor een duurzame en kosteneffectieve toekomst. De reis naar netto-nul-gebouwen ligt binnen handbereik en de digitale tweelingen van het HVAC-systeem zijn de sleutel om het volledige potentieel ervan te benutten.