Europees onderzoeksproject tilt GEOTABS voor kantoorgebouwen naar topniveau

Transcriptie

1 Europees onderzoeksproject tilt GEOTABS voor kantoorgebouwen naar topniveau In onze zoektocht naar energie-efficiëntie in gebouwen hebben de voorbije decennia heel wat nieuwe technieken het licht gezien. Eén daarvan is het veelbelovende GEOTABS concept - de combinatie van geothermische warmtepompen (GEO) met betonkernactivering (Thermally Activated Building Systems of TABS) dat de benodigde energie voor verwarming en koeling van een gebouw sterk kan doen afnemen. Uit de praktijk blijkt echter dat GEOTABS gebouwen vaak niet hun volledige potentieel aan energiebesparing benutten. Daarom werd het GEOTABS project opgestart. Vijfentwintig partners uit de academische en bedrijfswereld in vijf Europese landen bundelden hun krachten en deden twee jaar lang onderzoek naar manieren om de prestaties van GEOTABS kantoorgebouwen te optimaliseren. En met succes: op het afsluitende internationale symposium, dat werd bijgewoond door een honderdtal aanwezigen uit diverse takken van de bouwbranche, overheerste een grote tevredenheid over de gepresenteerde resultaten. Uitwisseling GEOTABS is geen nieuwe techniek. De combinatie van geothermische warmtepompen met betonkernactivering wordt regelmatig toegepast, omdat ze een groot potentieel aan energiebesparing voor gebouwverwarming en -koeling biedt. In het Europese beleid inzake hernieuwbare energie en energieprestatie van gebouwen krijgt het concept dan ook een niet onbelangrijke plaats toebedeeld. GEOTABS is echter geen toverformule, die eenvoudigweg door haar aanwezigheid succes garandeert. GEOTABS is een enorm mooi huwelijk, vertelt Wim Boydens van onderzoekspartner Studiebureau Boydens. Het concept is robuust in werking, maar de energetische performantie is gevoelig aan finesses op het vlak van ontwerp en regeling. Omwille van de complexe fysische mechanismen achter de werking was doorgedreven onderzoek noodzakelijk. Daarom werd het GEOTABS onderzoeksproject opgestart, met de bedoeling de implementatie van het GEOTABS concept te optimaliseren, zodat ontwerpers en installateurs in elk bouwproject het allerbeste resultaat kunnen realiseren. GEOTABS kantoor Infrax Dilbeek (Bron: Studiebureau Boydens). Meerdere GEOTABS kantoren staan aan de hand van projectfiches gebundeld op

2 Het project werd opgezet met steun van het Europese ERA-SME programma, dat een nauwe samenwerking tussen onderzoeksinstellingen en bedrijven wil aanmoedigen. Het onderzoeksteam bestond dan ook uit acht onderzoeksinstellingen en zeventien bedrijven uit vijf landen (België, Nederland, Duitsland, Denemarken en Tsjechië), onder coördinatie van professor Lieve Helsen van de KU Leuven. In Vlaanderen kon GEOTABS daar bovenop rekenen op steun van het IWT en werd het team uitgebreid met een 'gebruikerscommissie': vijftien bedrijven uit de bouwwereld, die de evolutie van het project mee opvolgden en op gezette tijden hun feedback gaven vanuit hun ervaring in het veld. Dankzij deze uitgebreide set van zeer uiteenlopende partners werd het project een uitwisseling van kennis, ervaring en context tussen de verschillende deelnemers en landen. Elke partner heeft immers zijn eigen insteek en focus en levert zo een heel eigen bijdrage aan het project. Ontwerp en regeling Deze multidisciplinaire en internationale benadering bleek zeer nuttig voor het onderzoek. Professor Lieve Helsen legt uit: Een van de grootste lessen uit het project was dat voor de optimalisatie het globale systeem, dat bestaat uit het gebouw en de verschillende technieken (inclusief de grondkoppeling), als geheel moet bekeken worden. Opsplitsen van het systeem en elk onderdeel apart optimaliseren leidt niet per definitie tot een betere werking van het geheel. Door de toepassing van betonkernactivering zijn gebouw en technieken immers zeer nauw met elkaar verbonden. Dit impliceert dat al in de ontwerpfase moet geanticipeerd worden op de mogelijke scenario's tijdens gebruik en dat het GEOTABS systeem van in het begin moet geïntegreerd worden. Detail van de opbouw van een Airdeck betonkernactivering vloer, voor het gieten van de beton (Bron: Airdeck) Concreet bestond het onderzoek uit de monitoring van verschillende parameters in reeds gerealiseerde gebouwen over een langere periode. Daarnaast werd via een online enquête een comfortonderzoek uitgevoerd bij de gebruikers van deze gebouwen. Deze gegevens werden tenslotte gebruikt in diverse simulaties. Hierin school een tweede belangrijke vaststelling in het GEOTABS project: de noodzaak van dynamische simulaties. Omwille van de grote thermische

