Firma Willmott Dixon otrzymała dwie nagrody CIBSE (Chartered Institution of Building Services Engineers): Building Performance Evaluation – Practice oraz CIBSE Next Generation of Building Performance Award. Wyróżnienia te przyznano za usługę zarządzania wydajnością budynków Energy Synergy, której celem jest monitorowanie zużycia energii operacyjnej i zniwelowanie luki wydajnościowej między projektem a rzeczywistym użytkowaniem obiektów. Sędziowie konkursu uznali Energy Synergy za przykład najlepszych praktyk w monitorowaniu wydajności budynków, podkreślając jej niezawodność, skalowalność i możliwość powielania.
Obecnie system Energy Synergy monitoruje 50 projektów. Dane z obiektów użytkowanych przez co najmniej 12 miesięcy wskazują na średnio 15% lepszą wydajność niż przewidywano w prognozach TM54. Przykładem jest szkoła Bassaleg w Południowej Walii, gdzie rzeczywiste zużycie energii jest o 21% niższe niż zakładano na etapie projektowania. Przełożyło się to na roczne oszczędności energii rzędu 327 204 kWh, redukcję emisji CO2e o 65,11 ton oraz obniżenie rachunków za energię o 98 161 GBP.
Jak działa Energy Synergy?
Energy Synergy monitoruje wszystkie aspekty wydajności energetycznej budynku, w tym ogrzewanie, wentylację, drobne urządzenia elektryczne oraz ciepłą wodę użytkową (CWU). Proces ten jest zintegrowany z systemem zarządzania budynkiem (BMS) w celu zbierania danych o zużyciu energii, zazwyczaj przez trzy lata po oddaniu obiektu do użytku. Usługa ta rozszerza funkcjonalność istniejących systemów BMS klientów, nie zastępując ich, a klienci zachowują pełną własność i kontrolę nad swoimi danymi.
Usługa Energy Synergy składa się z trzech etapów:
- Etap 1: Modelowanie wydajności CIBSE TM54. Inżynierowie współpracują z konsultantami stowarzyszonymi z CIBSE, aby opracować osiągalne wskaźniki efektywności energetycznej.
- Etap 2: Integracja z BMS i kompleksowe opomiarowanie. Kluczowe dla zamykania luki wydajnościowej jest subopomiarowanie oraz pomiar i weryfikacja po zakończeniu budowy.
- Etap 3: Stworzenie pulpitu wspieranego przez sztuczną inteligencję. Umożliwia on użytkownikom identyfikację nieefektywności i optymalizację wydajności. Przykładem jest szkoła podstawowa Hollycroft w Leicestershire, gdzie monitorowanie danych ujawniło awarię mechaniczną pompy, która powodowała niewystarczającą cyrkulację ciepłej wody. Izolacja tej usterki zapobiegła szerszemu spadkowi wydajności i przywróciła komfort użytkownikom.
Zastosowanie w projekcie Ysgol Gynradd Glyn-Coch
Wśród innych projektów wykorzystujących Energy Synergy znajduje się szkoła podstawowa Ysgol Gynradd Glyn-Coch w Południowej Walii, której ukończenie zaplanowano na luty 2027 roku. Dwupiętrowy budynek dla 300 uczniów, zaprojektowany przez architekta Stride Treglown, połączy uczniów z dwóch istniejących szkół i będzie zawierał żłobek oraz centrum społecznościowe.
Szkoła ta była częścią pilotażowego programu UK Net Zero Carbon Buildings Standard (UK NZCBS), w ramach którego wykonawcy i zespoły inżynierskie testowały projekt ram standardu na rzeczywistych projektach. UK NZCBS to ramy zapewniające ujednolicone, weryfikowalne limity wydajności, zgodne z brytyjskimi budżetami węglowymi 1,5°C, obejmujące 15 typów budynków, w tym obiekty edukacyjne.
