Oktober 2025
Beter binnenklimaat dankzij digital twin
Vooruit regelen door warmtebehoefte te voorspellen
Technieken om gebouwen duurzaam te verwarmen zijn er inmiddels in verschillende soorten en smaken. De regeling schiet echter vaak tekort, wat een negatieve invloed heeft op het comfort én de energierekening. Startup Builtwins heeft een marktrijp product waarbij met behulp van een digital twin de warmtebehoefte nauwkeurig is te voorspellen.
Verwarming- en koelsystemen reageren voor de gebruiker van een gebouw vaak te laat. Ze gaan pas werken wanneer een bepaalde setpoint wordt overschreden en dán duurt het nog even voordat een ruimte weer op de gewenste temperatuur is. Zeker wanneer veel beton in gebouwen is verwerkt, waardoor er veel energie nodig is om de ruimtetemperatuur op niveau te brengen. Het gevolg is discomfort voor de gebruiker en een onnodig hoge energierekening. Daar heeft Builtwins een oplossing voor bedacht.
Voorspellende regeling
Filip Jorissen en Damien Picard startten ruim tien jaar geleden aan de KU Leuven met de uitwerking van een idee om verwarmingssystemen beter af te stemmen op de daadwerkelijke behoefte, door de regeling voorspellend te maken. Dit biedt vele voordelen. Niet alleen op het vlak van comfort(behoud), maar ook met betrekking tot de energierekening. Zo is met een voorspellende regeling maximaal gebruik te maken van de capaciteit van een warmtepomp en wordt zoveel mogelijk voorkomen dat er piekmomenten optreden die om het bijspringen van een gasketel vragen.
Het idee is tijdens de universiteitsperiode al getest bij onder andere het Herman Teirlinck gebouw in Brussel.
Om een model te ontwikkelen waarmee deze nauwkeurige voorspelling is te maken, hebben de wetenschappers een digital twin gebouwd. In deze digitale kopie van de werkelijkheid zijn alle factoren meegenomen die van invloed zijn op de warmtevraag. Het gaat hierbij om zowel gebouw- als installatiekenmerken. Bij de gebouwkenmerken valt te denken aan: ruimtevolume, isolatiewaarde, materiaaleigenschappen van plafond, wanden en vloer, aantal ramen, zoninstraling enzovoort. Installatietechnische eigenschapen betreffen onder meer het verwarmingslichaam, leidingwerk, sensoren en kleppen. De sensoren zijn de elementen die de input leveren voor de regeling waardoor deze altijd realtime zal reageren.
Jorissen: ‘Deze oplossing onderscheidt zich van andere oplossingen door het feit dat het model zéér nauwkeurig het gebouw beschrijft waar het om gaat. We werken dus niet met een algemeen ‘gemiddeld’ model of verzamelde volumes waarin meerdere ruimtes of bijvoorbeeld een hele verdieping is opgenomen. Juist dat detailniveau is van groot belang; zeker wanneer het om hybride (complexe) installaties gaat met individuele actuatoren per ruimte.’
‘Constant comfort en energiebesparingen tot 40 procent’
Praktijk
Het idee werd nog tijdens hun universiteitsperiode getest bij verschillende gebouwen in België, waaronder het Herman Teirlinck gebouw en het Fluvius gebouw in Brussel, gebouwencomplex Solarwind in Windhof, het Hogenheuvelcollege in Leuven en het WZC De Zon in Kortrijk en Ter Potterie in Brugge. ‘De resultaten waren boven verwachting, maar we leerden ook veel over hoe het er in de praktijk aan toe gaat’, geeft Jorissen aan. ‘Naast het beoogde constante comfort zijn energiebesparingen gerealiseerd tot 40 procent met één uitschieter naar 60 procent. Dit is onder meer opvallend omdat bijvoorbeeld het gebouw van Solarwind in de basis al duurzaam is. Je vindt hier niet alleen windturbines en zonnecollectoren, maar ook warmteopslag en een geothermische warmtepomp gekoppeld aan betonkernactivering. Voor sanitair warm water en als backup is bovendien een biomassaketel beschikbaar.’
De digital twin beschrijft zéér nauwkeurig het gebouw waar het om gaat; juist dat detailniveau is van groot belang.
Met deze eerste testresultaten is bewezen dat investeringen in duurzame hardware alleen, dus niet per definitie leiden tot het gewenste effect. Gecombineerd met een regeling gebaseerd op een waarheidsgetrouwe digital twin blijkt dit effect wel doeltreffend te bereiken.
Marktrijp product
Inmiddels is in de startup Builtwins de oplossing uitgewerkt tot een marktrijp product dat compatibel is met Bacnet. Qua hardware gaat het om een extra pc of gateway die is gekoppeld aan de bestaande plc’s van het GBS. Jorissen besluit: ‘We maken in principe geen aanpassingen aan de regeling van de bestaande componenten, maar overschrijven de setpunten ervan. De belangrijkste beperking van de oplossing is dat voor elk gebouw een nieuw model moet worden gebouwd. Anderzijds zal dit ook steeds sneller gaan naarmate er meer digital twins beschikbaar komen. Dan is het vooral een kwestie van rekenen: de investering in het maken van het model weegt daarbij al snel op tegen de energiebesparingen die hiermee te realiseren zjn. Om maar niet te spreken van het bieden van een comfortabel werkklimaat voor je belangrijkste succesfactoren: je medewerkers.
Informatie
- https://builtwins.com/
Tekst: ing. Marjolein de Wit - Blok
Fotografie: Builtwins, iStock/Wirestock