Nowy zestaw narzędzi i innowacyjny system zarządzania poprawią efektywność energetyczną starych budynków
Budynki odpowiadają za 40 % całego zużycia energii oraz jedną trzecią emisji gazów cieplarnianych. Europejskie budynki są na ogół nieefektywne energetycznie. Chociaż UE wprowadziła wytyczne, które mają rozwiązać ten problem, ich spełnienie nie jest proste. Jednocześnie wcześniejsze wysiłki zmierzające do poprawy wydajności cieplnej budynków koncentrowały się na ogrzewaniu. Jednak w miarę jak lato staje się z roku na rok coraz gorętsze i dłuższe, Europa staje w obliczu rosnącego zapotrzebowania także na chłodzenie, co znacznie zwiększa zużycie energii budynków. W związku z tym zespół finansowanego przez UE projektu HEART opracował zestaw narzędzi do modernizacji budynków, który ma na celu poprawę ich wydajności energetycznej przez cały rok. Projekt koncentruje się na wielopoziomowych europejskich budynkach mieszkalnych z drugiej połowy XX wieku, znajdujących się w regionach o klimacie umiarkowanym położonych na średnich szerokościach geograficznych. Kategoria ta obejmuje ponad milion budynków. Za pomocą opracowanego przez siebie zestawu narzędzi zespół HEART przeprowadzi modernizację większości z nich tak, by spełniały europejskie wytyczne dotyczące wydajności energetycznej budynków i stały się budynkami o niemal zerowym zużyciu energii (ang. nearly zero energy buildings, nZEB). Budynki nZEB produkują co najmniej 50 % wykorzystywanej przez siebie energii. W kilku przypadkach zużycie energii zmodernizowanych budynków zostanie ograniczone do zera. W tym celu zespół projektu zaktualizował i zoptymalizował istniejące produkty opracowane przez partnerów.
Obliczeniowy system zarządzania oparty na chmurze
Głównym elementem zestawu narzędzi jest platforma obliczeniowa oparta na chmurze, która obsługuje różne aktywne i pasywne podsystemy, przekształcając w ten sposób stary budynek w wysoce wydajny budynek inteligentny. Platforma wspiera również procesy decyzyjne na etapie planowania lub projektowania oraz pomaga podjąć decyzje operacyjne dotyczące zarządzania energią w budynkach. System jest automatyczny, ale zarządcy i operatorzy mogą go monitorować za pomocą narzędzi interfejsu użytkownika opracowanych w ramach projektu. Platforma w chmurze nie tylko zarządza operacjami w budynku, ale ponadto robi to w sposób przejrzysty. „Jest to czynnik strategiczny, jeśli chodzi o eksploatację i konserwację, ale umożliwia także wykorzystywanie alternatywnych form finansowania”, wyjaśnia prof. Niccolò Aste, koordynator projektu. „Prywatni inwestorzy mogą na przykład finansować prace renowacyjne i czerpać zyski z oszczędności energii. Przejrzystość zwiększa zaufanie do inwestycji”.
Wiele podsystemów wspierających
Oparty na chmurze system stanowi trzon całego rozwiązania, łącząc i optymalizując funkcjonowanie wielu innych komponentów. System monitoruje na przykład zewnętrzne warunki pogodowe i dostosowuje działanie instalacji ogrzewania, wentylacji i klimatyzacji, aby zapewnić możliwie największy komfort przy minimalnym zużyciu energii. Rozwiązanie produkuje ponadto własną energię za pomocą dachówek fotowoltaicznych, a dzięki pompie ciepła magazynuje nadwyżki energii elektrycznej w postaci energii cieplnej do ogrzewania lub chłodzenia budynku. Kiedy promieniowanie słoneczne jest niskie, system HEART może także wymienić energię z siecią. Oprócz fotowoltaicznego systemu dachowego i dobrze izolującej okładziny elewacyjnej badacze opracowali również techniki i komponenty do całkowitej lub częściowej wymiany okien. W grudniu 2021 roku projekt był już prawie ukończony, a zespół musiał jeszcze jedynie wykonać niewielkie dodatkowe testy i wprowadzić ostateczne poprawki przed komercjalizacją systemu. „Na ten moment nasze rozwiązanie spotyka się z pozytywnym odbiorem. Zgłosili się już do nas operatorzy zainteresowani zakupem i wdrożeniem systemu nawet przed zakończeniem projektu”. W przeciwieństwie do systemów oferowanych przez konkurencję rozwiązanie projektu HEART łączy wszystkie aspekty efektywności energetycznej budynku w ramach jednego zestawu narzędzi. Pozwala to na modernizację starych, niewydajnych budynków w Europie, zapewniając ich zgodność z wytycznymi nZEB i znacznie ograniczając emisje gazów cieplarnianych w Europie.
Słowa kluczowe
HEART, nZEB, system zarządzania, platforma w chmurze, modernizacja, budynki o niemal zerowym zużyciu energii, izolacja
