Smart TinyLab broedplaats voor bouwtechnisch innovaties

Geplaatst op 09 juni 2023 door Redactie

Samenwerking tussen bedrijven, docent-onderzoekers en studenten

Het Smart TinyLab bij Hogeschool Saxion in Enschede is een roteerbare simulatie- en praktijktestomgeving waar bouwbedrijven samen met docent-onderzoekers en studenten van Saxion innovatieve oplossingen voor systeemintegraties kunnen ontwikkelen, testen, valideren en demonstreren. De oplossingen moeten bijdragen aan het behalen van de klimaatdoelen. Het Smart TinyLab is een broedplaats voor bouwtechnische innovaties.

„Vaak is een gebouw duurzaam, maar als het in gebruik is, blijkt het energieverbruik hoger dan verwacht”, legt Christian Struck lector Sustainable Building Technology Saxion uit. „Een van de oorzaken is dat gebouwen anders gebruikt worden dan aangenomen en dat installaties niet goed werken. De installaties worden vaak door verschillende bedrijven geplaatst en getest en in werking genomen, maar ze worden in veel gevallen niet op elkaar afgestemd.

„Vaak is een gebouw duurzaam ontworpen, maar als het in gebruik is, blijkt het energieverbruik hoger dan verwacht.”

Door ontbrekend inregelen blijft met betrekking tot het detecteren van fouten en het optimaliseren van bedrijfstoestanden veel potentie ongebruikt. Daarom hebben we het Smart TinyLab neergezet om in alle drie de domeinen – gebouwgebruik, gebouwschil (gevels) en installaties – onderzoeken naar geïntegreerde gebouwprestatie uit te voeren om installaties beter op elkaar af te stemmen. De complexiteit in de interacties tussen gebruiker, gebouwstructuur en installaties, motiveert het onderzoek in mijn lectoraat. We kijken naar het gebruik van het gebouw en de prestaties. Met ons onderzoek willen wij bijdragen aan het behalen van de maatschappelijke doelen, Een CO2-neutrale en circulaire gebouwde omgeving in 2050. Het gaat erom dat we waarborgen dat het gebouw de prestatie haalt waarvoor het ontworpen is.”

Resultaatgericht

Christian Struck is sinds 2015 werkzaam bij Saxion. „Ik ben begonnen als docent/onderzoeker bij de opleiding werktuigbouwkunde”, vertelt hij. „Toen kwam de functie vrij voor een lector in het domein gebouwde omgeving. Ik heb opbouwend op het voormalige lectoraat Innovatieve Technologie in de Bouw een nieuw lectoraat mogen inrichten met focus op duurzame gebouwtechnologie. Met als doel landelijke en Europese uitstraling te ontwikkelen, zijn we op de naam Sustainable Building Technology gekomen. We hebben drie onderzoekslijnen: 1: Resultaatgericht (ver)bouwen, 2: Functionele biomaterialen en 3: Data-gedreven gebouwexploitatie.

„Het Smart TinyLab is een ondersteunende onderzoeksfaciliteit voor bedrijven die als systeemintegrator willen opereren.”

Onderlinge beïnvloeding van systemen

Het Smart TinyLab is in 2019 ontworpen. In het najaar van 2020 is de bouw gestart. De opening was op 2 juni 2021, (zie opening online: https://www.youtube.com/watch?v=Jq7mrd4kPED). „Het Smart TinyLab is een ondersteunende onderzoeksfaciliteit voor bedrijven die als systeemintegrator willen opereren”, geeft Struck aan. „Hier kan de koppeling van verschillende bouwtechnische innovaties onder reële omstandigheden voor de bouwsector getest worden. Het lab is zo ontworpen dat de gevelelementen vervangen kunnen worden door andere gevelelementen om te testen wat de invloed hiervan is op energieverbruik en binnenklimaat. In het lab kan getest worden hoe systemen met elkaar werken en welke invloed ze op elkaar hebben. Het lab kan worden ingezet voor experimenten representatief voor de woning- en utiliteitsbouw. Focus ligt op het kwalificeren van de interactie van gebouw en gebruiker, de integratie van bio-based bouwmaterialen alsmede het prestatiemonitoren van installatietechnische componenten, bijvoorbeeld het monitoren van waterdampdiffusie door houtskeletbouwgevelelementen.”

Twee proefkamers

Er zijn twee proefkamers van circa15 m2, een interventie- en een referentiekamer voor woon- en kantoorgebruik. Ze kunnen verwarmd worden met lucht en water als energiedrager. Op dit moment zijn de kamers voorzien van houtskeletwanden. „We hopen een keer wanden neer te kunnen zetten die actief kunnen verwarmen en koelen”, laat Struck weten. De derde kamer, de technische ruimte van het Smart TinyLab is voorzien van een warmtepomp om te koelen en te verwarmen, een luchtbehandelingskast, twee stoombevochtigers en twee naverwarmers. „We kunnen niet ontvochtigen, want dat is hier niet aan de orde, omdat gezien de opgehaalde onderzoeksvraagstukken er geen behoefte aan is”, aldus Struck. „We kunnen naverwarmen om de temperatuur in de kamers individueel te kunnen aansturen. Omdat we alleen één warmtepomp hebben, kunnen we niet de ene kamer koelen en de andere gelijktijdig verwarmen. Stel dat het wel eens nodig is, hebben we een airconditioner in de technische ruimte hangen die één van de kamers kan koelen als we die deur openlaten staan. Het Smart TinyLab is zo flexibel mogelijk opgezet, want de wet- en regelgeving wordt continu aangescherpt. Daar kunnen we dan direct op reageren.”

