Tilbake til søkeresultatene

ENERGIX-Stort program energi

Methods for Transparent Energy Planning of Urban Building Stocks - ExPOSe

Alternativ tittel: Metoder for transparent energiplanlegging av urban bygningsmasse

Tildelt: kr 8,3 mill.

Målet med prosjektet er å utvikle metoder for langsiktig energiplanlegging av urbane bygningsmasser, fordi det ikke finnes et transparent verktøy eller metode for å utvikle krav til bygningens energiytelse i øyeblikket. For tiden er energipolitikk og nasjonale energikrav utviklet som et resultat av lobbing og monopolistisk synspunkt, uten et gjennomsiktig bevis på at de globale utslippskravene vil bli nådd på nasjonalt eller urbant nivå. Energiplanlegging av urbane bygningsmasser er svært relevant for energipolitikk samt utvikling av tekniske krav og standard. Ulike verktøy er utviklet, men de har bare delvis lykkes på grunn av ulike interesser ved utviklingen. Det er flere årsaker til dette som en fragmentert bygge bransje, komplekst bygningseierskap, ulike interesser for de som bruker og forsyner energi. Derfor trenger myndigheter, energiplanleggere, energiforsyningsselskaper og byplanleggere transparente metoder for å gi klare bevis på at deres ideer vil bidra til et fornybart samfunn. For å jobbe med ExPOSe-prosjektet er følgende metoder inkludert: omfattende datainnsamling fra ulike energiovervåkingssystemer og bygningsdatabaser, definisjon av datarammeverk, bygningsenergisimuleringer sammen med dynamisk bygningsmassemodellering, modellering av energiforsyningssystemer, og ulike avanserte analytiske metoder. For å muliggjøre pålitelige energiveier har prosjektet også inkludert energifleksibilitet, smarte løsninger, energiforsyning og brukeratferd. Det utviklede arbeidet i ExPOSe-prosjektet kan klassifiseres som følgende: bygningsenergianalyse i stor skala og bygningsenergianalyse og prediksjoner for bygningsgrupper og kohorter. Innenfor arbeidet knyttet til bygningsenergianalyse i skalaen er Built Stock Explorer-databasen utviklet ved å bruke data fra norske bygnings energiytelsessertifikater (EPC) datasettet. Lenken til databasen for å sjekke eller utforske nasjonale data for bygningers energibruk er offentlig tilgjengelig her: https://buildingstockexplorer.indecol.no/. Ved å bruke den samme databasen og probabilistisk modellering, ble det utviklet geografisk energikart for en by. Videre, ved å bruke sannsynlighetstetthetsfunksjonen som et middel til å formidle de statistiske egenskapene til populasjoner med distinkte konfigurasjoner av attributter, ble bygningsattributter som bidrar betydelig til forskjellig energibruk i bygninger på skalaen identifisert. Innenfor arbeidet knyttet til bygningsenergianalyse og prediksjon for bygningsgrupper, har vi i samarbeid med Trondheim kommune analysert energibruksdata. Det er identifisert typiske varighetskurver for ulike bygningstyper. Videre ble typiske indikatorer for energibruk identifisert. Ulike bygningstyper ble klassifisert, og deres termiske egenskaper ble identifisert. For eksempel viste resultatene klare forskjeller mellom varmebehovsegenskaper til ulike bygningstyper. Til slutt, takket være data fra Trondheim kommune, og høye mengder data om energibruk i bygninger, kunne vi under COVID-19-nedstengningen gjøre analyser og vise prediksjon av energibruk før og under nedstengningen på grunn av COVID-19. Vi var blant de første forskere internasjonalt som publiserte arbeid om energibruk i utdanningsbygg før og under COVID-19 nedstengingen. Til slutt har vi laget en studie for å vise hvordan COVID-19 nedstengingen kan påvirke det totale energi- og strømbehovet til forskjellige bygningstyper. Til slutt ble disse dataene om bygningsenergibruk analysert ved å bruke tradisjonelle metoder som energisignaturkurve, glidende gjennomsnitt og kunstige nevrale nettverksmetoder for å analysere problemer med dimensjonering av komponenter for energiforsyning og driftskostnader. Ved sammenligning av ulike prediksjonsmetoder viste de viktigste resultatene at for en riktig prediksjon av topplasten er det nødvendig med historiske timedata. På grunn av vårt forskningsarbeid og utviklete metoder i ExPOSe-prosjektet, har vi vært involvert i prosjektet om energiplanlegging av Gløshaugen campus ved NTNU. Tre masterstudenter jobbet med dette temaet. Våre modeller og resultatene er brukt i beslutningene for planlegging av campus og som en del av mulighetsstudien for campusutvikling. En av de viktigste konklusjonene fra studien på campus Gløshaugen er at små og kostnadseffektive energieffektiviseringstiltak som forbedring av ventilasjon og endringer i temperaturnivå kan redusere energibruken betraktelig og dermed bidra til bærekraft på campus. Internasjonalt har vi vært engasjert i to prosjekter under International Energy Agency with Energy in Buildings and Communities, Annex 70 og Annex 73. Annex 70 omhandler reell energibruk av bygningsmasser, mens vedlegg 73 handler om energiplanlegging av lokalsamfunn.

