Gebouwmonitoring: energie-, water- en gasverbruik en omgevingsparameters

Een gebouw monitoren betekent het energieverbruik continu meten en vergelijken met een referentiewaarde om vast te stellen of de situatie normaal is of niet.

Daarin zit het belangrijkste verschil met het lezen van energiefacturen. Een factuur laat zien hoeveel er vorige maand is betaald; monitoring laat zien welke installatie energie heeft verbruikt, wanneer dat gebeurde en of dat verbruik gerechtvaardigd was door de omstandigheden van die dag.

Kort samengevat:

• Er zijn vier stromen die moeten worden gemonitord: elektriciteit, thermische energie en gas, water en omgevingsparameters.
• Een paar goed gekozen indicatoren zijn waardevoller dan een dashboard met vijftig grafieken.
• Het verbruik moet altijd worden genormaliseerd op basis van de omstandigheden: klimaat, openingstijden en bezetting.
• Monitoring levert alleen besparingen op als iemand de meldingen ontvangt en bevoegd is om in te grijpen.

Wat er in een gebouw wordt gemonitord

De vier te volgen stromen zijn dezelfde als die we beschreven bij slimme meters en IoT-sensoren: elektriciteit, thermische energie en gas, water en omgevingsomstandigheden.
De praktische regel voor het kiezen van meetpunten is eenvoudig: begin bij de verbruikers die het grootste deel van de factuur bepalen en bij gebieden waar bekende problemen bestaan, in plaats van het hele gebouw in kaart te brengen. Een goed gemonitord klimaatsysteem is meer waard dan twintig willekeurig verspreide meetpunten.
Een bruikbare meetresolutie begint bij intervallen van vijftien minuten. Deze frequentie maakt het mogelijk belastingsprofielen te analyseren en normaal bedrijfsverbruik van verspilling te onderscheiden.

De belangrijkste indicatoren

Normalisatie: graaddagen en relevante variabelen

Dit is de stap die gegevens omzet in informatie. Het thermische verbruik van januari kan niet zomaar worden vergeleken met dat van januari van het voorgaande jaar: het hangt ervan af hoe koud het is geweest.
Graaddagen zijn het standaardinstrument om hiermee rekening te houden. Het Italiaanse presidentiële decreet DPR 412/93 definieert ze als de som, over alle dagen van de conventionele verwarmingsperiode, van de positieve verschillen tussen de referentiebinnentemperatuur van 20 graden en de gemiddelde dagelijkse buitentemperatuur.
Op dezelfde basis is Italië verdeeld in zes klimaatzones, van A (minder dan 600 graaddagen) tot F (meer dan 3.000).
In de praktijk wordt het thermische verbruik gekoppeld aan de graaddagen van de betreffende periode, doorgaans met behulp van lineaire regressie. Vervolgens worden de verbruiken onder vergelijkbare klimaatomstandigheden vergeleken.
Dezelfde redenering geldt voor andere variabelen: openingstijden, bezetting en activiteitsvolume. Het is belangrijk onderscheid te maken tussen relevante variabelen, die regelmatig veranderen en in het model moeten worden opgenomen, en statische factoren zoals vloeroppervlak of aantal verdiepingen. Die veranderen zelden, maar vereisen wel een bijgewerkte baseline wanneer ze veranderen.
Dit verklaart ook de meest voorkomende paradox: de indicator verbetert terwijl de factuur stijgt. De indicator meet energie; de factuur bevat ook de prijs. Dat zijn twee verschillende zaken die samen moeten worden bekeken.

Een belastingsprofiel lezen

Het dagelijkse belastingsprofiel is de meest informatieve weergave die een gebouw oplevert. Er zijn vier zaken die in deze volgorde moeten worden bekeken:

• De nachtelijke basislast. Hoeveel energie verbruikt het gebouw wanneer er niemand aanwezig is? Dit is het uitgangspunt voor elke efficiëntiemaatregel, omdat dit verbruik vrijwel altijd kan worden verminderd.
• De opstartcurve. Hoe laat starten de installaties in verhouding tot de openingstijd? Een dagelijkse voorsprong van twee uur levert over een jaar veel meer op dan het op het eerste gezicht lijkt.
• Het dagplateau. Het verbruik tijdens de bedrijfsuren, te vergelijken met de bezetting en de buitentemperatuur.
• Uitschakeling. Wanneer keert het gebouw terug naar de basislast, en gebeurt dat daadwerkelijk? Restverbruik in de avond behoort tot de meest voorkomende bevindingen.

