Data ondersteunt ­snelle verduurzaming van ­gebouwde omgeving

Het programma ‘Versnelling verduurzaming gebouwde omgeving’ (PVGO).

Ir. Rogier Donkervoort is wetenschappelijk onderzoeker bij TNO en gespecialiseerd in (het versnellen van) de energietransitie van de gebouwde omgeving. Hij legt uit: ‘De reden dat we op dit moment in snelheid achterblijven, komt doordat zowel bestaande als nieuwe verduurzamingsmaatregelen niet worden opgeschaald. Van oudsher renoveren huiseigenaren op individuele basis hun eigen woning of gaat het bij woningcorporaties om een deel van hun bezit, bijvoorbeeld een straat of een deel van de wijk. Hiervoor wordt dan eerst uitgebreid onderzoek gedaan naar de mogelijkheden om vervolgens beslissingen te vertalen naar specifieke producten die in dat beperkte aantal woningen worden geïnstalleerd of toegepast. Hiermee zijn projecten vaak maatwerk en sterk locatiegebonden en bovendien zijn er steeds verschillende partijen bij betrokken. Het breder uitrollen van oplossingen is hiermee lastig. Dat wil overigens niet zeggen dat het nutteloze projecten zijn, integendeel. Ten eerste is elk verduurzaamd gebouw er een en daarnaast is het een prima leerschool die aangeeft dat er een andere aanpak nodig is om het tempo op te voeren.’
Onderzoek naar de mogelijkheden van opschaling is onder meer gedaan door RVO met zogenaamde ‘voorbeeldwoningen’. Dit zijn woningen die in een bepaalde periode zijn gebouwd en hiermee vaak dezelfde specifieke kenmerken hebben. Dit maakt zo’n groep woningen mogelijk geschikt voor het breder toepassen van een bepaalde verduurzamingsstap. Typische groepen zijn naoorlogse rijtjeswoningen of portiekwoningen. Donkervoort: ‘Uiteindelijk bleek deze aanpak een goede stap te zijn, maar te generiek om efficiënt op te schalen. De woningen in de gedefinieerde groepen verschilden uiteindelijk te veel van elkaar, waardoor oplossingen die je ontwikkelde om gestandaardiseerd toe te passen toch regelmatig moesten worden aangepast. De voordelen van echt opschalen – en het beoogde tempo – vervallen hiermee.’

Kunstmatige intelligentie vormt uit de woningvoorraad, op basis van een koppeling tussen gebouw-DNA en verduurzamingsmaatregelen, contingenten met een minimale omvang van 15.000 gebouwen.

Contingentenaanpak

Het vaststellen en definiëren van een probleem is vaak al een deel van een geschikte oplossing. In dit geval was het probleem dat er geen goede en efficiëntie mogelijkheden beschikbaar waren om een groep gebouwen zodanig samen te stellen, dat een specifieke oplossing op al deze huizen (praktisch) een-op-een is toe te passen. Of dit nu gaat om een reductie van de warmtevraag, het opwekken van hernieuwbare energie of het slim hergebruiken van energie.
Vanuit deze gedachte ontwikkelde TNO de zogenaamde ‘contigentenaanpak’. Een manier om uit de hele woningvoorraad díe woningen te selecteren die passen bij een specifiek product of oplossing. Hiervoor wordt gebruikgemaakt van AI en uiteraard een grote hoeveelheid data. De Wit: ‘In feite trainen we hiermee een algoritme waaruit je kunt afleiden welke gebouwkarakteristieken in welke combinaties en in welke mate bepalend zijn voor de toepasbaarheid van een oplossing. Deze combinaties van karakteristieken noemen we het ‘gebouw-DNA’. In de inmiddels opgebouwde database met karakteristieken van woningen in heel Nederland wordt vervolgens opgezocht welke woningen hetzelfde DNA hebben. Op die woningen past de specifieke oplossing of product dan waarschijnlijk ook.’

De gemiddelde omvang van een contingent ligt rond de 15.000 gebouwen

Database

TNO heeft in de afgelopen jaren een database gevuld waarin een grote hoeveelheid data is opgenomen over alle woningen van Nederland. Deels zijn deze data afkomstig van ‘open bronnen’, zoals het Kadaster, RVO, CBS en PBL, waarmee al een kleine honderd kenmerken van gebouwen zijn vastgelegd. Denk daarbij aan het type woning (vrijstaand/rijtjeswoning of appartement), daktype, vloer, gevel, ramen en ventilatie, woonoppervlakte, verschijningsvorm, mutatie(s), gezinssamenstelling, isolatieniveau enzovoorts. Daarnaast is de hulp ingeroepen van andere partijen om gegevens van gebouwen te delen; bijvoorbeeld over energielabels of gedetailleerde energiedata. Tevens is het mogelijk om vanuit de openbare ruimte met bijvoorbeeld drones infraroodmetingen te doen die iets zeggen over de isolatie van een woning.
Startpunt voor het gebruik van de aanpak is het track record van installatie- en bouwbedrijven met informatie over woningen waarop ze een specifieke verduurzamingsoplossing al eerder hebben toegepast. De betreffende installateurs zijn daarvoor daadwerkelijk in de woningen geweest en hebben daar hun werkzaamheden gedaan. Hiermee zijn zij als geen ander in staat om aan te geven of een bepaalde oplossing voor een specifiek gebouw wel of niet heeft gewerkt en waarom. De Wit: ‘Wat niet in de database is terug te vinden, zijn de persoonlijke wensen en voorkeuren van bewoners. Deze bepalen uiteindelijk of voor het toepassen van een oplossing wordt gekozen.’
Hij vervolgt: ‘Uiteraard zijn de data nooit compleet, maar dat betekent niet dat je ze niet al kunt gebruiken. We zijn dan ook gestart om met behulp van artificial intelligence en machine learning verbanden te leggen tussen eigenschappen van gebouwen en de succesvolle of minder succesvolle implementatie van duurzaamheidsmaatregelen. Uiteraard met het doel de beoogde contigenten vast te stellen. Deze technologieën leveren tevens het voordeel dat in de grote brei van data ook mogelijke correlaties worden gevonden die op het eerste oog niet logisch zijn of waar mensen überhaupt nog niet aan hebben gedacht.’
Analyses hebben inmiddels uitgewezen dat de gemiddelde omvang van een contingent rond de 15.000 gebouwen ligt. Verspreid over heel Nederland weliswaar, maar omdat deze gebouwen nauwkeurig in kaart zijn gebracht, kunnen bouw- en installatiebedrijven gericht samenwerken in de toepassing van een specifieke oplossing en daarbij profiteren van elkaars kennis en ervaring.

