Energy systems commissioning for buildings: a systematic review and synthesis

No Thumbnail Available

Files

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Insinööritieteiden korkeakoulu | Bachelor's thesis
Electronic archive copy is available locally at the Harald Herlin Learning Centre. The staff of Aalto University has access to the electronic bachelor's theses by logging into Aaltodoc with their personal Aalto user ID. Read more about the availability of the bachelor's theses.
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.

Authors

Date

2024-08-30

Department

Major/Subject

Energia- ja konetekniikka

Mcode

ENG4000

Degree programme

Insinööritieteiden kandidaattiohjelma

Language

en

Pages

34

Series

Abstract

Buildings are major energy consumers, so their energy efficiency is critical in combatting climate change. The buildings could learn to adapt to changing con-ditions using digital twins as a learning environment. This way, the building’s energy usage and occupant comfort could be always optimized. An up-to-date data on the building is needed to utilize digital twins. This data can be produced in the commissioning process. This thesis is a systematic review of literature that aims to provide an overview of the smart continuous commissioning process that would support the adaptation of the building. The result of this thesis is a holis-tic and general model of energy systems in buildings. The model describes the systems, functions, and agents related to the commissioning process. It also de-scribes the interdependencies between those elements.

Maailman energiankulutuksesta rakennusten osuus on noin 40 %. Ilmastotavoitteiden saavuttamisen kannalta on tärkeää, että rakennusten energiankulutusta saadaan pienennettyä. Tähän on esitetty erilaisia ratkaisuja, joista yksi lupaavimmista on digitaalisten kaksosten (digital twin) hyödyntäminen. Digitaalista kaksosta käytetään simuloitaessa erilaisia vaihtoehtoja, joiden perusteella saadaan selville kullakin hetkellä optimaalinen järjestelmän tila. Tämän perusteella rakennusautomaatio säätää esimerkiksi lämmitystä ja ilmanvaihtoa. Digitaalisten kaksosten käyttö vaatii ajantasaista dataa energiajärjestelmän toiminnasta ja rakennuksen tilasta. Jatkuva käyttöönotto varmistaa, että digitaalisen kaksosen hyödyntämä malli ja rakennuksen todellinen tila vastaavat toisiaan. Tämä työ on systemaattinen kirjallisuuskatsaus, jonka tavoitteena on selvittää, millainen on rakennusten energiajärjestelmien käyttöönoton prosessi. Mitä elementtejä siihen kuuluu ja miten ne liittyvät toisiinsa. Kirjallisuuskatsauksen aineisto kerättiin Scopus ja Web of Science -tietokannoista. Rakennusten käyttöönottoon liittyvä prosessi vaihtelee sen mukaan, onko rakennus uusi vai tehdäänkö käyttöönotto jo olemassa olevalle rakennukselle. Kaikki erilaiset käyttöönoton muodot otettiin mukaan katsaukseen mahdollisimman kattavan kuvan saamiseksi. Lisäksi mukaan kelpuutettiin vain ne artikkelit, joista oli koko tekstin kattava versio saatavilla. Kirjallisuuskatsaus raportoitiin hyödyntäen PRISMA 2020 ohjeistoa. Artikkelit olivat vuosilta 1999 - 2022. Julkaisut olivat pääasiassa tieteellisissä aikakauslehdissä julkaistuja artikkeleita tai konferenssijulkaisuja. Näiden lisäksi aineistossa oli kaksi alan liiton raporttia. Aineiston analyysimentelmänä oli laadullinen sisällönanalyysi. Analyysin tuloksena pystyttiin erottelemaan jatkuvaan käyttöönottoon liittyvät järjestelmät, toiminnot ja toimijat. Käyttöön-otossa kaiken keskiössä on rakennuksen tietomalli. Ensimmäinen tietomalli syntyy suunnittelijan pöydällä ja rakennuksen käytön aikana malli päivittyy jatkuvasti vastaamaan todellista tilannetta. Muita keskeisiä järjestelmiä ovat lämmitys, ilmanvaihto ja ilmastointijärjestelmä (HVAC), rakennusautomaatiojärjestelmä sekä analytiikkaan ja hallinnointiin liittyvät järjestelmät. Käyttöönottoon liittyvät keskeiset toiminnot liittyvät rakennusten senhetkisen tilan selvittämiseen mittaamalla joko manuaalisesti, erilaisten sensoriverkkojen avulla tai virtuaalisen ja lisätyn todellisuuden applikaatioiden avulla. Mittausdatan perusteella rakennuksen tietomallia päivitetään, jotta eri päätösvaihtoehtojen perustaksi tehtävät simulaatiot perustuisivat rakennuksen todelliseen tilaan. Analyysin perusteella tehdään päätöksiä, joiden mukaan energiajärjestelmiä säädetään. Eri toiminnoista muodostuu adaptiivinen käyttöönoton sykli, jossa rakennuksen tila mitataan, sen perusteella päivitetään rakennuksen tietomalli, jota käytetään simuloitaessa eri päätösvaihtoehtoja. Simuloinnin tuottaman tiedon perusteella rakennusautomaatio säätää järjestelmää ja uusi tila mitataan ja päivitetään rakennustietomalliin.

Description

Supervisor

Alanne, Kari

Thesis advisor

Alanne, Kari

Keywords

energy system, commissioning, building

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-202410156704

Collections

[kand] Insinööritieteiden korkeakoulu / ENG