Energiebesparing, gebouwautomatisering, gebouwbeheer, onderhoud, prestatieborging

TVVL 12 2008:TVVL_Magazine

03 12 2008

12:46

Pagina 60

Energiebesparing, gebouwautomatisering, gebouwbeheer, onderhoud, prestatieborging

Een goed comfort. Lage energiekosten. Goed functionerende proceskoeling. Allemaal aspecten die gewenste resultaten zijn bij het uitvoeren van beheer en onderhoud aan installaties. Uit de praktijk blijkt dat er wel wordt gekeken naar het functioneren van installaties, maar dat lang niet alle afwijkingen worden gezien. Dit artikel presenteert een methodiek waarbij met behulp van een softwareprogramma (SMT) inzicht wordt verkregen in prestaties op verschillende niveaus. Tevens kan hiermee op een onafhankelijke manier invulling worden gegeven aan de afwikkeling van een prestatiecontract.

Ir. D.O. Rijksen

Prestatieborging: niet kijken, maar zien

E

en optimale werking van een klimaatinstallatie vraagt een gedegen inzet bij het beheer en onderhoudsproces. Om de exploitatiekosten te beheersen wordt echter vaak (al dan niet bewust) een balans gezocht tussen enerzijds minimale onderhoudskosten en anderzijds acceptabele resultaten voor bijvoorbeeld het energiegebruik. Ook komen situaties voor waarbij onvoldoende kennis aanwezig is om (complexe) installaties te beheren. Als oplossing hiervoor heeft DWA een methodiek ontwikkeld waarbij de pijn in de installatie direct te zien is. Er worden geen meetdata gepresenteerd, maar informatie. Dit systeem is ook geschikt voor het beoordelen van prestatie-indicatoren waardoor een borging van de kwaliteit wordt verkregen. De ervaring van twee betrokkenen is ook in dit artikel opgenomen: Peter Verdoorn, werkzaam bij Zwitserleven,

60

als opdrachtgever verantwoordelijk voor het beheer en onderhoud van diverse panden en Ben Kraan als bedrijfsleider service en onderhoud werkzaam bij Schreuder Ruitenbeek installatiebeheer.

Ing. S. Opschoor

- door ir. D.O. Rijksen* en ing. S. Opschoor*

CONTRACTVORMEN

Het gewenste niveau van beheer en onderhoud zal in een contract vastgelegd moeten worden. Bij het realiseren van prestatieborging kan gebruik worden gemaakt van enkele vormen. Peter Verdoorn hierover: “Wij spreken van een ‘statnamcontract’, wat impliceert dat het contract is opgebouwd uit een statisch deel en een dynamisch deel. In het statische deel (ook wel ‘smeercontract’ genoemd) zijn werkzaamheden opgenomen waarbij het borgen van een prestatie niet goed mogelijk is, of (nog) niet gewenst is. Te denken valt aan het onderhoud aan brandblussers, ONDERHOUD

een vuilwaterinstallatie en het uitvoeren van bio-analyses. Het dynamische deel omvat alle installatietechnische zaken waarlangs de meetlat kan worden gelegd voor een onafhankelijke prestatieborging.”

PRESTATIEBORGING

Er zijn verschillende prestaties te onderscheiden waarvoor een gebouwbeheerder een borging nodig heeft. We

*DWA installatie- en energieadvies, projectleider

TVVL 12 2008:TVVL_Magazine

03 12 2008

12:46

Pagina 61

In kantooromgevingen is het comfort een belangrijke prestatie-indicator (fotograaf: Ruben Baukema).

- FIGUUR 1 -

benoemen vier basisonderdelen. 1. Comfort ten gevolge van de klimaatinstallaties. Een klimaatinstallatie die minder goed functioneert heeft een negatieve invloed op de organisatie. Zo zal zowel de arbeidsproductiviteit lager liggen en het ziekteverzuim hoger. Daarnaast is de onderhoudspartij veel tijd en geld kwijt aan het oplossen van storingen en comfortklachten. Deze tijd kan niet worden besteed aan het daadwerkelijk optimaliseren van de installatie, waardoor oorzaak en gevolg in een vicieuze cirkel kunnen belanden [1]. 2. Energiegebruik. Het is niet verstandig om het totale energiegebruik van een gebouw in een prestatieborging vast te leggen. Wel kan deze informatie goed worden gebruikt voor het onderling vergelijken van gebouwen met behulp van kengetallen (benchmarking). Voor prestatieborging worden metingen uitgevoerd op het niveau van (hoofd)componenten. Een goed voorbeeld hiervan betreft het meten van het rendement van een warmtepomp [3]. 3. Procesbeheersing. Naast het comfort in een ruimte en het energiegebruik speelt procesbeheersing veelal een grote rol. Als voorbeeld kan worden genoemd dat vele gebouwen beschikken over een serverruimte. Hiervoor moet zowel de kwaliteit, kwantiteit en continuïteit van de benodigde energie op orde zijn voor het in stand houden van het primaire proces.