Besparingspotentieel voorbeeldcontingenten.

Voordelen

Op basis van een aantal voorbeeldcontingenten concludeerde TNO dat de doorlooptijd van een project met 50 - 60 procent kan afnemen waarbij de winst vooral ontstaat in de acquisitie en planvoorbereiding. Er is immers geen sprake meer van ‘maatwerk’, maar van een bewezen oplossing die met een hoge mate van zekerheid past in de woningen die in een project betrokken zijn. Mocht dat niet het geval zijn, dan wordt in elk geval nieuwe data gegenereerd die het model nauwkeuriger maakt. Donkervoort: ‘Een 100 procent match is uiteraard niet mogelijk; wel geeft het algoritme een waarschijnlijkheid met betrekking tot de kans dat de oplossing past. Deze liggen nu typisch in de orde van 70 - 80 procent, wat zeer bruikbaar is in het verwerven en voorbereiden van projecten.’
Verder is 10 procent tijdbesparing mogelijk in de uitvoering, wat samenhangt met de mogelijkheid processen te standaardiseren en de ervaring die wordt opgebouwd door repeterende werkzaamheden. Ook de vergunningverlening kan in potentie sneller worden doorlopen, omdat een pakket aan maatregelen na een goede beoordeling onder gelijke omstandigheden snel zal worden goedgekeurd. In de toekomst zou een snelle toets of wellicht alleen een meldingsplicht mogelijk voldoende zijn.
Donkervoort: ‘Tot slot behaal je met dit type grotere projecten ook voordelen uit het feit dat je groter kunt inkopen, en door productinnovatie wanneer het contingent hiervoor mogelijkheden biedt. Deze innovaties volgen vaak eenzelfde structuur waarbij de kostprijsreductie ontstaat door het integreren van componenten en het verplaatsen van arbeid van bouwplaats naar fabriek. Prefab daken en gevels zijn hiervan bekende voordelen.’

De eerste renovatie­projecten op basis van contingentenaanpak worden opgestart

De contigentenaanpak is een manier om uit de hele woningvoorraad díe woningen te selecteren die passen bij een specifiek product of oplossing.

In praktijk brengen

Inmiddels worden de eerste renovatieprojecten op basis van de contingentenaanpak opgestart, waarbij wordt samengewerkt met partijen als Reimarkt, Plegt-Vos en Winst-uit-je-woning. Donkervoort: ‘TNO is bekend van het wetenschappelijk onderzoek en innoveren, maar we zijn ook betrokken in het opschalen van innovaties in de praktijk. Precies wat er nodig is om goede ideeën niet te laten stranden bij een succesvolle pilot.’
Naast de genoemde ondernemingen zijn negen toonaangevende installatiebedrijven gestart met een project waarin het proces om hybride warmtepompen te plaatsen sneller en efficiënter wordt gemaakt. Daarin wordt meer standaardisatie toegepast in de processen, van intake en werkvoorbereiding tot en met installatie en oplevering. Ook komt er meer aandacht voor prefabricage bij de installatie. Voor deze meer gestandaardiseerde oplossingen worden contingenten gevormd die installateurs de mogelijkheid bieden om proactief woningeigenaren te benaderen.
Dit jaar worden de eerste resultaten verwacht over het aantal gebouweigenaren in deze contingenten dat op het voorstel ingaat. Dit levert onder meer informatie op over de manier waarop de markt moet worden benaderd. De Wit: ‘Best een spannende periode omdat de contigentenaanpak op papier veelbelovend is, maar de praktijk nu moet uitwijzen of het de verwachte efficiëntie voordelen oplevert. Het is immers niet alleen de techniek die het succes gaat bepalen, maar ook de betrokken mensen, waaronder bewoners – willen zij verduurzamen? – en de uitvoerende partijen – willen zij samenwerken?’

Contingentenkaart

Voor de toekomst denkt TNO aan de ontwikkeling van een contigentenkaart waarop iedere bewoner of huiseigenaar kan zien welke duurzaamheidsmaatregelen bij zijn of haar woning passen en ook wie de betreffende aanbieders zijn. Donkervoort: ‘Als TNO zijn we er in elk geval op gebrand om de solide basis van een database met relevante informatie maximaal in te zetten om ook echt stappen te maken en het niet te laten bij het beschikbaar stellen van een goed model. In de loop van dit jaar zullen we ongetwijfeld de bevindingen van de eerste projecten naar buiten brengen.’

Tekst: ing. Marjolein de Wit - Blok
Fotografie: iStock