Energie en de Gebouwde Omgeving

Over het lectoraat Energie en de Gebouwde Omgeving

Ongeveer een derde van onze nationale energieconsumptie verbruiken we in gebouwen voor verwarming, koeling, verlichting en elektrische apparatuur. Maar ondanks alle slimheid, innovatie en creativiteit, is het gasverbruik van woningen die zijn gebouwd in 2010 niet lager dan van woningen gebouwd in 1995. Hoe kunnen we ervoor zorgen dat duurzaamheid meer dan een kreet wordt? En hoe wordt onze hele energieketen werkelijk duurzaam?

Het lectoraat Energie en de Gebouwde Omgeving ontwikkelt kennis op het gebied van het verduurzamen van de energieketen in de gebouwde omgeving. Daarbij richt het lectoraat zich op systeemmodellering en -simulatie voor energie- en binnenklimaatsystemen. Er worden modellen ontwikkeld, getest en geoptimaliseerd voor de praktijk en het onderwijs. Die richten zich allemaal op (glastuin-) gebouwen. En op energie voorzieningvraagstukken rondom de gebouwde omgeving.

 

Onderzoeksprojecten

In dit project wordt samen met vooraanstaande installatiebedrijven en kennisinstellingen gewerkt aan toekomstige energiemanagement systemen voor gebouwen en installaties. Doelstelling is het optimaal laten functioneren van gebouwinstallaties teneinde energiebesparing- en CO2 doeleinden te bereiken. Het eerste deel van dit project bestaat uit het definiëren en ontwikkelen van geschikte automatiseringstools, opdat alles wat geautomatiseerd kan worden in de werking en controle van installaties geautomatiseerd wordt. Hiertoe wordt een diagnosesysteem ontwikkeld dat niet alleen aangeeft waar er fouten optreden in de installaties en wat deze fouten zijn maar ook op welke onderdelen de installatie niet optimaal werkt. Daarnaast wordt een automatisch “herstelsysteem” ontwikkeld, waarbij de foutieve of niet optimale werking gerepareerd wordt. Bij regeltechnische instellingsproblemen zullen nieuw te ontwikkelen adaptieve regelstrategieën worden ingezet. Het tweede deel van dit project loopt parallel en richt zich op hoe geschikte en efficiënte kennistransfertools voor de installatiesector eruit moeten zien. In dit project wordt nadrukkelijk gebruik gemaakt van de kennis die vergaard is in het KnoholEM project. Een deel van het promotietraject van A. Taal is ook in Installaties 2020 ingebed.

Partners in dit project zijn: Uneto-VNi, opleidingsbedrijf Installatiewerk, TVVL, OTIB, ISSO, Ontwikkelcentrum, Wolter&Dros, Priva, Hogeschool Rotterdam, TU Delft, Kropman Installatietechniek, TU/e, DWA. 

Meer informatie over het project is te vinden op deze website.
De glastuinbouw is verantwoordelijk voor 10% van het Nederlandse gasverbruik. In de gemeente Westland wordt meer dan 90% van de elektriciteitsconsumptie gebruikt in kassen. In dit project onderzoekt het lectoraat hoe de kas van de toekomst eruit zal moeten zien door middel van een specifieke simulatietechniek: Inverse modelling voor de ontwikkeling van Klimaat Adaptieve Kassen. Hierin wordt bepaald wat de adaptieve eigenschappen van kas en het controlesysteem moeten zijn. Het project is in maart 2015 afgerond. De resultaten zijn op een project website gepubliceerd. 