4. Component failure. Een eigenaar van een installatie is erbij gebaat dat de componenten in een installatie, in het bijzonder voor de lange termijn, goed blijven functioneren. Schade door veel start/stops, te lage of te hoge druk enzovoorts zal moeten worden voorkomen.

INVULLING BEHEER EN ONDERHOUD

Het verkrijgen van inzicht in de werking van een installatie kan op enkele manieren. We bespreken drie methoden: ad hoc, monitoring en continue prestatieborging. In tabel 1 is een overzicht gegeven van de hierna besproken methoden. Ad hoc Er kan worden gewacht en geacteerd op klachten van gebruikers. Hoewel deze ad hoc-methodiek veelal niet gewenst is, treedt zij toch op in situaties waarbij een achterstand in het onderhoud van installaties is opgelopen of waarbij gebrek is aan (voldoende gekwalificeerd) personeel. Deze methode levert na verloop van tijd ontevreden gebruikers. Monitoring Met behulp van monitoring kan een beter inzicht in de werking van een installatie worden verkregen. Dit inzicht kan zowel op het technische als het energetische vlak liggen. Ook kan worden gewerkt aan het structureel oplossen van knelpunten of soms aan TVVL Magazine 12/2008

het voorkomen daarvan. Deze methodiek is in de achterliggende jaren veel gebruikt. De aanpak kent enkele nadelen. De controle van de werking van de installatie vindt alleen plaats op het moment dat een persoon via het gebouwbeheersysteem (GBS) de installatie bekijkt. Het is tijdrovend en vaak erg lastig om de werking aan de hand van grafieken te beoordelen. Schematische overzichtsplaatjes met meetwaarden zijn hiervoor geschikter. Beoordeling van de werking in de nachtelijke uren en weekenden vindt daarom niet of minder goed plaats. De energetische en een gedeelte van de technische beoordeling gebeurt aan de hand van meetdata. Het is te kostbaar om de meetdata frequent te laten bewerken en nader te analyseren. Daarom wordt deze analyse meestal halfjaarlijks of jaarlijks verricht. Het nadeel hiervan is dat er niet snel kan worden geacteerd op disfunctioneren, wat vermijdbaar hoge exploitatiekosten met zich mee brengt. Continue prestatieborging Ten slotte is er de mogelijkheid voor een continue prestatieborging. De nadelen die optreden bij monitoring spelen hier geen rol meer. Peter Verdoorn over deze methode: “Onze belangrijkste reden om continue prestatie borging toe te passen kan worden samengevat in het woord ‘ontzorgen’. Het systeem functioneert zonder al te veel toezicht en er behoeft ook relatief weinig energie in te worden gestoken van onze kant”. Van het onderhoudsbedrijf wordt een adequate aanpak verwacht. Ben Kraan hierover: “Het meest belangrijke aandachtspunt voor ons is het opzetten van een adequate storingsopvolging door onderaannemers. Intern kunnen wij als onderhoudsbedrijf snel acteren op meldingen die door het SMT-programma worden aangeleverd. Wil je dat ook bereiken met onderaannemers, dan moeten daar goede afspraken over worden gemaakt.” In de hierna volgende paragraaf wordt deze methode voor prestatieborging verder toegelicht.

PARAPLU OVER GBS

De een omschrijft een GBS als een installatieaanstuursysteem. Een ander als een grote doos, waarmee je wat zaken kunt meten en regelen [4]. Daarnaast is de mening van veel 61

TVVL 12 2008:TVVL_Magazine

03 12 2008

12:46

Pagina 62

Betrokkenen Methode

Kenmerk methode

Opdrachtgever

Onderhoudspartij

Adviseur

Ad hoc

doorgeven van klachten

oplossen van klachten

eventueel ad hoc bieden van ondersteuning

geen structurele verbeteringen; na verloop van tijd ontevreden gebruikers

Monitoring

acteren op technische en energetische resultaten; doorgeven van klachten

implementeren van technische of energetische verbeteringen; oplossen van klachten

rapportage technische en energetische resultaten; vooral periodiek bieden van ondersteuning in opdracht van opdrachtgever

structurele aanpak knelpunten; technische en energetische resultaten komen niet frequent beschikbaar

Continue prestatie borging (SMT-programma)

eenvoudige beoordeling werking installatie is mogelijk; eventueel nog doorgeven van klachten

pro-actieve houding nodig; implementeren van technische of energetische verbeteringen; oplossen van klachten

ad hoc bieden van ondersteuning in opdracht van onderhoudspartij; conditie meting installatie delen

structurele aanpak knelpunten; technische en energetische resultaten zijn direct beschikbaar; mogelijkheid voor prestatie borging

Rolverdeling betrokkenen bij in stand houden installatie.