Samenwerking

„Waarom staat dit lab in Twente zul je je afvragen”, zegt Struck. „Dat is omdat de bouw in dit gedeelte van het land bovengemiddeld vertegenwoordigd is vergeleken met de rest van het land.” In en om het Smart TinyLab werkt Saxion samen met bedrijven uit de regio om het innovatieve vermogen te versterken en de groei van samenwerkingsverbanden te stimuleren met landelijke en Europese uitstraling. Bij het Smart TinyLab werkt Saxion Hogeschool samen met De Groot Vroomshoop, Pilkington Nederland, BRControls, Winkels Techniek, BINX, Eaton Nederland, Bouwschool Twente, Stichting Pioneering, Microgrid Solutions, TwiQel, Gooskens Hout, Xyhlo Biofinish en het bedrijfsleven in Oost-Nederland.

„We koppelen studenten, bedrijfsleven en onderzoekers aan elkaar. We stellen de ruimte ook beschikbaar voor technisch onderwijs.”

De thema’s waaraan gewerkt wordt zijn: dynamische prestatie-monitoring van houten gevelelementen, glas als actieve warmteregulator, slimme gebouw- en gebruiker-interactie en energiedistributie door gelijkstroomnetten voor woon- en kantooromgevingen.

Werkpakketten

„In 2019 hebben we de EFRO (Europees Fonds voor Regionale Ontwikkeling) innovatiesubsidie toegekend gekregen. Sindsdien maken we daar gebruik van om als school samen te werken met het bedrijfsleven”, laat Struck weten. „We koppelen studenten, bedrijfsleven en onderzoeken aan elkaar. We stellen de ruimte ook beschikbaar voor technisch onderwijs. We bewerken momenteel een project met zes werkpakketten. De studenten ondersteunen de onderzoekers per werkpakket.”

Werkpakket 1 is een functionele lab-locatie inrichten die volledig flexibel is. Het gebouw kan 305 graden draaien voor gecontroleerde zoninval. „We kunnen het zo sturen dat de externe invloeden van buiten tussen de twee kamers gelijk gehouden kunnen worden”, legt Struck uit. „Zo kunnen de metingen goed met elkaar vergeleken worden.” Het gebouw staat op een draaimechanisme dat bestaat uit treinwielen die op een rail lopen. Daarop is een staalconstructie met vloerplaten gemaakt waar het gebouw op staat.

Werkpakket 2 is gerelateerd aan de prestatie van de gevelelementen. „In samenwerking met De Groot Vroomshoop zijn er wanden geïnstalleerd waarmee we het verschil tussen een dampopen constructie en een dampdichte constructie kunnen testen”, aldus Struck. „De dampopen constructie is geïsoleerd met cellulosevlokken. De dampdichte constructie heeft een dampdichte folie met minerale wol als isolatie. In twee proefwanden zitten 50 sensoren. Het toegepaste meetprincipe is rastermeeting. Op drie verschillende assen zitten sensoren op drie verschillende afstanden, drie verschillende hoogten en drie verschillende diepten. De sensoren monitoren continu de temperatuur en de vochtigheid in de wand. Het doel is de prestatie van de twee wandopbouwen met elkaar te kunnen vergelijken.”

Werkpakket 3 werkt met een actieve warmteregulator. In een van de kamers zit een raam met glas met geïntegreerde infraroodverwarming van Pilkington. „Dit bedrijf wil onder meer weten hoe snel het glas de ruimte verwarmt en hoe snel het weer afkoelt”, laat Struck weten. „Wij ondersteunen bij het karakteriseren van de thermische prestatie.”

Bij werkpakket 4 werkt het Smart TinyLab op het gebied van sensing en monitoring samen met BRControls en Winkels Techniek. Hier gaat het om de prestaties van hun producten als plafondsensoren en de sensoren in het wandpaneel. De onderzoeken zijn gefocust op aspecten zoals detectiesnelheid en nauwkeurigheid.

Werkpakket 5 wordt in samenwerking met BINX en TwiOel uitgevoerd. Met het aanwezige gebouwbeheersysteem en op basis van de gegenereerde data kunnen nieuwe diensten beschikbaar gemaakt worden voor gebruikers, zoals het regelen van metingen, schoonmaken en hoeveel mensen er aanwezig zijn. Er wordt onderzocht hoeveel meerwaarde die gegevens genereren voor de gebruiker.

Werkpakket 6 is de DCgrid infrastructuur. „We willen samen met Eaton en Microgrid Solutions een gelijkstroomnet plaatsen”, laat Struck weten. „Hiervoor komen nog een aanvullende schakelkast, zonnepanelen en elektrische opslag. Momenteel hebben we wisselstroom, maar dat geeft verliezen omdat de zonnepanelen gelijkstroom opwekken. Door een gelijkstroomnet te plaatsen kunnen we dit verlies opvangen.”
Smart TinyLab is altijd zoekende naar nieuwe innovatieve projecten. Iedereen kan zich aanmelden om te komen testen. Een mooie mogelijkheid om direct contact te leggen en het lab te bezichtigen is de voor april geplande lectorale rede van Struck. Scan de QR-code en meld je aan.

Tekst: Carla van der Meer

Reageren

Vul de gegevens in en uw naam en reactie zullen op de website worden getoond. Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.
Dero-Uitgevers gaan zorgvuldig om met uw persoonsgegevens.
Bekijk het privacy statement