Volgens onze ervaring levert de eerste maand met gegevens van een gebouw dat nooit eerder is gemonitord bijna altijd minstens één bevinding van dit type op. Het gaat zelden om een defect; meestal betreft het een tijdschema dat al lange tijd niet meer is bijgewerkt.

Water en gas: wat verandert er

Voor water is het nachtelijke verbruik de belangrijkste indicator. In een gesloten gebouw wijst een constante waterstroom gedurende de nacht vrijwel altijd op een lek. Continue monitoring detecteert dit binnen enkele dagen, in plaats van pas bij de volgende factuur. Hotels hebben specifieke aandachtspunten die we verder behandelen in onze inhoud over watermonitoring in accommodaties.
Bij gas en thermische energie wordt monitoring vooral gebruikt om het rendement te beoordelen: hoeveel energie komt de technische ruimte binnen, hoeveel bereikt de verschillende zones, hoeveel uur draaien de generatoren en onder welke omstandigheden? Deze gegevens maken voorspellend onderhoud nuttig, omdat een geleidelijke rendementsdaling zichtbaar wordt lang voordat een storing optreedt.

Monitoring van een gebouwenportefeuille

In één gebouw helpt monitoring om verspilling op te sporen. Bij twintig gebouwen heeft het ook een andere, vaak waardevollere functie: vaststellen welke gebouwen afwijken van de rest.
Bij meerdere vergelijkbare locaties is interne vergelijking een van de snelste analysemethoden. Als twee verkooppunten met hetzelfde vloeroppervlak, dezelfde openingstijden en hetzelfde format verschillend veel energie verbruiken, is het de moeite waard om de oorzaak te onderzoeken. Het antwoord kan worden gevonden zonder externe benchmarks uit de sector.

Om dit goed te laten werken, zijn drie aandachtspunten nodig:

• Een gemeenschappelijke naamgeving. Als elke locatie de verbruikers anders benoemt, zijn vergelijkingen niet mogelijk. De naamgeving moet vooraf worden vastgelegd, omdat achteraf hernoemen meestal niet gebeurt.
• Genormaliseerde indicatoren. Vergelijkingen zijn alleen zinvol per oppervlakte-eenheid, openingsuur of activiteitseenheid en binnen dezelfde klimaatzone.
• Een actuele ranglijst. Gebouwen rangschikken op specifiek verbruik en de bovenste posities onderzoeken is de efficiëntste manier om tijd en budget toe te wijzen.

Dezelfde redenering geldt per sector: kantoren, scholen en winkelcentra hebben verschillende typische verbruiksprofielen. Vergelijkingen zijn daarom vooral zinvol binnen dezelfde categorie.

Van dashboard naar meldingen

Een dashboard dat niemand opent, is een kostenpost. Monitoring levert besparingen op wanneer gegevens signalen worden en die signalen iemand bereiken die actie kan ondernemen.

• Meldingen op basis van afwijkingen, niet van vaste drempelwaarden. Een vaste drempel geeft in de winter voortdurend meldingen en in de zomer nooit. Een nuttige melding vergelijkt het verbruik met wat onder de betreffende omstandigheden wordt verwacht.
• Een beperkt aantal goed afgestelde regels. Een systeem dat twintig meldingen per dag verstuurt, wordt binnen een week op stil gezet.
• Een ontvanger voor elke melding. Als niet duidelijk is wie moet ingrijpen, blijft de melding op het dashboard staan.
• Een controle na de interventie. De cyclus is pas afgerond wanneer is gecontroleerd of het verbruik weer normaal is.

Daarom werkt monitoring het best wanneer deze aan onderhoud is gekoppeld: een afwijking wordt een toegewezen taak, met een datum en een geregistreerd resultaat.

De fouten die we het vaakst zien

• Te veel detail vanaf het begin. Honderden meetpunten op de eerste dag leveren onleesbare grafieken op en helpen niet bij het nemen van beslissingen.
• Niet-genormaliseerde gegevens. Vergelijkingen tussen jaren die geen rekening houden met klimaat en bezetting leiden in beide richtingen tot verkeerde conclusies.
• Geen eigenaar van de gegevens. Als monitoring niemands verantwoordelijkheid is, kijkt na drie maanden niemand er meer naar.
• Gaten in de historische gegevens. Offline sensoren en lege batterijen verstoren de baseline waarmee besparingen worden aangetoond. Deze gaten worden meestal pas ontdekt wanneer de gegevens nodig zijn.
• Meten zonder actie te ondernemen. Dit is de duurste fout: een monitoringsysteem verdient zichzelf terug door corrigerende maatregelen, niet door alleen te meten.

