Onderzoek Sandy Jorens

Abstract

Dit project richt zich op de ontwikkeling en commercialisatie van een ontwerptool die de lay-out en dimensionering van ventilatiekanalen in niet-residentiële gebouwen automatiseert en optimaliseert. Gebaseerd op fundamenteel onderzoek, uitgevoerd door onze onderzoeksgroep EMIB-BEASt, maakt deze tool gebruik van algoritmes om geoptimaliseerde ventilatiesystemen te ontwerpen. Hierbij wordt er direct ingespeeld op de vraag vanuit de industrie naar efficiëntie en kostenbesparing. De initiële interesse van verschillende bedrijven in dit ontwerp-algoritme is geëvolueerd van vage nieuwsgierigheid naar een concrete en dringende behoefte aan een implementeerbare oplossing. Om deze behoefte zo snel mogelijk in te vullen, wordt de focus gelegd op het verhogen van het Commercial Readiness Level (CRL) van deze technologie. Dit omvat o.a. het verfijnen van bedrijfsstrategieën, het versterken van industriële partnerschappen en het aantrekken van potentiële investeerders om een snelle marktintroductie mogelijk te maken. Tegelijkertijd wordt technologische vooruitgang (Technology Readiness Level, TRL) nagestreefd in afzonderlijke, maar parallel lopende projecten, die de technische functionaliteit van de tool verder verbeteren. Het hoofddoel van dit project is het ontwikkelen van een concreet businessplan en een gedetailleerde commercialisatiestrategie. Deze strategie is gericht op de voorbereiding van de marktintroductie door het opbouwen van sterke industriële samenwerkingen en het aantrekken van investeerders. Door deze inspanningen streven we ernaar het CRL aanzienlijk te verhogen, waardoor de tool marktklaar is en de commerciële inzetbaarheid gegarandeerd wordt. De huidige fase van het project is cruciaal voor de transitie van een onderzoeksgebonden prototype naar een marktklaar product, zodat kan worden ingespeeld op de onmiddellijke behoeften van de industrie.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Verhaert Ivan
• Co-promotor: Jorens Sandy
• Co-promotor: Kabbara Zakarya

Onderzoeksgroep(en)

• Energie en Materialen in Infrastructuur en Gebouwen

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het belang van een goede binnenluchtkwaliteit en bijgevolg van kwalitatief hoogstaande luchtverdeelsystemen in gebouwen is nog nooit zo actueel geweest als vandaag. De functie van een luchtdistributiesysteem is echter meer dan alleen het leveren van voldoende verse lucht in een gebouw. Het hoofddoel ervan is de gebruikers op elk moment tevreden te stellen door de luchtkwaliteit, temperatuur en vochtigheid te regelen, rekening houdend met akoestisch comfort, een variabele gebouwbezetting en veranderende buitencondities. Bovendien moet dit worden bereikt met een zo laag mogelijk energieverbruik. Het aandeel van ventilatie bedraagt niet minder dan 10-50% van het energiegebruik van gebouwen. Energie-efficiënte luchtdistributiesystemen zijn daarom een eerste vereiste om niet alleen aan de huidige minimumeisen voor energieprestaties van gebouwen te voldoen, maar ook om deze te overstijgen. Dit is een cruciale stap om tegen 2050 een klimaatneutraal Europa te bereiken en de Europese green deal te realiseren. Het is duidelijk dat het ontwerpen en exploiteren van goed presterende luchtdistributiesystemen een grote uitdaging vormt en complex is. Vooral wanneer deze systemen ook nog eens binnen een beperkt budget en in beperkte tijd moeten worden ontworpen, zoals in de praktijk het geval is. Er is behoefte aan gebruiksvriendelijke hulpmiddelen die de ontwerpingenieur ondersteunen bij zijn of haar besluitvorming om tot optimaal presterende luchtdistributiesystemen te komen. Vandaag bestaat er echter geen tool om het meest optimale systeem in een specifiek gebouw te selecteren op basis van een coherente reeks indicatoren voor ontwerpoptimalisatie (d.w.z. luchtkwaliteit binnenshuis (IAQ), akoestisch en thermisch comfort, en levenscycluskosten). In plaats daarvan worden ontwerpbeslissingen gebaseerd op vuistregels en de ervaring van de verantwoordelijke ontwerper, wat resulteert in suboptimaal presterende systemen. Het overkoepelende doel is daarom de ontwikkeling van een holistisch, flexibel en gebruiksvriendelijk ontwerpinstrument voor optimale luchtdistributiesystemen in niet-residentiële gebouwen. Uitgaande van de plattegrond van een gebouw moet het instrument in staat zijn automatisch de optimale configuratie van het luchtverdeelsysteem te berekenen (d.w.z. layout en dimensionering), terwijl de levenscycluskosten (d.w.z. energie-, materiaal-, installatie- en onderhoudskosten) tot een minimum worden beperkt. Bovendien zal rekening worden gehouden met prestatieparameters die zich moeilijker laten vertalen in een kostprijs, maar die niettemin van cruciaal belang zijn voor de optimale prestaties van het systeem, zoals akoestiek, luchtkwaliteit binnenshuis en comfort. Het instrument moet zowel op nieuwbouwprojecten als op retrofitprojecten kunnen worden toegepast. Specifiek in dit eerste project streven we naar een proof of concept voor de optimalisatie van retrofit-strategieën en parallelle distributiesystemen, terwijl ondertussen de software-integratie en de complementariteit met bestaande ontwerptools / -praktijken verder verkend wordt in samenwerking met de industrie.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Jorens Sandy
• Co-promotor: Verhaert Ivan

Onderzoeksgroep(en)

• Energie en Materialen in Infrastructuur en Gebouwen

Project type(s)

• Onderzoeksproject