Artikel uit het maart 2011-nummer van het blad TVVL-Magazine

door ir. J.C.H. (Hans) Huiberts, Adviesbureau Huiberts


Energiebesparende maatregelen zijn vaak ingewikkeld en kostbaar. Dat kan niet worden gezegd van het principe om installaties alleen te laten draaien als het echt nodig is en dit te bewaken. Een nieuw draaiurenbewakingsprogramma signaleert ondeskundige handelingen en verstoorde processen. Dit levert energiebesparingen op en bovendien een beter beheer van het GBS en de installaties. De resultaten blijken uitstekend te zijn na ruim een jaar proefdraaien in een groot project.

Kantorencomplex in Rotterdam

Sinds oktober 2009 functioneert in het gebouwbeheersysteem van een groot kantoorgebouwencomplex in Rotterdam een programma voor draaiurenbewaking. Het programma vergelijkt de wekelijks geregistreerde draaiuren van installatiedelen met de theoretische waarden, die het gebouwbeheersysteem heeft berekend. Deze theoretische waarden zijn gebaseerd op een sterk vereenvoudigde simulatie van de installatiesprocessen. Bij een overschrijding van meer dan 10 % treedt automatisch een alarm in werking, waarna de beheerder gericht naar de oorzaak van het probleem kan gaan zoeken.
Om blijvend energiezuinig te zijn, ligt het voor de hand om het aantal draaiuren tot een minimum te beperken. Maar dit programma doet meer. Het beperkt ook de controlefunctie van de beheerder en de onderhoudsfirma tot een minimum. Het gebouwbeheersysteem voert namelijk zelf het meeste controleerwerk uit. Dat is pas echte automatisering. Het systeem controleert op deze wijze haar bedienend personeel, de medewerkers van de onderhoudsfirma, de werking van de installaties en het fuctioneren van haar eigen software. De ontwikkelde routines zijn niet gebaseerd op ingewikkelde theoretische grondslagen, maar gewoon het resultaat van praktijkervaring en logisch denkwerk.

Oorzaak en gevolg
Onderzoek heeft uitgewezen dat het energiegebruik in gebouwen vaak veel hoger is dan aanvankelijk werd gedacht of berekend. Hieraan liggen allerlei oorzaken ten grondslag, zoals onderhoudswerkzaamheden, mankementen, klachten of onjuist ingrijpen. De laatste tijd zijn er enkele publicaties verschenen over commissioning en monitoring. Deze technieken moeten installaties blijvend energiezuinig laten werken. Maar het bewaken en opsporen van fouten blijkt een groot probleem (zie bijvoorbeeld de artikelen in TVVL Magazine, juni 2010). Dikwijls wordt voorgespiegeld dat alleen al het monitoren van het energiegebruik leidt tot energiebesparing. Dit is natuurlijk onzin. Zulke monitoring bevordert hooguit de bewustwording en verhoogt de oplettendheid. Maar voor energiebesparing is meer nodig. Een te hoog energiegebruik is vaak het gevolg van onterecht of foutief draaiende installaties. Gebruikelijk is dat dit gevolg (een hoog energiegebruik) wordt geregistreerd en geanalyseerd, waarna naar de oorzaken wordt gezocht. Maar die zijn vervolgens nog moeilijk te achterhalen. Bovendien is het kwaad al geschied. Het verdient dus de voorkeur om de mogelijke oorzaken te bewaken in plaats van de gevolgen. Draaiuren- en toestandsbewaking maakt dit mogelijk

Draaiuren
In veel projecten registreert het gebouwbeheersysteem de draaiuren van installatie-onderdelen. Meestal gebeurt hier niets mee, terwijl er juist veel zinvolle informatie uit te halen is als de getallen goed worden geïnterpreteerd. Een lange registratieperiode maakt het echter moeilijker om de juiste conclusies te trekken. Bovendien is men dan al veel te laat en is de energie al verspild. Een jaar heeft 8.760 uren. Alle normale kantoortijden in een jaar bij elkaar opgeteld is ongeveer 2.300 uren. Een radiatorpomp die 1.600 uren heeft gedraaid, is dat nou veel of niet? En een koelmachine die 575 uren heeft gedraaid? Dit zijn lastig te beantwoorden vragen. Toch kunnen draaiuren een uitstekende bron van informatie zijn. Draaiuren laten bijvoorbeeld zien of programma's wel of niet goed werken, onderdelen van een gebouwbeheersysteem 'gedisabeld' staan, setwaarden onjuist zijn ingesteld of werkschakelaars op handmatig staan.
Voor een adequate bewaking moet de draai-urencontrole niet eenmaal per jaar plaatsvinden, maar met veel kortere tussenpozen. Dan kan tijdig worden gehandeld en het energiegebruik binnen de perken worden gehouden. De oplossing is dat het gebouwbeheersysteem de goede, energiezuinige werking van de installaties zelf controleert en alleen een melding geeft als er iets mis is gegaan. Dit voorkomt dat mensen grote hoeveelheden getallen en tabellen moeten doorspitten, hetgeen het tegenovergestelde is van automatisering. De geautomatiseerde controle kan plaatsvinden per week, per weekend, per vijf werkdagen of per dag. Dit laatste verdient natuurlijk de voorkeur, want hoe eerder de fout bekend is des te beter.

