Promovendus Arie Taal ontwikkelt manier om verborgen energieverspilling op te sporen

‘Met deze methode kunnen we een gezond binnenklimaat handhaven’ De discussie over hernieuwbare of duurzame energie is levendig. Moeten we alle daken vol zonnepanelen leggen? Hele weilanden daarmee bedekken? Of kiezen we voor megawindturbines? Maar ja, wie wil zo’n ding – net zo hoog of hoger zelfs dan de Domtoren – zien verrijzen naast zijn woonwijk?! Hoe dichter de discussie raakt aan de eigen woonbeleving hoe feller zij wordt gevoerd. Daarbij vergeet men vaak één aspect: we winnen al veel energie door minder te verspillen. Op dinsdag 23 november promoveerde docent-onderzoeker Arie Taal op een methode waarmee hij verborgen energieverspilling kan opsporen en verhelpen.

HHS7223-lowres

Er wordt veel geschreven over hernieuwbare en duurzame energieopwekking. Maar in gebouwen gaat nog 5 tot 30 procent van de toegevoerde energie onnodig verloren. Omdat een installatie niet naar behoren werkt. Of omdat ze onjuist worden gebruikt. Dat wordt in de toekomst wellicht nog meer, omdat duurzame installaties complexer worden. Als we nou eens die verspilling terug kunnen brengen naar 0 procent. Dan is een winst van wellicht 10 procent mogelijk. Dat levert méér rendement op dan wat alle zonnepanelen en windturbines nu bij elkaar opwekken. Met zijn promotieonderzoek zet Arie Taal een belangrijke stap in die richting.
“Met deze methode is het ook mogelijk om een gezond en thermisch behaaglijk binnenklimaat te handhaven. Dat is in deze coronatijd alleen maar actueler geworden. En in kantoorgebouwen is zo’n goed binnenklimaat goed voor de arbeidsproductiviteit.”

Foutdetectie en diagnose

Al ruim 30 jaar leidt Arie Taal studenten Werktuigbouwkunde op aan De Haagse Hogeschool. Daarnaast is hij als onderzoeker actief binnen het lectoraat Energie in Transition, onderdeel van het kenniscentrum Mission Zero, en coördineert hij de minor Sustainable Energy Technology. In het verleden ontwierp hij zelf nieuwe installaties. Met die achtergrond koos hij ervoor om de verwarmings-, koude- en luchtbehandelingsinstallaties als uitgangspunt te nemen van zijn promotieonderzoek. 

‘Hoe spoor je fouten op in een klimaatinstallatie in gebouwen? Wat is de oorzaak daarvan? 
En hoe kun je die fouten oplossen?’

“Hoe spoor je fouten in een installatie of in het gebruik daarvan op? Hoe bepaal je dan de oorzaak daarvan? En hoe kun je die fouten oplossen? Heel simpel gezegd staan die drie vragen centraal in mijn onderzoek. Dan hebben we het over foutdetectie- en diagnosemethoden. Daarvoor gebruikt men een techniek om de aanwezigheid van fouten te ontdekken op basis van symptomen. Los daarvan heeft men dan iets om fouten te diagnosticeren. Maar deze bestaande methoden wijken sterk af van installatietechnische praktijk. In mijn onderzoek heb ik één geïntegreerde methode onderzocht, waarmee je zowel symptomen kunt vaststellen (detecteren) als de fouten kunt isoleren en diagnosticeren zoals een installatietechnische expert dat zou doen.”

Symptomen en fouten

Arie Taal ontwikkelde daarvoor de 4S3F-methode. “4S staat voor vier categorieën symptomen. 3F staat voor drie categorieën fouten. Ik heb gekeken welke symptomen ik tegenkwam tijdens mijn onderzoek naar de klimaatinstallatie in ons gebouw in Delft en tot welke fouten die symptomen te herleiden waren. Een symptoom kan zijn dat de verwarming meer gas verbruikt dan verwacht. Hoe komt dat? Of dat het systeem een te hoge CO2-waarde aangeeft in een ruimte. Hoe komt dat dan? Aan de symptomen koppel je de mogelijke oorzaken (fouten). Door de complexiteit van installaties is dat niet eenvoudig te doen zonder installatietechnische kennis.”

‘Op deze manier kun je je het aantal verkeerde diagnoses en daarmee ook energieverspilling en gezondheids- en comfortklachten sterk verminderen’

Met behulp van statistiek wijst de methode van Arie Taal de meest waarschijnlijke fout aan die tot de geconstateerde symptomen leiden. “Vind je na inspectie de fout dáár niet, dan kijk je naar de mogelijke fout die net iets minder waarschijnlijk is. Zo is mijn methode verfijnder dan bestaande methoden. Op deze manier kun je het aantal verkeerde diagnoses en daarmee ook energieverspilling en gezondheids- en comfortklachten sterk verminderen.”

Brains4Building

Met zijn methode maakt Arie Taal veel mensen blij. “De facilitymanager in een gebouw, omdat hij geen lijstje van symptomen in handen krijgt, maar een lijstje met mogelijke oorzaken. De installatiebeheerder, omdat hij met mijn methode precies weet waar hij een (verborgen) fout moet zoeken. En ook de gebruiker van een gebouw. Die kan sneller op zijn wenken worden bediend. Bovendien, als het werkklimaat goed is, is de arbeidsproductiviteit hoger.”
Zijn methode zal worden toegepast in het meerjarige project Brains4Buildings, gecoördineerd door de TU-Delft, waarin De Haagse Hogeschool een van de 39 partners is. In Brains4Buildings ontwikkelen participanten de 4S3F-methode verder om het energiegebruik in gebouwen te verminderen. Daarvoor wordt gebruikgemaakt van de big data van slimme meters, gebouwbeheersystemen en Internet of Things-apparaten.” 

Baken je onderzoeksterrein af

Nu de promotie achter de rug is, kijkt Arie Taal met een trots gevoel terug. “Ik heb toch wel wat moois gepresteerd!” Aan iedereen die óók het plan heeft om te gaan promoveren, wil hij een paar tips meegeven. “Zorg voor een goede focus van je onderzoek. Baken je onderzoeksterrein dus goed af. En zorg dat je een goede inhoudelijke ondersteuning en begeleiding krijgt.”
Nu hij zijn PhD op zijn naam heeft staan, gaat hij met plezier nog een paar jaar – “tot aan mijn pensioen” – door met toegepast onderzoek en met de kennisoverdracht aan zijn studenten werktuigbouwkunde.