- TABEL 1 -

Continue prestatieborging met SMT-programma.

- FIGUUR 2 -

Twee grenslijnen, opgesteld met criteria, waarbinnen een gemeten waarde moet liggen; bij meetwaarden die buiten de grenslijnen liggen is er sprake van een afwijking (rood).

- FIGUUR 3 -

opdrachtgevers dat een GBS veel data presenteert, maar geen informatie [1]. Het SMT-programma voorziet in de behoefte aan informatie. Dit programma functioneert als een paraplu over een of meerdere gebouwbeheersystemen heen. Input SMT-programma In figuur 2 is schematisch de opbouw van het SMT-programma weergegeven. Voor de overdracht van meetdata uit het veld wordt een koppeling met het GBS gemaakt. De meetdata worden binnen vijf minuten doorgegeven. Het tijdsinterval is afhankelijk van het fabrikaat van het GBS. De data worden door het SMT-programma rechtstreeks doorgegeven voor de visualisatie van de actuele prestaties. Tevens worden de data verwerkt tot gegevens die per uur worden geregistreerd in een centrale database. 62

Criteria Naast de datastroom zijn eenmalig een aantal criteria ingevoerd. Dit is als het ware de meetlat aan de hand waarvan wordt beoordeeld of aan de prestaties voldaan wordt. Er kunnen enkele typen criteria worden gedefinieerd. De eenvoudigste vorm betreft een beoordeling op basis van een of meer grenswaarden. De grenswaarden kunnen worden gedefinieerd met behulp van ‘stooklijnen’. Deze kunnen lineair, exponentieel of een andere vorm hebben, zie figuur 3. Als voorbeeld hiervan kan de beoordeling van het comfort in een ruimte op basis van de ATG-methode [2] worden genoemd. Ook meerdimensionale beoordelingscriteria zijn mogelijk. Het rendement van een warmtepomp is bijvoorbeeld zowel afhankelijk van de capaciteit van de unit als de temperaturen aan de verdamper en condensor. Ook is het ONDERHOUD

mogelijk om regels op te stellen voor het maximum aantal start/stops van bijvoorbeeld een koelmachine. Ten slotte noemen we hier het voorbeeld waarbij gebruik kan worden gemaakt van een neuraal netwerk. Hiermee worden automatisch relaties tussen meerdere variabelen vast gelegd, zie figuur 4. Dit gebeurt in de opstartfase van een project. De meetgegevens of berekende waarden uit deze fase worden dus als referentie gebruikt. Hiermee kan later worden beoordeeld of een proces nog functioneert net zoals dat aan het begin functioneerde. Voordat de regel via het neurale netwerk wordt vrijgegeven voor beoordeling van de prestatie vindt een controle plaats. Hierbij wordt vastgesteld of de situaties die zijn gebruikt representatief zijn en of het proces volgens de ontwerpwaarden heeft gefunctioneerd.

TVVL 12 2008:TVVL_Magazine

03 12 2008

12:46

Pagina 63

Neuraal netwerk voor controle werking afgiftesysteem in een kantoorruimte.

Projectorganisatie rond SMT-programma voor visualisatie prestaties.

- FIGUUR 4 -

Als voorbeeld voor de inzet van het neurale netwerk noemen we hier de analyse van de werking van een afgiftesysteem in een kantoorruimte. Het SMT-programma is voorzien van data van ruimten waarbij de installatie goed functioneert. Vervolgens wordt aan de hand van de stand van de koel- en verwarmingskleppen, de ruimtetemperatuur, tijdstip op de dag, oriëntatie van het vertrek en de buitencondities automatisch bepaald of de afgiftesystemen in de rest van de ruimten van het gebouw correct functioneren. In het Stadsdeel kantoor, Amsterdam Zuidoost is met behulp van deze methodiek geconstateerd dat het afgiftesysteem niet goed was ingeregeld. Andere zaken die aan het licht kunnen komen zijn niet goed functionerende kleppen en vervuiling in het distributiesysteem. Deze aanpak is veel goedkoper dan het periodiek nalopen van alle ruimterege-

