Welkom bij deze presentatie over de Routekaart voor slimme gebouwen, die voortkomt uit onderzoek door Brains4Buildings consortium.  Ik ben Joep van der Weijden, werkzaam bij The Green Village op de TU Delft. In deze video bespreken we de stappen om je gebouw écht slim te maken: we beginnen met waarom ‘slimme’ gebouwen soms tekortschieten. Ook kijken we naar hoe je bestaande systemen kunt verbeteren en we sluiten af met data-integratie en geavanceerde modellen.

Redenen waarom automatisering niet slaagt

We horen regelmatig dat de markt voor slimme gebouwen groeit, maar toch functioneert ongeveer 70% van zulke gebouwen ondermaats. Waar ligt dat aan?

Dat “slimme” gebouwen niet altijd goed uitpakken, heeft verschillende oorzaken:

• Onduidelijke probleemdefinitie: het waarom  ontbreekt, waardoor men dure of ongerichte oplossingen inzet.
• Fouten in installaties: ongeveer 70% van de gebouwbeheersystemen is slecht geconfigureerd, terwijl 80% van de gebouwen de basis voor automatiseringsdoelen al in huis heeft.
• Slimme gebouwen zijn niet makkelijk schaalbaar: elk gebouw heeft unieke kenmerken (leeftijd, fabrikanten, protocollen), wat maatwerk vereist.
• Onjuiste of niet-beschikbare data: standaarden bestaan wel, maar die worden niet breed toegepast. Systemen draaien vaak los van elkaar.
• De risico’s van cybersecurity worden groter: meer connecties leiden tot meer mogelijke ingangen voor aanvallen, terwijl operationele systemen vaak verouderd zijn. Dit vereist continue updates.
• Technologische vooruitgang heeft soms onvoorziene bijeffecten: zo kan snelle technologische vooruitgang weerstand of angst bij gebruikers opwekken.

Routekaart voor slimme gebouwen

De routekaart die we binnen Brains4Buildings ontwikkeld hebben onderscheidt drie fasen op weg naar een slim gebouw. Het gedetailleerde document is beschikbaar voor verdieping, ik neem jullie mee door de hoofdlijnen. Dat zijn:

• Het evalueren van strategische doelen en huidige systemen in het gebouw.
• Verbeteren van bestaande technische installaties.
• Integreren van installaties, sensoren, beheersystemen en modellen.

Definieer de ambities

We beginnen met de Evaluatiefase. Het bepalen en prioriteren van je ambities is onmisbaar, maar wordt vaak overgeslagen. Vaak vind je de basis in strategiedocumenten of duurzaamheidsplannen van je organisatie. Als je weet wat je wilt bereiken, kun je bepalen welke prestatie-indicatoren belangrijk zijn en welke data of functionaliteiten je nodig hebt.

Vertaal naar behoeften en vereisten voor asset data

Daarna breng je de onderliggende behoeften en vereisten voor ‘asset data’ in kaart:

• Welke informatie is nodig en hoe vaak?
• In welk formaat en via welk protocol?
• Hoe koppel je dit aan de bedrijfsdoelen?

Met heldere ambities wordt het opstellen van informatie-eisen een stuk eenvoudiger.

IT/Data ontwerp

Nu ga je kijken hoe ‘intelligent’ je gebouw al is:

• Welke ICT-systemen (BMS, EMS, LMS) zijn aanwezig?
• Welke sensoren hangen in het gebouw, wat en hoe vaak meten ze?
• Welke communicatieprotocollen worden gebruikt?
• Is er al automatisering, en kan deze worden hergebruikt?

Zo ontdek je of je huidige infrastructuur voldoende is of dat vernieuwingen nodig zijn.

Het laaghangend fruit

Nu volgt de fase Verbeteren. In veel gebouwen is er al direct winst te behalen. 70% van de gebouwbeheersystemen bevat configuratiefouten—denk aan een zonwering die daalt bij regen. Het oplossen van zulke fouten verhoogt zowel comfort als efficiëntie.

Daarnaast kun je het gebouwbeheersysteem, energiemanagementsysteem en lichtmanagementsysteem aan elkaar koppelen voor overkoepelende sturing. Vaak realiseer je zo al je belangrijkste doelen. Is er méér nodig—bijvoorbeeld voorspellend onderhoud—dan is het zaak om door te pakken naar data integratie.

Tijdsreeksen en contextuele data

De laatste fase is Integreren. Bij de integratie van verschillende typen data onderscheiden we ruwweg twee soorten data:

Tijdreeksen: dit zijn doorlopende metingen, zoals temperatuur, energiegebruik en alarmmeldingen.

Contextuele data: dit gaat over informatie over de configuratie of opbouw, zoals Building Information Modeling-modellen of Piping & Instrumentation Diagrams.

Door die twee te combineren, kun je dieper inzicht krijgen in patronen, storingsbronnen en optimalisatiekansen.

Referentie architectuur

Slimme gebouwen moeten steunen op een goed gedefinieerde systeemarchitectuur en Application Programming Interfaces (API’s of aapies) die zowel de integratie van diverse systemen en datasets als de orkestratie van verschillende diensten mogelijk maken.

• Er moeten databases opgesteld worden.
• Drivers voor zowel bestaande gebouwbeersystemen of andere installaties in het gebouw.
• Connectoren met externe informatiebronnen voor bijvoorbeeld het weer.
• Drivers voor het verbinden met bronnen van metadata, zoals BIM modellen.
• Een zogeheten Message Broker als intermediair om alle datastromen op hoge snelheid te kunnen verwerken.
• En de applicaties om de data op te schonen en intelligente algoritmen te implementeren, bijvoorbeeld foutdetectie, predictive maintenance en zelflerende optimalisatie.

Pre-processing

De data moet worden opgeschoond: Pre-processing.

Label sensoren volgens een standaard, zodat het duidelijk is welk type data ze leveren

Missende data wordt aangevuld. Corrigeer of verwijder ongeldige metingen.

Implementatie van modellen

Wanneer de infrastructuur staat, kun je geavanceerde modellen inzetten, zoals:

• Machine Learning: om energiegebruik en comfort te voorspellen.
• Model Predictive Control: proactieve, zelflerende sturing.
• Foutdetectie en -diagnose: storingen snel herkennen en oplossen.
• Zelflerende optimalisatie: doorlopend finetunen van het systeem.

Afsluiting

Samenvattend kent de route naar een slim gebouw drie fasen:

• Evalueren: doelen stellen en de status van je systemen bepalen.
• Verbeteren: optimaliseer je huidige installaties en koppel ze waar mogelijk.
• Integreren: bouw een data-infrastructuur en benut geavanceerde modellen.

Met deze routekaart maak je van je gebouw stap voor stap een toekomstbestendige omgeving. Bekijk gerust het volledige document en de andere learnings van Brains4Buildings binnen DGBC om je verder te verdiepen in slimme gebouwen. Succes!