Praktische Uitvoering
In het Rotterdamse project functioneert binnen het gebouwbeheersysteem een programma dat automatisch per dag of week de draaiuren opslaat van de bedrijfsituaties en alle installatiedelen. Daarnaast wordt voor hetzelfde onderdeel een theoretische toestand bepaald, waarvan de draaiuren ook worden bijgehouden. Er treedt een alarm inwerking als in de afgelopen registratieperiode één van de onderdelen een overschrijding heeft van meer dan 10 % (instelbaar). Het is aan de beheerder om vervolgens voor het betreffende onderdeel uit te zoeken wat het probleem is. Het gebouwbeheersysteem stelt na elke periode een tabel samen met daarin voor alle onderdelen de werkelijke draaiuren, de theoretische uren en het verschil hiertussen in procenten. Deze tabellen worden op de harde schijf bewaard, zodat ze in een later stadium nog eens kunnen worden bestudeerd. De getallen geven een goed inzicht in de werking van de installaties.

Bedrijfstoestanden
Besturing en software worden zoveel mogelijk 'uit elkaar gerafeld' en per onderdeel vindt een toetsing plaats. Zo vindt afzonderlijke registratie plaats van de uren van de bedrijfstoestanden, zoals dagprogramma, overwerk, versneld opwarmen, nachtventilatie, nachtkoeling en brandventilatie. Ook hiervoor worden theoretische bedrijfsuren berekend en gerelateerd aan de werkelijke uren. De draaiurenoverzichten laten tevens zien of de software en de installaties goed functioneren. Hoe lang duurt het versneld opwarmen tijdens een koude periode? Hoeveel uren van nachtventilatie en nachtkoeling zijn er in de zomer? Het is allemaal inzichtelijk. Ook de verschillen tussen de registratie op maandag en een andere werkdag zijn illustratief (zie voorbeeld 1 en 2 onder aan deze pagina voor respectievelijk dagprogramma en overwerk).

Installatiedelen
Ook de installaties worden 'uit elkaar gerafeld' en per onderdeel beoordeeld. Zo worden van een luchtbehandelingskast afzonderlijk de toevoerventilator, de circulatiepompen, de stoombevochtiger en eventueel de warmteterugwinunit gecontroleerd. Het programma kan bovendien het aantal uren registreren dat een koelklep meer dan 5% open staat, de koelmachine op een bepaalde capaciteit draait of de ketel op lage en hoge vlam heeft gebrand. Ook voor de afzonderlijke installatiedelen worden de werkelijke draaiuren vergeleken met de theoretisch benodigde uren (zie de voorbeelden 3 t/m 6 onder aan deze pagina voor enkele installatiedelen).

Ervaringen
Het draaiurenbewakingsprogramma werkt nu ruim een jaar in een groot kantorencomplex op de Kop van Zuid in Rotterdam en het heeft zijn waarde al bewezen. Een groot aantal terechte alarmmeldingen waren het gevolg van foute setwaarde-instellingen, op hand gezette installatiedelen, 'gedisabelde' punten, etc. De voorbeelden zijn talrijk. Zo was een resetknop niet goed ingedrukt na een brandventilatie-test, waardoor de ventilatoren ook 's nachts bleven doordraaien. Enkele afzuigventilatoren in de keukens en restaurants moesten volgens het bestek met een schakelaar worden bediend en werden wel aan - maar nooit meer uitgezet gezet. Deze ventilatoren draaiden al jaren achtereen, zonder dat iemand het had gemerkt. Totdat de draaiurenbewaking op gang kwam. Een facilitymedewerker had - na koudeklachten van de receptie - de minimum ruimtetemperatuur in het gebouwbeheersysteem op 20 °C gezet. Hierdoor bleef de verwarming dag en nacht doordraaien. In een ander bouwdeel draaide de verwarming door omdat een foutief geplaatste ruimtetemperatuuropnemer een veel te lage waarde aangaf. Verder hebben bewakers in een koude periode de installaties langdurig op overwerk gezet. Een onderhoudsmonteur had voor een test van de lintverwarming de buitentemperatuur 'gedisabeld' op 0 °C gezet en vergeten terug te zetten. Er zijn ook enkele foutieve koppelingen in de software ontdekt, die nooit eerder zijn opgemerkt. Dit zijn slechts enkele voorbeelden van ontdekte fouten. Fouten die het energiegebruik verder omhoog zouden hebben gestuwd als ze niet via de draaiurenbewaking zouden zijn opgemerkt.
Er is vooral in de beginfase natuurlijk een groot aantal onterechte alarmmeldingen geweest als gevolg van verkeerde inschatting van theoretische draaiuren. Bij regelmatige controles zijn deze berekeningen steeds verder geoptimaliseerd. Het maken van deze routines is specialistenwerk en afhankelijk van de opgetreden alarmmeldingen moeten deze in het eerste jaar hier en daar worden bijgesteld. Het gebouwbeheersysteem in Rotterdam is van het fabrikaat Andover Controls en de applicatiesoftware hiervan is volledig vrij-programmeerbaar in een voor iedereen te lezen taal. Met het juiste toegangsniveau kunnen alle routines ter plaatse of op afstand via internet worden bijgesteld en volledig op maat worden gemaakt.