Partners in dit project zijn: Ministerie van Economische Zaken, TU/e, TNO, TU Delft, Priva, Productschap Tuinbouw, Kenlog, Wageningen UR.
Er is een grote mismatch tussen verwachte energieprestaties en comfort en werkelijke prestaties van gebouwen. Dit wordt door experts aangemerkt als een belangrijke reden voor het niet halen van energiebesparingsdoeleinden. Om een goed binnenklimaat en maximale energie-efficiency te kunnen garanderen tegen acceptabele kosten is  regeltechniek en de inregeling van installaties en van het binnenklimaat (luchttemperatuur, vochtigheid, lichtintensiteit, tocht etc.) via een gebouwbeheersystem essentieel. In dit onderzoek wordt onder het paraplu van de EU gewerkt aan de volgende generatie intelligente gebouwbeheersystemen. Het project sluit perfect aan bij de doelstellingen van het lectoraat. Het gaat om het verzamelen en analyseren van data uit de Octalix en Priva systemen die gebruikt worden om het binnenklimaat en de installaties van de Delftse vestiging van De Haagse Hogeschool te beheren. Het gebouw zelf wordt beschouwd als een living-lab. In een latere fase zullen verbeteringen aan het gebouwbeheersysteem voorgesteld worden door EU-partners uit gerenommeerde kennisinstellingen en die zullen door het lectoraat en adviesbureau DWA (het adviesbureau dat de installaties heeft ontworpen) geïmplementeerd en geanalyseerd worden. Daarbij wordt ook nauw samengewerkt met de Facilitaire Dienst van de HHS. In 2012 en 2013 heeft de datamining uit de priva en octalix systeem plaatsgevonden (de systemen zijn eerst aangepast en uitgebreid) en zijn analyses van het energiegebruik uitgevoerd. 

Partners in dit project zijn: BRE, Cardiff University, Trinity College Dublin, KIT, SmartHomes, Woonstichting De Zaligheid, DWA

Meer informatie over het project is te vinden op deze website: www.knoholem.eu
Huidige elektriciteitsnetten zijn gebaseerd op wisselspanning. Hernieuwbare energie (e.g. zonnepanelen, wind) levert gelijkspanning. De meeste huishoudelijke apparatuur (TV, radio, opladers, TL-buis, LED lampen etc..) is ook gebaseerd op gelijkspanning. Maar omdat het net door historische ontwikkeling een wisselspanningsnet is wordt hernieuwbare energie eerst omgezet van gelijk- naar wisselspanning om later in huishoudelijke apparatuur nog eens van wissel- naar gelijkspanning omgezet te worden d.m.v converters. Dit betekent systematisch meer dan 15% energieverliezen. De hoofdonderzoeksvraag in dit project is of het realistisch is om een AC-huisinstallatie te vervangen door een DC-huisinstallatie. In 2012 was al onderzoek verricht naar  hoe een brandstofcel zo optimaal mogelijk als voedingsbron in een huis te gebruiken. Ook was een proefopstelling gemaakt voor een kleine windturbine, die als voeding voor een microgrid dient, bv voor een woonhuis. In 2013 is het onderzoek gecontinueerd via het RAAK-MKB project ‘Gelijkspanning breng(t) je verder’, die gezamenlijk is geacquireerd door de opleiding Elektrotechniek en het lectoraat EGO.

In 2013 is een begin gemaakt aan het opzetten van een DC lab om componenten (microgrid) te kunnen testen. Daarnaast zijn veel deelonderzoeken uitgevoerd door studenten en is het gelukt om de KU Leuven bij het project te betrekken. Naast de 14 bedrijven die al bij het project betrokken waren, hebben 3 nieuwe bedrijven zich in 2013 aangesloten.

Partners in dit project zijn: Studio Schrofer, Spark Design & Innovation, Laurens Simonse Groep, Innosys Delft, DWA Installaties, Riwik, Inventeers Research & Development B.V., Ymif, Gavita, Leerwerkbedrijf Oeps, SGN b.v, Joulz (Green Tec), Siemens Nederland n.v, Syntens, M2Desk, Caspoc, Accenda

Meer informatie over het project is te vinden op deze website.