De hulpmiddelen: het monitoringplatform

Voor één gebouw kan een spreadsheet voldoende zijn om te beginnen. Voor een vastgoedportefeuille is een platform nodig, omdat het niet alleen gaat om het lezen van gegevens, maar om het vergelijkbaar houden ervan tussen verschillende locaties en door de tijd heen, met een uniforme naamgeving.
De energiemanagementsoftware van UTwin is hiervoor ontwikkeld: gegevens van slimme meters en IoT-sensoren voor energie, water, gas en omgevingsparameters worden verzameld, historisch opgeslagen in de cloud en weergegeven op het BIM-model of de plattegrond van het gebouw.
De energiemanagementsoftware van UTwin is hiervoor ontwikkeld: gegevens van slimme meters en IoT-sensoren voor energie, water, gas en omgevingsparameters worden verzameld, historisch opgeslagen in de cloud en weergegeven op het BIM-model of de plattegrond van het gebouw.
De onderhoudssoftware (CMMS) is standaard geïntegreerd, zodat een gedetecteerde afwijking wordt omgezet in een toegewezen en traceerbare taak. Als het gebouw al over een BMS beschikt, integreert het platform daarmee en breidt het de automatisering uit. Wanneer een traditioneel BMS niet rendabel is, werkt het platform als een licht BMS, met tot 70% lagere investeringskosten (CAPEX).
Voor een vergelijking van de beschikbare oplossingen op de markt hebben we een overzicht van energiemanagementsoftware opgesteld. Meer informatie over het verschil tussen monitoring en een energiemanagementsysteem is te vinden in ons artikel over het EMS.

Veelgestelde vragen

• Wat is het verschil tussen monitoring en een energieaudit?

  Een energieaudit is een periodieke analyse die het verbruik in kaart brengt en mogelijke maatregelen identificeert. Monitoring is continu: het controleert of maatregelen werken en detecteert afwijkingen zodra ze optreden. Een energieaudit wordt om de paar jaar uitgevoerd; monitoring stopt nooit.

• Welke indicatoren zijn nodig om te beginnen?

  Drie indicatoren zijn voldoende om te beginnen: het specifieke verbruik per vierkante meter, het aandeel dat wordt verbruikt wanneer het gebouw gesloten is en het thermische verbruik dat is genormaliseerd op basis van graaddagen. Ze helpen respectievelijk bij het vergelijken van gebouwen, het vaststellen van operationele verspilling en het beoordelen van klimaateffecten.

• Hoe vaak moeten de gegevens worden bekeken?

  Voor elektriciteitsverbruik is een interval van vijftien minuten nuttig. Dit is ook het interval dat wordt gehanteerd bij de geavanceerde meetcredits van milieucertificeringen. Voor water en gas zijn metingen per uur doorgaans voldoende, terwijl omgevingsparameters vaker worden bijgewerkt wanneer ze nodig zijn voor de regeling.

• Is monitoring ook nuttig voor de ISO 50001-certificering?

  Ja. ISO 50001 vereist een plan voor gegevensverzameling en het berekenen van prestatie-indicatoren. Een actief monitoringsysteem voldoet aan beide eisen en vermindert de werkzaamheden bij elke audit.

• Hoe lang duurt het voordat de eerste resultaten zichtbaar zijn?

  De eerste bevindingen komen meestal binnen enkele weken naar voren, omdat ze betrekking hebben op tijdschema's en nachtelijke belastingen en geen investeringen vereisen. Voor een betrouwbare beoordeling van de jaarlijkse besparingen is echter minstens één volledig seizoen aan gegevens nodig.

Waar begin je?

Begin met één gebouw en enkele verbruikers: de grootste energieverbruiker, de verlichting en de verwarmingscentrale. Bekijk vervolgens het belastingsprofiel over twee weken en let vooral op de nachten en weekenden.
Deze eerste vergelijking laat al zien waar het besparingspotentieel zit, vrijwel altijd voordat er investeringen nodig zijn.