Andere voordelen
Naast energiebesparing levert de draaiurenbewaking nog andere voordelen op. Het programma meldt draaiuuroverschrijdingen automatisch en de bewakingsroutines zijn zodanig in te stellen dat bij inefficiënte of ongewenste situaties automatisch een alarmmelding volgt. Niet alleen de beheerder van het gebouwbeheersysteem maar ook de onderhoudsfirma hoeft daardoor minder tijd aan controlewerk te besteden. Ze kunnen gesignaleerde problemen gericht oplossen. Toestandsafhankelijk onderhoud behoort dan ook tot de mogelijkheden. Het betekent eenmalig tijd investeren in het draaiuren- en toestandsbewakings-programma en daar vervolgens jarenlang de vruchten van plukken. Het gebouwbeheersysteem doet het meeste werk gratis.

Toekomstige ontwikkelingen
In het project in Rotterdam loopt de registratie en controle nu per hele week. Dit is gedaan om ervaring op te doen en de hoeveelheid registraties in de beginfase overzichtelijk te houden. Het gaat tenslotte om zeven gebouwdelen. Weken zijn bovendien goed vergelijkbaar. De bedoeling is om in de toekomst controles per dag te gaan uitvoeren. Dit is veel nauwkeuriger en fouten worden eerder ontdekt. Er moet dan wel rekening worden gehouden met de soort dag (vrije dag of werkdag) en hoe lang de installaties op de voorgaande dag(en) hebben uitgestaan (i.v.m. de bedrijfstoestanden 'opwarmen', 'nachtventilatie', 'nachtkoeling', 'minimum ruimtetemperatuur'). Er wordt overwogen om niet alleen te alarmeren bij overschrijding van een aantal uren, maar ook bij onderschrijding. Het gaat daarbij om functionaliteit en beveiliging, en niet om energiebesparing. Het is natuurlijk onjuist als bepaalde pompen niet draaien terwijl het vriest of als een toevoerventilator slechts vijf uren heeft gedraaid op een werkdag. Voor sommige onderdelen is bewaking met draaiuren per periode nodig en voor andere onderdelen een statusbewaking op bepaalde tijdstippen (toestandsbewaking). Verder is standaardisering van de berekening van de theoretische draaiuren wenselijk. Dit kan door soorten van installatiedelen (radiatorpompen, koelwaterpompen, toe- en afvoerventilatoren, etc.) op eenvoudige wijze aan een standaardroutine koppelen, waarin de theoretische draaiuren worden berekend. Dit maakt het opzetten van het programma minder arbeidsintensief en breder toepasbaar. Uitbreiding met een rapportage is zelfs mogelijk. Hierin kunnen tips worden opgenomen over de meest waarschijnlijk oorzaken van de overschrijding. Het gebouwbeheersysteem is dan een echt kennissysteem, dat de beheerder alleen waarschuwt als er iets mis is gegaan, waarna hij weinig tijd hoeft te besteden aan het zoeken naar de fouten.

Conclusie
Installaties moeten alleen draaien als het nodig is. Draaiurenbewaking is daarom de meest voor de hand liggende manier van monitoring in bestaande gebouwen. Eigenlijk zou dit in de toekomst standaard in elk gebouw moeten worden toegepast. Dit geldt vooral voor de grote projecten, waarin elk extra uurtje zwaar telt. De aanwezigheid van een draaiurenbewakings-programma op het gebouwbeheersysteem zou bovendien als een pluspunt moeten gelden bij de vaststelling van een energielabel voor een gebouw. Het beschreven gebouwbeheersysteem in Rotterdam dient als voorbeeld van een kennissyteem dat zichzelf, de installaties, zijn beheerder en de onderhoudsfirma controleert en automatisch waarschuwt als er iets mis lijkt te zijn gegaan. De beheerder kan gericht op zoek gaan naar de oorzaak van het probleem en dit meestal snel oplossen. Door draaiuren- en toestandsbewaking kan de onderhoudsfirma effectiever (= goedkoper) onderhoud plegen.


Met dank aan MVGM vastgoedmanagement, dat de mogelijkheid heeft geboden om het draaiurenbewakingsprogramma in een groot project toe te kunnen passen.


Bijlage: Voorbeelden 1 t/m 6