In voorgaande jaren was dit project bedoeld om modellen te ontwikkelen voor de simulatie van installaties en om zo de CLIMASIM omgeving waarvan de basis door A. Taal een aantal jaren geleden is gelegd uit te breiden. De modellen worden ontwikkeld voor en met studenten. Omdat deze activiteit genoeg geborgd wordt in de Cagim, KnoholEM en Installaties 2020 projecten is gekozen om dit project om te buigen naar onderzoek naar de aansluiting van verschillende types model bij verschillende opleidingen. Een deel van de activiteiten gaat om expertise en begeleiding te bieden bij verschillende modelleervaken (J. de Groot). Het andere onderdeel is het gebruiken van systeemkunde om de informatie te organiseren en om te simuleren. In 2012 heeft een verdiepingsslag plaatsgevonden door te onderzoeken hoe kennis op het gebied van installaties en energiestromen in gebouwen modulair aangeboden kan worden. De resultaten zijn gepresenteerd tijdens een academie-brede workshop tijdens de onderzoeksdagen. In 2013 is door J.P. Vos onderzoek gedaan naar differentiale en integrale modellen. De eerste vorm is gebruikelijk in de wetenschap en techniek om het gedrag van dynamische systemen te beschrijven. Echter, de differentiaalvorm kent een aantal inconsistenties die het begrip ervan door studenten ernstig belemmeren. Op basis van empirische data heeft J.P. Vos, laten zien dat een integraal model dezelfde uitkomsten geeft als een differentieel model. Daarnaast is het integrale model consistent met betrekking tot de empirische werkelijkheid. Op basis van deze onderzoeksresultaten is een intern rapport geschreven (“Een massa-veer-demper systeem, maar dan anders”) om collega’s, zowel in het lectoraat als elders in de academie, te informeren over de integrale benadering van complexe systemen.
De integrale benadering moet zijn weg vinden naar het onderwijs. Dit vindt plaats op twee manieren:

  1. door het verzorgen van onderwijs binnen TBK en het verzorgen van gastcolleges bij andere studierichtingen en
  2. door collega’s die zich met het modelleren en regelen van processen de meerwaarde te laten zien van de integrale benadering.
 
Vaak blijken gebouwen, nadat ze zijn opgeleverd en ingeregeld, na verloop van tijd niet meer de beoogde prestatie op het gebied van comfort, klimaat, bedrijfszekerheid en energiegebruik te halen. Verondersteld wordt dat dit te maken heeft met een veranderende en niet voorziene wijze van het gebruik van het gebouw en een onvoldoende aanpassing hierop van het beheer van het gebouw. Daar er naast de klimaatinstallaties vele andere factoren een rol spelen waar de beheersorganisatie geen kennis van heeft of/en niet betrokken bij is, is er onvoldoende grip op de veranderende gebruik- en beheersomstandigheden. Ondanks het feit dat er vaak gebruik wordt gemaakt van geavanceerde meet- en regelapparatuur als gebouwbeheersystemen vaak zijn, lukt het niet om deze complexe veranderingen daarmee te laten samengaan en gebouwen hun vooropgestelde klimaat prestaties te laten behalen. Hierdoor ontstaan er naast veel klachten van de gebruikers ook meerkosten voor de exploitatie door de toename van het energieverbruik en een vermindering van de baten door minder productiviteit. Dit onderzoek richt zich op de vraag hoe gebouwbeheersystemen ingezet kunnen worden als diagnose instrument voor FM’ers om een optimaal klimaatbeheer in gebouwen te krijgen en te behouden. Het doel is te komen tot een besturingsmodel waarmee facility managers in staat zijn grip te krijgen op de complexe veranderingen in de huisvestingsituatie die ingrijpen op het binnenklimaat. In 2012 en 2013 heeft het onderzoek zich verdiept naar het besturingsmodel en heeft geresulteerd in meerdere publicaties en prijzen.

