Skybasert verktøy for overvåking og tuning av smarte energieffektive bygg

Today, large resources are used to calculate and document energy consumption, power requirements and indoor climate in the design phase of buildings. This especially applies to ambitious projects such as near-zero energy buildings, plus houses or zero-emission projects. In most cases, this information is not used later for follow-up and tuning of buildings in the operational phase. There is an information gap between the design and operation phases of buildings, which is also well described in the research literature. In addition, there is a large and well-documented performance gap for energy performance and indoor climate in modern buildings, which has major consequences for both value creation and greenhouse gas emissions from the construction sector. Modern buildings are often not operated as they were assumed in the design phase and it is very resource-intensive to find faults and close the discrepancies due to lack of suitable tools for this. The idea behind the SmartTune project is to develop cloud-based software systems that can easily be used for comparison of design- and operational information within energy use, power requirements and indoor climate. Specifically, the technology makes it possible to import the energy model from the design phase into the building's BMS or EM system. SmartTune can thus be described as a digital twin for energy, power and indoor climate in the building. The results are visualized in simple user interfaces; to the users of the building e.g. on a smart-phone, for the operators of the building to monitor and optimize the building and for designers / architects who want to use experience from existing buildings to inform the design of new buildings. In the first year of the project, a roadmap for SmartTune functionality was created, where we have defined seven different levels. Level 1 functionality is defined as the comparison and tuning of energy flow at the overall building level. Level 7 is defined as a semi-autonomous building that partially "operate itself" based on continuous user feedback and automatic tuning of the building to optimize energy use, power demand and indoor climate. An early pilot version of Level 1 and partly Level 2 was developed and tested at the pilot building Powerhouse Montessori. In the second year of the project the online tool for level 1-2 was further developed in a new version with extended functionality. It was tested in Powerhouse Telemark and is currently in use in the trial operation phase of the building and proves to be very useful for this application. Further, a cloud based version of the energy simulation software SIMIEN was developed and is currently under testing. This was a core part of realizing the levels 3-7. In the third and final year of the project, it has succeeded in establishing real-time energy and power calculations as an integral part of the building's management system (BMS). The solution is being pilot tested at Powerhouse Telemark and Edvardsløkka Omsorgsboliger. In the third and final year of the project, it has succeeded in establishing real-time energy, power and inf\door climate calculations as an integral part of the building's management system (BMS). A beta version of the solution is being pilot tested at Powerhouse Telemark and Edvardsløkka Omsorgsboliger. The work with beta testing and bug fixes in ongoing and will continue even after the research project is completed. Further development on a commercial scale is being considered.

Skanska og Piscada i samarbeid med software-selskapet Simenergi* har utviklet en skybasert sanntidssimulerings-applikasjon. Basert på sanntids klimadata gjøres sammenligning av sanntidssimulert ytelse av bygget (effekt, energibruk og inneklima) med målt ytelse av bygget. Allerede med pilotversjoen av applikasjonen av verktøyet ser man at dette har potensiale til å være et meget nyttig verktøy for tuning av bygg til å oppnå prosjektert ytelse. Mest nærliggende er å implementere dette på nye bygg dere det finnes mye prosjekterte data og ofte en energimodell av bygget, samt også betydelig mengde med sensorer og energimålere. Men med enkelte modifiseringer vil det også være mulig å implementere enklere versjoner av verktøyet/applikasjonen på eksisterende bygg. Markedspotensialet for en slik applikasjon ansees derfor å være meget stor. Avantor, R8 og Skanska vil som byggherrer, utbyggere og entreprenør implementere løsningene som skal utvikles i prosjektet.

Prosjektets overordnede ide er å utvikle skybaserte software-systemer som kan brukes til: a) På en enkel, rask og brukervennlig måte sammenligne prosjektert energibruk, effektbehov og inneklima med reelle målte størrelser. Resultatene skal visualisere i ulike brukergrensesnitt; til brukerne av bygget f.eks. på smart-phone, for drifterne av bygget for å overvåke og optimalisere bygget og for prosjekterende/arkitekter som ønsker å bruke erfaring fra eksisterende bygg inn i prosjektering av nye bygg. b) Lage systemer som kontinuerlig tar inn tilbakemeldinger fra brukerne av bygget for å optimalisere inneklima, energibruk og effektbehov. c) Bruke sanntidssimuleringer og avansert maskinlæring til å optimalisere og drifte bygg. Disse verktøyene er tenkt brukt til å automatisk eller semi-automatisk innjustere tekniske anlegg og optimalisere inneklima og energibruk i bygg. Oppsummert er ideen å utvikle digitale verktøy for å lukke ytelsesgapet (performance gap) mellom prosjektert og reell ytelse (energi, effekt og inneklima) på en kostnads- og ressurseffektiv måte. Videre lage verktøy som gir en brukervennlig visualisering av byggets ytelse for brukere, driftere og prosjekterende.