Built Stock Explorer database has been developed by using data from based on the Norwegian energy performance certificates (EPC) dataset. The link for the database to check or explore building energy use national data is publicly available here: https://buildingstockexplorer.indecol.no/. Due to our research work and developed methods in ExPOSe project, we have been involved in the project on energy planning of Gløshaugen campus at NTNU. Three master students were working on this topic. Our models and the results have been used in the decisions for planning the campus and as a part of the feasibility study for campus development. One of the most important conclusions from the study on the Gløshaugen campus is that small energy efficiency measures such as improvement in ventilation and changes in the temperature level may decrease energy use significantly. Due to this work, Asplan Viak has started to use our methods. Based on our work in the ExPOPSe project, Professor Natasa Nord is involved in an internally funded project by Faculty of Engineering at NTNU with the focus are sustainability, Optimal Utilization of Resources towards Neutral Climate Built Environments in Europe by 2030-2050 (LIFELINE-2050). The focus of this project is to achieve resource efficient and climate neutral built environment with the NTNU campus as a case. Within this project, Professor Natasa Nord will be a work package leader and a PhD supervisor. Internationally, we have joined two projects under International Energy Agency with Energy in Buildings and Communities, Annex 70 and Annex 73. Annex 70 deals with real energy use of building masses, while Annex 73 is about energy planning of communities. Both projects are highly relevant for the ExPOSe project and we contributed and shared our competence. In collaboration with Trondheim municipality, we have been analyzing energy use data. Due to high amount of data about building energy use, during the COVID-19 lockdown, we were able to make analyses and show the prediction in energy use before and during the COVID-19 lockdown. We were among the first researcher internationally to publish work on energy use in educational building before and during the COVID-19 lockdown. Finally, we made a study to show how the COVID-19 lockdown may influence the total energy and power demand of different area types. Finally, from Spring 2022, we were contacted by Oppdal municipality and one area developer in Hønefoss to help their energy and sustainability plan development. Due to our competences, models, and methods developed within the ExPOSe project, we could suggest three master theses. The biggest impact considering education and the ExPOSe topic is that many students got interested in the topic and currently eight master students will work on the development of the mentioned areas.

The aim of the project is to develop methods, data framework and analysis approaches to support long-term energy planning and develop reliable energy pathways for urban building stocks, taking into account structural changes, flexibility, smart solutions, energy supply, and user behavior. Currently, many energy policies and national energy requirements are developed as a result of lobbing and monopolistic point of view, without a transparent proof that the global emission requirements would be reached at the national or urban level. The reason is that there is no a transparent tool and usually there is not enough knowledge to make good decisions. Energy planning of urban building stocks is highly relevant for energy policy, requirements, and standards development. Regardless of its importance, this research topic is still in its infancy. Different tools have been developed, but they have only partially succeeded due to divergent interests when developing them. There are several reasons for this such as a fragmented building industry, complex building ownership, divergent interests regarding energy use and supply. Therefore, policy developers, energy planners, energy supply companies, and city planners need transparent methods for use in scenario analysis to provide a clear evidence that their requirements and ideas would contribute to a renewable society. Within this project methods and reliable energy pathways for urban building stocks will be developed. Big databases for different building typologies and urban building stocks including different structural changes will be developed. The building database will be input for a dynamic segmented model of the building stock over time, for use in scenarios and energy planning. Combining energy supply analysis and building stock models, an energy pathway database for the regulation and planning of urban building stocks will be developed.

Publikasjoner hentet fra Cristin

Ingen publikasjoner funnet

Ingen publikasjoner funnet

Budsjettformål:

ENERGIX-Stort program energi

Temaer og emner

Miljøvennlig energiEnergipolitikk, økonomi og samfunnsspørsmålIKTLTP3 Innovasjon i stat og kommuneBransjer og næringerBygg, anlegg og eiendomDigitalisering og bruk av IKTPrivat sektorKlimarelevant forskningBransjer og næringerByPolitikk- og forvaltningsområderKutt i utslipp av klimagasserBransjer og næringerEnergi - NæringsområdeFornyelse og innovasjon i offentlig sektorLTP3 Klima, miljø og energiGrunnforskningNaturmangfold og miljøLTP3 Miljøvennlig energi og lavutslippsløsningerInternasjonaliseringPortefølje Banebrytende forskningLTP3 IKT og digital transformasjonLavutslippFornyelse og innovasjon i offentlig sektorInnovasjonsprosjekter og prosjekter med forpliktende brukermedvirkningMiljøvennlig energiEnergibruk i bygg og områderInternasjonaliseringInternasjonalt prosjektsamarbeidPolitikk- og forvaltningsområderEnergi - Politikk og forvaltningGlobale utfordringerPolitikk- og forvaltningsområderKommunal-, distrikt- og regionalforvaltningDigitalisering og bruk av IKTLTP3 Muliggjørende og industrielle teknologierLTP3 Høy kvalitet og tilgjengelighetLTP3 Fagmiljøer og talenterPortefølje Muliggjørende teknologierLTP3 Styrket konkurransekraft og innovasjonsevneLTP3 Bærekraftige byregioner og transportsystemerLTP3 Et kunnskapsintensivt næringsliv i hele landetPortefølje Energi og transportPortefølje ForskningssystemetEnergiPolitikk- og forvaltningsområderOffentlig administrasjon og forvaltningPortefølje InnovasjonIKTIKT - Bruk og anvendelser i andre fagEnergiEnergibruk i bygg og områderEnergiEnergipolitikk, økonomi og samfunnsspørsmålNaturmangfold og miljøBærekraftig energi