Redusert risiko, bedre samspill

I de fleste byggeprosjekter beskrives tekniske anlegg fortsatt gjennom tegninger, komponentlister og funksjonsbeskrivelser. Selv om metodikken er velkjent og etablert, gir den et begrenset grunnlag for å forstå hvordan systemene faktisk vil fungere samlet når bygget tas i bruk.

Utfordringen blir stadig tydeligere i komplekse bygg med sammensatte energisentraler, avansert automasjon og høye krav til energieffektivitet og driftssikkerhet. Løsningen kan fremstå riktig på papiret, men likevel gi uforutsette utfordringer når ulike systemer skal fungere sammen under reelle driftsforhold. Det er nettopp denne problemstillingen flere aktører i bransjen nå forsøker å adressere gjennom simulering som del av prosjekteringsgrunnlaget.

Fra komponentbeskrivelse til systemytelse

Tradisjonell prosjektering beskriver ofte hva som skal bygges; komponenter, dimensjoner, koblinger og tekniske krav. Simulering åpner i tillegg for å beskrive og demonstrere hvordan systemet skal oppføre seg. Forskjellen er vesentlig. 

Når simulering brukes aktivt tidlig i prosjektet, blir ikke modellen et kontrollverktøy i etterkant. Den blir et spesifikasjonsgrunnlag som underentreprenør og leverandører skal levere i henhold til. 

I praksis innebærer dette at systemlogikk, lasttilfeller, styringsstrategier og forventet respons kan modelleres og testes før designet låses og komponenter kjøpes inn. Dermed flyttes oppmerksomheten fra enkeltkomponenter til samlet systemytelse.

Simulering som prosjekteringsgrunnlag

I samarbeid mellom Skanska, rådgivere og VirtualHouse testes nå denne metodikken i praksis.

Målet er å bruke simulering aktivt sammen med RIV tidlig i prosjekteringen, slik at ønsket funksjon og ytelse kan demonstreres før løsningene bygges.

Dette gir et annet utgangspunkt enn tradisjonell prosjektering, og det gir RIV den autoriteten som løsningsarkitekt som trengs for at prosjektet skal lykkes.

I stedet for å bygge et system først, og deretter forsøke å modellere eller optimalisere det i etterkant, bygges systemet med utgangspunkt i simulatoren og de scenarioene som er definert der.

Simulatoren brukes dermed ikke primært som kontrollverktøy, men som spesifikasjonsverktøy.

Det gir prosjektet mulighet til å prosjektere et anlegg med ønsket og simulert ytelse som premiss. Det innebærer også krav om å dokumentere at løsningene kan oppfylle de scenarioene og driftsforholdene som er lagt til grunn i simuleringen, ikke bare at produktene oppfyller datablad eller standard ytelsesverdier. 

Dynamikk fremfor statiske driftspunkt

En viktig del av denne tilnærmingen handler om å forstå transienter og systemdynamikk, ikke bare statiske driftspunkt.

I mange prosjekter vurderes tekniske anlegg fortsatt ut fra nominelle verdier og enkeltstående beregningssituasjoner. Virkeligheten er langt mer dynamisk, og det er ofte i disse overgangene det glipper. 

Lastprofiler varierer gjennom døgnet og året, temperaturer endres kontinuerlig og systemene påvirker hverandre gjensidig. Denne kompleksiteten er velkjent fra andre industrier, blant annet flyindustrien, der simulering over tid har vært brukt for å forstå hvordan systemer reagerer under ulike belastninger og scenarier.

Overført til bygg innebærer dette blant annet å analysere;

• returtemperaturer under varierende last

• samspill mellom varme- og kjølekretser

• reguleringsmessige sammenhenger

• systemrespons ved feil eller raske endringer

• konsekvenser av ulike styringsstrategier

Dette gir et langt mer realistisk bilde av hvordan anlegget faktisk vil fungere i drift.

Nye krav til leverandører og underentreprenører

Når ønsket systemoppførsel er definert gjennom simulering, endres også premissene for leveransene. Det blir ikke lenger tilstrekkelig å levere riktige komponenter eller oppfylle isolerte delkrav. Underentreprenører må i større grad levere inn mot definert funksjon på systemnivå.

Gjennom bordtester og funksjonsverifikasjon kan leverandører og entreprenører tidlig forholde seg til konkrete scenarioer og simulert oppførsel. Dermed blir det også tydeligere hva som faktisk forventes av leveransen.

Dette kan bidra til;

• færre misforståelser mellom fag

• tydeligere grensesnitt

• bedre koordinering

• tidligere avdekking av avvik

• økt trygghet for levert funksjon

Samtidig styrkes koblingen mellom prosjektert løsning og kontraktsmessig ansvar.

En ny rolle for simulering i prosjektgjennomføring

Denne arbeidsformen peker mot en bredere utvikling i byggebransjen. Simulering blir ikke bare et analyseverktøy for spesielt interesserte. Det blir en integrert del av prosjektgjennomføringen. Gjennom bygge- og driftsfasen kan modellen brukes videre til;

• bordtesting

• funksjonsverifikasjon

• innregulering

• prøvedrift

• optimalisering av drift

• vurdering av endringer i systemene

Dermed etableres en tydeligere sammenheng mellom prosjektert funksjon, utført løsning og dokumentert ytelse.

Fra antakelser til dokumentert funksjon

Mange av utfordringene i tekniske bygg oppstår tidlig, men oppdages sent. Konsekvensene viser seg ofte først under prøvedrift eller etter overlevering. Da er handlingsrommet mindre og kostnadene høyere.

Ved å bruke simulering som del av prosjekteringsgrunnlaget blir det mulig å teste og verifisere funksjon tidligere i prosjektløpet. Det gir bedre grunnlag for beslutninger, tydeligere ansvar og mer robuste tekniske løsninger. Kanskje peker dette også mot en større endring i hvordan tekniske bygg utvikles fremover; Fra statiske beskrivelser av komponenter til dokumentert og verifisert systemytelse.