Gwella effeithlonrwydd ynni gwasanaethau adeiladu yn y DU ac yn Ewrop
Mae ein hymchwilwyr yn Ysgol Pensaernïaeth Cymru wedi treialu a gweithredu ffordd fwy effeithiol o fonitro adeiladau a’u gwasanaethau i nodi perfformiad ynni gwael, cynyddu effeithlonrwydd a lleihau allyriadau carbon.
Mae ein gwaith ymchwil wedi canolbwyntio ar ddefnyddio dulliau mwy effeithiol o fonitro parhaus sy'n helpu i nodi perfformiad ynni gwael yn gyflym yn hytrach na chynnal arolygiadau ffisegol o wasanaethau a systemau adeiladau, gan gynyddu effeithlonrwydd ynni a lleihau allyriadau carbon yn ei dro.
Rhwng 2000 a 2003, bu ein hymchwilwyr yn Ysgol Pensaernïaeth Cymru yn monitro defnydd ynni systemau aerdymheru (AC) yn swyddfeydd y DU. Rhoddodd y gwaith ymchwil gipolwg ar ddefnydd ynni gwahanol fathau o systemau aerdymheru yn swyddfeydd y DU. Tynnodd y canfyddiadau sylw at y gwahaniaeth yn y defnydd o ynni rhwng systemau aerdymheru a mathau o ddyluniadau er bod y systemau'n cyflawni swyddogaeth debyg.
Monitro ynni'n barhaus yn erbyn arolygiadau ffisegol unigol
Ar ôl monitro systemau’r DU, gofynnwyd i’n hymchwilwyr gymryd rhan mewn prosiect UE ‘AuditAC’ a gydlynwyd gan École des Mines, Paris, rhwng 2005 a 2006. Gwnaeth ein hymchwilwyr archwilio effeithlonrwydd arolygiadau ffisegol unigol o gymharu â chanlyniadau monitro ynni. Amlygodd y gwaith ymchwil hwn, o safbwynt polisi, nad oedd y dull arolygu ffisegol mor gost-effeithiol â monitro ynni’n barhaus oherwydd nifer yr arolygwyr achrededig y byddai eu hangen i gynnal yr arolygiadau.
Prosiect HARMONAC
Defnyddiwyd y gwaith ymchwil a ddatblygwyd trwy'r prosiect AuditAC i helpu i lywio'r prosiect UE HARMONAC a gynigiwyd gan ein hymchwilwyr ac a gynhaliwyd rhwng 2007 a 2010. Yn ystod y prosiect hwn, mesurodd y tîm effaith ymarferol arolygu systemau aerdymheru ar effeithlonrwydd ynni, a chanfod bod arolygiadau unigol yn gyfyngedig ac yn annhebygol o gymell mesurau effeithlonrwydd ynni oherwydd cost.
Daeth y gwaith ymchwil i'r casgliad mai'r ateb mwyaf hyfyw, hirdymor ac effeithiol ar gyfer cynnal systemau adeiladu'n effeithlon oedd trwy fonitro systemau adeiladu yn barhaus.
Prosiect iSERVcmb
Rhwng 2011 a 2014, gwnaeth tîm ymchwil y prosiect gynnig a chydlynu’r prosiect iSERVcmb a oedd â’r nod o ddangos fframwaith monitro ynni parhaus sy’n gydnaws â holl aelod-wladwriaethau’r UE. Defnyddiodd ein hymchwilwyr ddata gan bartneriaid y prosiect a phrosiect HARMONAC i greu meincnodau ar gyfer cydrannau adeiladu unigol yn ymwneud â'r defnyddiau. Defnyddiwyd y broses hon gan ein hymchwilwyr mewn dros 2800 o systemau aerdymheru o fewn 330 o adeiladau ar draws 15 o aelod-wladwriaethau. Dangosodd y canlyniadau fod systemau adeiladu a aeth drwy'r broses iSERV yn lleihau cyfanswm y defnydd o ynni trydanol hyd at 33%, gan arbed o 3% ar gyfartaledd. At hynny, gallai'r adeiladau eu hunain ddisgwyl lleihau cyfanswm eu defnydd o ynni ar gyfartaledd o 9% gydag arbedion o hyd at 40% i'w gweld. Drwy gymharu'r broses iSERV ac arolygiadau ffisegol, canfuwyd y gellid, drwy fonitro’n barhaus, ddod o hyd i ragor o gyfleoedd i arbed ynni yn hytrach na chynnal arolygiadau ffisegol, ac mae’n rhatach gwneud hyn.
