Simulatie biedt praktijk weinig houvast

Het gebruik van simulatieprogramma’s om de juiste energiebesparende gebouwcomponenten te kiezen blijft achter bij de verwachtingen, vindt Pieter de Wilde van TNO Bouw. In zijn proefschrift pleit hij voor de ontwikkeling van simulatietools die beter aansluiten op het ontwerpproces.

Om efficiënter energiegebruik in gebouwen te bewerkstelligen, zijn veel energiebesparende gebouwcomponenten ontwikkeld. Simulatieprogramma’s lijken bij uitstek het hulpmiddel om de keuze voor een bepaalde component te onderbouwen.

Op het eerste oog lijkt de overvloed aan simulatieprogramma’s een ideaal arsenaal van instrumenten. Maar zo eenvoudig is het beslist niet. De bouwpraktijk beschikt over meer dan tweehonderd programma’s om het energetische gedrag van gebouwen te simuleren en te beoordelen, maar het gebruik ervan in de praktijk stuit vaak op problemen.
Voor specifieke vragen en systemen moet naar de juiste tool worden gezocht die dat systeem en bijbehorende vraag ook goed aankan. Vaak is dat een ingewikkeld karwei en moet er fysische modellering aan te pas komen om een goede simulatie te kunnen uitvoeren.
“We beschikken over een paar honderd tools, maar het probleem is dat de programma’s eigenlijk geen van alle zijn geschreven op de ontwerppraktijk. Ze zijn ontwikkeld vanuit de wetenschappelijke hoek en puur gemaakt om een specifiek onderzoeksdoel te bereiken. Als een adviesbureau of architect al het juiste programma weet te vinden, dan kost het enorm veel tijd om dat goed in te zetten. De berekeningsuitkomsten moeten immers steeds weer aansluiten op het concrete ontwerp. Het invoeren van alle gegevens van de afzonderlijke componenten en deelsystemen van een gebouw, van de invloeden van het bewonersgedrag, het klimaat of van de interactie tussen de componenten onderling, is een tijdrovend en dus kostbaar proces. Die tijd krijgen ontwerpteams niet van hun opdrachtgevers”, aldus Pieter de Wilde van TNO Bouw.
Uit zijn promotieonderzoek blijkt, dat de programma’s veelal alleen achteraf worden ingezet om te kijken of een ontworpen gebouw als geheel energiezuinig is. Vaak ook worden ze voor andere doeleinden gebruikt, zoals optimalisatie en controle van aannames. Maar voor het vergelijken van verschillende systeemkeuzes worden ze zelden of nooit ingezet.

Omslag
Het vroegtijdig bekijken van de mogelijkheden en prestaties van besparende componenten kan op de lange termijn erg voordelig zijn.
“Architecten en adviesbureaus doen hun best, maar het kan natuurlijk allemaal nog beter. Architecten moeten gebouwen gaan zien als een thermisch systeem. Dat is een benadering die volstrekt afwijkt van het huidige denken in termen van optimale componenten. Er zal bij opdrachtgevers, architecten en adviseurs een revolutionaire omslag in het denken moeten plaatsvinden.”
De oorzaken van het verkeerd gebruik van de software liggen zowel in de opbouw van het ontwerpproces als in de software zelf. Voor het ontwerpproces heeft De Wilde een strategie ontwikkeld die rekenkundige ondersteuning geeft voor het maken van rationele keuzes van energiebesparende gebouwcomponenten.
Zo moet onder meer de ontwerpruimte worden gedefinieerd, de relevante functies van de verschillende elementen in de ontwerpruimte in kaart worden gebracht en een voorspelling worden gemaakt van de prestaties van de elementen.

Switchboard
In de ideale situatie ondersteunt de software zowel het ontwerp- als het modelleerproces en heeft mogelijkheden in zich voor grondige analyses. De huidige software beziet vaak maar één of in het gunstigste geval enkele aspecten van gebouwcomponenten.
“Het zou fantastisch zijn als de softwarepakketten aan elkaar gekoppeld zouden worden, maar het is niet per se nodig. Wanneer we in staat zijn een soort switchboard te ontwikkelen, waarmee de ontwerper of adviseur meteen kan zien welk programma hij moet inzetten, zijn we al een heel eind in de goede richting.”