Budynek jest wznoszony zgodnie ze standardem Passivhaus i uzyska certyfikację. Metodologia ta koncentruje się na efektywności energetycznej, wyjątkowym komforcie cieplnym i doskonałej jakości powietrza wewnętrznego poprzez zasady projektowania „fabric-first”. Projekt obejmuje powietrzną pompę ciepła do ogrzewania pomieszczeń, a wentylacja z odzyskiem ciepła jest zapewniona przez dwie centrale wentylacyjne (AHU) i cztery jednostki wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła (MVHR).
W ramach Wersji 1 UK NZCBS, certyfikacja Passivhaus jest uznawana za „domyślnie spełniającą” drogę przy praktycznym zakończeniu dla bezpośredniego ogrzewania pomieszczeń – podstawowy próg Passivhaus wynoszący 15 kWh·m-2 rocznie spełnia limit UK NZCBS – oraz intensywności zużycia energii (EUI). Przewidywane zapotrzebowanie na ogrzewanie pomieszczeń w szkole wynosi 13 kWh·m-2 rocznie i obecnie jest na dobrej drodze do osiągnięcia jeszcze niższych wartości.
Szkoła z powodzeniem osiągnęła limit węgla wbudowanego (EC) UK NZCBS na rok 2025 dla szkół (530 kgCO2·m-2), a także cel rządu Walii na rok 2030 dla EC (<350 kgCO2·m-2), jako projekt w ramach inicjatywy Sustainable Schools Challenge. Doug Drewniak, główny menedżer ds. zrównoważonego rozwoju w Willmott Dixon, podkreśla, że dzięki Passivhaus mieli komfortowy bufor względem operacyjnego limitu energetycznego standardu.
Pojawiły się jednak wyzwania, takie jak konieczność zastosowania większej ilości stali konstrukcyjnej niż pierwotnie zakładano, aby podeprzeć obciążenie dachu i duże rozpiętości sal lekcyjnych. Spowodowało to wzrost początkowej wartości węgla wbudowanego oraz wartości mostków termicznych w PHPP, co skutkowało niewielkim wzrostem zużycia energii operacyjnej. Projekt skorzystał znacząco na posiadaniu jednego konsultanta/koordynatora (Mark Morant z Arda Consulting) prowadzącego proces i wymagającego ocen.
Inną „rzeczywistością operacyjną” było wyższe zapotrzebowanie na energię związane z polityką rządu Walii dotyczącą bezpłatnych posiłków w szkołach podstawowych. Kompaktowa forma Passivhaus oznaczała, że na dachu nie było wystarczająco miejsca na instalację paneli fotowoltaicznych, które zrekompensowałyby dodatkową energię potrzebną do przygotowywania ciepłych posiłków. Rozwiązano to poprzez instalację paneli na zadaszeniu od strony południowej.
Zgodnie z Drewniakiem, TM54 stanowił pomost między projektowaniem a użytkowaniem. Podczas gdy PHPP modeluje obudowę budynku, aby zapewnić minimalne straty ciepła, TM54 modeluje, w jaki sposób zachowania ludzi, sprzęt i harmonogramy zajętości wpływają na zużycie energii w ukończonym budynku. Prawdziwym wyzwaniem UK NZCBS nie jest sama konstrukcja budynku, ale dodatkowe obciążenia wynikające z cateringu, ICT, oświetlenia zewnętrznego i użytkowania obiektu przez społeczność poza godzinami szkolnymi. Korzystanie z TM54 do przewidywania zużycia energii w realistycznych scenariuszach umożliwia ustalenie osiągalnego celu. Dane operacyjne z systemu Energy Synergy mogą być przesyłane do portalu UK NZCBS w celu weryfikacji zgodności budynku z celami zerowej emisji netto.
„Luka wydajnościowa między projektem a rzeczywistym użytkowaniem nie jest nieunikniona” – podsumowuje Drewniak, podkreślając, że Willmott Dixon poprzez Energy Synergy udowodniło tę tezę. Priorytetem firmy jest również zamknięcie pętli sprzężenia zwrotnego, zwłaszcza z wykorzystaniem sztucznej inteligencji do wsparcia tego procesu.
Opracowano na podstawie informacji rynkowych: HVAC / branża ogólna. Inspiracja źródłowa: CIBSE Journal.