Ook is begonnen met onderzoeken welke mogelijkheden Bouw Informatie Modellen (BIM) bieden voor een betere beheersing van binnenklimaat en installaties.

Onderwijs

In het eerste onderwijsblok biedt het lectoraat de minor Smart Energy Management & Design aan. Studenten bedenken in een multidisciplinaire omgeving, een renovatieplan voor een bestaand gebouw met als doel deze tot energie neutraal niveau te krijgen.

Jaarverslag en jaarplan (pdf)

Projecten en publicaties

First step to full DC-potential:improving energy efficiency in household equipment

Electrification of transportation, communication, working and living continues worldwide. Televisions, telephones, servers are an important part of everyday life. These loads and most sustainable sources as well, have one thing in common: Direct Current.

Read more

P. Willigenburg, J. Woudstra, T.de Lange, H. Stokman, 2014.  22nd Domestic Use of Energy conference, Cape Town.

The development of a proof of concept for a DC/DC power plug based on USB Power Delivery

Instead of using a passive AC power grid for low power applications, this paper describes a smart plug for DC networks that is capable of providing the correct power to a device (up to 100W). 

Read more

H. Reydams, W. Lauwereys,  D. Haeseldonckx, P. Willigenburg, J. Woudstra, S. de Jonge, 2014, 
22nd Domestic Use of Energy Conference, Cape Town.

Direct current in public lighting for improvement of LED performance and costs

Public lighting’s primary purpose is nighttime visibility for security and safety. How to meet so many requirements of so many stakeholders?

Read more

M. Hulsebosch, P. Willigenburg, J. Woudstra, B. Groenevald, 2014. Industrial and commercial Use of Energy Conference, Cape Town.

Energie besparen is niet altijd het beste voor het milieu.

Lector Laure Itard

Laure Itard, lector (2010-nu)

Na haar studie Natuurkunde en Thermodynamica in Frankrijk, werkte Laure Itard als onderzoeker bij Electricité de France. In 1989 startte ze bij de TU Delft waar zij in 1998 promoveerde op een onderzoek naar compressie en absorptie van warmtepompen. In 2004 begon Laure bij het onderzoeksinstituut OTB (Onderzoek voor de gebouwde omgeving) van de TU Delft. Sinds 2010 is zij lector bij De Haagse Hogeschool.

Contact lector Energie en de Gebouwde Omgeving

dr. Laure Itard

l.c.m.itard@hhs.nl
015 - 260 63 87

LinkedIn LinkedIn profiel

Secretariaat: Astrid Jansen
a.p.jansen@hhs.nl
015 – 260 6381

Astrid Jansen


Kenniskring

Arie Taal

a.c.taal@hhs.nl
015 - 260 6267

Fidelis Theinert

j.f.theinert@hhs.nl

Frans Joostens

f.g.l.joosstens@hhs.nl
070 - 445 8143

Jan Dirk Schagen

j.d.schagen@hhs.nl
070 - 445 8410

Jan Lambers

j.h.r.lambers@hhs.nl
015 - 260 63 35

Jan-Peter Vos

j.p.vos@hhs.nl
015 - 260 6360

Joep de Groot

j.a.degroot@hhs.nl
015 - 260 6249

Johan Woudstra

j.b.woudstra@hhs.nl
015 - 260 6318

Stephan van Berkel

s.vanberkel@hhs.nl
070 - 445 8971

Tadeo Baldiri Salcedo Rahola

t.b.salcedorahola@hhs.nl
015 - 260 6312

Sleep opzij

Nieuws

  • Installaties2020 genomineerd voor RAAK-Award 2017
    Installaties2020 hoort bij de 10 genomineerde projecten voor de RAAK-Award en maakt dus kans op de Raak-award 2017 en de Publieksprijs. Het project wordt gepresenteerd tijdens het RAAK-congres op 30 november. Installaties2020 is een boegbeeld onderzoek van het Lectoraat Energie en de Gebouwde Omgeving. Lees meer >