3 capaciteit van beton reageert het systeem immers zeer langzaam op schommelingen in de aanvoertemperatuur. Het duurt met andere woorden een hele tijd voor de evenwichtstoestand bereikt wordt, wat betekent dat het systeem een groot deel van de tijd in evolutie is. Enkel dynamische simulaties zijn bijgevolg geschikt om GEOTABS systemen correct te dimensioneren en te regelen. Opbouw betonkernactivering voor GEOTABS kantoor Infrax Dilbeek (Bron: Studiebureau Boydens) Deze nieuwe inzichten vinden hun neerslag in enerzijds een set raadgevingen en ontwerprichtlijnen en anderzijds een nieuwe regelmethodiek - modelgebaseerde voorspellende regeling - die reeds tijdens het onderzoek uitgebreid is getest en gesimuleerd. Professor Helsen voegt toe: Deze methodiek kan vandaag nog niet massaal in de praktijk worden omgezet, maar het potentieel werd alvast aangetoond. De testen hebben ons ook inzichten gegeven in het optimale systeemgedrag. In de nabije toekomst kan dus getracht worden dit optimale systeemgedrag via eenvoudige regelstrategieën na te bootsen. Resultaat als startpunt De conclusies van het onderzoek werden op 22 januari voorgesteld op een internationaal symposium in Hannover. De talrijk aanwezige professionals en onderzoekers waren zeer tevreden over de bereikte resultaten. Vooral de internationale en interdisciplinaire kruisbestuiving werd als zeer positief ervaren, vertelt Wim Boydens. Dankzij deze brede aanpak heeft GEOTABS de verschillende betrokken actoren meer op dezelfde lijn gebracht. En, wat het belangrijkste is, met het onderzoek zijn cruciale stappen gezet naar een holistische en gefundeerde optimaliserende aanpak. Bovendien opent het nieuwe innovatietrajecten en biedt het uitzicht op nog verdere uitdieping van onze kennis en inzichten in GEOTABS gebouwen.

4 GEOTABS symposium in Hannover, interactie met Prof. Bjarne Olesen (DTU) Dit symposium vormt dus zeker geen eindpunt. Het GEOTABS project heeft de vooropgestelde vragen beantwoord, maar minstens evenveel nieuwe onderzoeksvragen opgeworpen. Het onderzoek naar de prestaties van GEOTABS systemen wordt dan ook voortgezet via nieuwe projecten, die focussen op verschillende aspecten die in dit eerste project naar voren zijn gekomen. In navolging van het afsluitende symposium in Hannover wordt in het najaar van 2013 ook in België een congres georganiseerd, waar de verworven inzichten worden voorgesteld. Zo kan de Belgische markt direct mee profiteren van de gedreven inbreng van onze Vlaamse en Waalse GEOTABS onderzoekspartners. Prof. Lieve Helsen (KU Leuven) en Prof. Wim Boydens (U Gent), vastberaden om het GEOTABS verhaal verder te zetten

5 Partners GEOTABS project: onderzoeksinstellingen: KU Leuven, Thomas More - Campus De Nayer Mechelen, Université de Liège Technische Universität Braunschweig, Georg-Simon-Ohm-Hochschule für angewandte Wissenschaften Nürnberg Technische Universiteit Eindhoven Danmarks Tekniske Universitet Czech Technical University Prague bedrijven: Belvi (Airdeck), Copromax Eng., Factor 4, Studiebureau Boydens, Rehau Energydesign Braunschweig, Heimann Ingenieure, SolarNext BenR Adviseurs, DGMR Bouw, DWA, Smits Van Burgst, Thermal Comfort Systems, Vabi Software Heliopower, Nilan Mikroklima gebruikerscommissie Vlaanderen: Arcadis, Belvi (Airdeck), Echo, Factor4, IFtech, Imtech Projects, Ingenium, Laborelec, Nathan Import/Export, Rehau, Studiebureau Boydens, Talboom, Verheyden Putboringen, Viessmann Belgium, VK Engineering