Yn y pen draw, rhagwelodd ein hymchwilwyr, pe bai holl aelod-wladwriaethau’r UE yn gwneud i’w gwasanaethau adeiladu gydymffurfio â phrosesau iSERV, y gallai’r arbedion cost blynyddol yn 2014 amrywio rhwng €1.4 biliwn a €7.1 biliwn. Gyda digwyddiadau byd-eang diweddar, bydd yr arbedion posibl hyn yn sylweddol fwy a hefyd yn bwysig i'r ddadl diogelwch ynni.
Dolenni perthnasol
Rhaglen datblygu ysgolion yr Adran Addysg (DfE)
Mae’r dull iSERV bellach wedi’i fabwysiadu fel y mesur gwerthuso ynni ar gyfer buddsoddiad o £4.4 biliwn gan yr Adran Addysg i gefnogi’r gwaith o ailadeiladu ac adnewyddu 537 o ysgolion ledled Lloegr rhwng 2013 a 2022. Defnyddir ein methodoleg iSERV i fonitro a meincnodi perfformiad ynni gweithredol ym mhob ysgol newydd ac adnewyddiad mawr yn Lloegr er mwyn cyrraedd y targedau defnydd ynni gofynnol. Mae dros 100+ o ysgolion a adeiladwyd o dan y rhaglen wedi cael eu hasesu hyd yn hyn.
Mae'r Adran Addysgu yn defnyddio data iSERV i helpu i lywio targedau ynni a charbon ar gyfer yr ysgolion y mae'n eu hariannu. Mae hefyd yn defnyddio'r data i helpu i gael gwell dealltwriaeth o sut mae ei dargedau dylunio yn effeithio ar iechyd a lles y preswylwyr. Mae hyn wedyn yn bwydo i mewn i ofynion dylunio newydd ar gyfer ysgolion a ariannwyd gan yr Adran Addysg yn y dyfodol, gan gynnwys eu llwybr uchelgeisiol i uchelgeisiau carbon sero net. Mae’r dull a’r canfyddiadau hefyd yn cael eu defnyddio mewn ysgolion nad ydynt wedi’u hariannu gan yr Adran Addysg yng Nghymru.
Mabwysiadu dull monitro ynni parhaus o fewn Cyfarwyddeb Perfformiad Ynni Adeiladau (EPBD) yr UE
Roedd ein gwaith ymchwil iSERVcmb wedi llywio’r fersiwn ddiweddaraf o’r EPBD yn uniongyrchol a ymgorfforwyd yng nghyfraith genedlaethol holl aelod-wladwriaethau’r UE ym mis Mawrth 2020.
“Mae iSERV yn ein galluogi i gael gwybodaeth am berfformiad ynni mewn modd niwtral o ran technoleg a dylunio, a dangosodd y gallu i leihau defnydd ynni gweithredol yn ymarferol a fydd yn ein galluogi i wneud y gorau o berfformiad gweithredol yr adeiladau ysgol newydd.”
Hershil Patel, Pennaeth Ynni, Tîm Dylunio’r Adran Addysg
Meet the team
Yr Athro Ian Knight
- knight@cardiff.ac.uk
- +44 (0)29 2087 5496
Cysylltiadau allweddol
Publications
- Knight, I. et al. 2014. iSERVcmb final report – July 2014: The inspection of building services through continuous monitoring and benchmarking – the iSERVcmb project. Project Report.Cardiff: European Commission/Cardiff University
- Knight, I. P. et al. 2010. HARMONAC - Harmonizing air conditioning inspection and audit procedures in the tertiary building sector. Energy consumption in European air conditioning systems and the air conditioning system inspection process – Final Report. Project Report.[Online].Brussels: European CommissionAvailable athttps://ec.europa.eu/energy/intelligent/projects/en/projects/harmonac.
- Adnot, J. et al., 2006. AUDITAC - Field benchmarking and market development for audit methods in air conditioning. Final Report to European Commission. Project Report.Brussels: Intelligent Energy Europe
- Knight, I. P. and Dunn, G. 2005. Measured Energy Consumption and Carbon Emissions of Air Conditioning in UK Office Buildings. Building Service Engineering, Research and Technology 26 (2), pp.89-98. (10.1191/0143624405bt111oa)
- Dunn, G. N. , Knight, I. P. and Hitchin, E. R. 2005. Measuring system efficiencies of liquid chiller and direct expansion. Ashrae Journal 47 (2), pp.26-32.
Knight IP et al – “Benchmarking HVAC System Energy Use Using Sub-hourly Data,” CLIMA 2013 Conference, pp. 12, Prague, June 2013 published in proceedings. Available from HEI.