- FIGUUR 5 -

lingen. Tevens worden afwijkingen direct gesignaleerd, zodat er al kan worden ingegrepen voordat er klachten ontstaan. Afhankelijk van de wensen van een opdrachtgever en de meetvoorzieningen worden er diverse criteria toegepast in een project. Hierbij wordt veelvuldig gebruik gemaakt van de resultaten en ervaringen uit monitoringprojecten die al tientallen jaren worden uitgevoerd. Zo is het bijvoorbeeld goed om te realiseren dat het ‘niet erg’ is als een droge koelersysteem gedurende twee weken in storing staat, omdat het niet in bedrijf behoefde te komen. De prestaties worden pas bepaald zodra het systeem nodig is. Output SMT-programma Bij het opvragen van de informatie worden de prestaties berekend aan de

Geen meetdata, maar informatie door visualisatie van prestatie-indicatoren op het management-niveau

- FIGUUR 6 -

TVVL Magazine 12/2008

hand van meetgegevens en de hiervoor beschreven criteria. Om de informatie te kunnen bekijken moet er in het SMT-programma worden ingelogd. Hiermee wordt meteen bepaald op welk niveau de informatie beschikbaar komt: voor het management, het onderhoudsbedrijf of de adviseur, zie figuur 5. Op het managementniveau wordt het overall beeld van de prestatie-indicatoren in één oogopslag zichtbaar. Met behulp van voor zichzelf sprekende kleuren zijn de prestaties gevisualiseerd, zie figuur 6. Daarnaast kan inzicht worden verkregen in het energiegebruik. De informatie is tot een week terug direct zichtbaar. Vervolgens kunnen ook historische overzichten worden opgevraagd. Op het niveau van het onderhoudsbedrijf kan men nagaan waarom en wanneer een bepaalde prestatie wordt gehaald. Informatie op basis van gegevens per uur is het diepste niveau. Naast de prestatie wordt ook tekst getoond waarin is aangegeven wat het knelpunt in de installatie of (kantoor)ruimte is. Ook wordt er informatie gegeven over de beschikbaarheid van data en het al dan niet actief zijn van een (installatie)onderdeel. Op basis van deze informatie kan de werking van de installatie worden geoptimaliseerd. Omdat ook de actuele resultaten van de prestaties nagenoeg direct zichtbaar zijn, is het mogelijk om na het oplossen van een knelpunt te beoordelen of het gewenste effect is bereikt. Er worden automatisch meldingen (e-mail of sms) naar de onder63

TVVL 12 2008:TVVL_Magazine

03 12 2008

13:16

houdspartij gestuurd, zodat niet voortdurend in het SMT-programma behoeft te worden gekeken of alles nog goed functioneert. Op het niveau van de adviseur kan zowel de informatie van het management als het onderhoudsbedrijf worden opgevraagd. Tevens kunnen de criteria worden aangevuld of aangepast, wat aan het begin van een project nodig kan zijn. Vanuit dit niveau kan in geval van meerdere gebouwen met behulp van benchmarking worden aangegeven hoe een gebouw presteert ten opzichte van andere gebouwen. De hele opzet van het SMT-programma is gericht op het realiseren van prestatieborging, wat in een prestatiecontract wordt vastgelegd. Daarom is het mogelijk om op alle niveaus informatie in te zien over de financiële eindresultaten. Voor de peilperiode wordt een week gehanteerd (vanaf maandagmorgen 00:00 uur tot zondagavond 23:59 uur). Dit houdt in

64

Pagina 64

dat er wekelijks wordt beoordeeld of aan de prestaties wordt voldaan. Overigens heeft het SMT-programma ook zonder deze optie een grote toegevoegde waarde. Met de hiervoor beschreven methodiek is het mogelijk geworden om het onderhoud prestatiegericht te laten uitvoeren. De auteurs staan open voor aanvullingen, suggesties of opbouwende kritiek ([email protected]).

REFERENTIES

1. Bijman, J., Niet denken in techniek, maar in prestatie, VV+, jaargang 64, nummer 3, 2007, pag. 156 – 159. 2. ISSO, Thermische behaaglijkheid, eisen voor de binnentemperatuur in gebouwen, ISSO-publicatie 74, 2004, ISBN 90-5044-109-2. 3. Rijksen, D.O., Boxem, G, COP warmtepomp in de praktijk, VV+, jaargang 62, nummer 9, 2005, pag. 606 – 609.

ONDERHOUD

4. Mil, R. van, ‘GBS suggereert veel meer dan het waarmaakt’, VV+, jaargang 65, nummer 5, 2008, pag. 316 – 321.