Slimme waternetwerken voor evenementen

CASE STUDY - WATERVILLE @ DREAMVILLE

Water wordt schaarser

Vlaanderen ligt met een lokaal beschikbaar jaarlijks volume per inwoner onder het water stress niveau , zoals vastgelegd in het World Water Development Report van de Verenigde Naties. Acties richting een zuiniger gebruik zullen urgenter worden de komende jaren.

Voor een beter inzicht in het verbruik van deze kostbare grondstof, en de vele opties voor een slimmer beheer ervan, startten we in 2016 met het onderzoeksproject WaterVille op DreamVille. Je kan deze plaats, waar jaarlijks ongeveer veertig duizend Tomorrowland festivalgangers verblijven, bekijken als een tijdelijke stad, met een waterinfrastructuur die telkens opnieuw in de weken voor het festival wordt opgebouwd. Tijdens de festivalweekends zijn er duizenden mensen die allemaal douchen, het toilet benutten, zich verfrissen,…

Gedurende drie opeenvolgende festivalzomers werden tientallen slimme watermeters ingebouwd in dit tijdelijke waternetwerk, steeds op wisselende locaties. Dankzij de unieke, hoog frequente waterdata werd een nieuwe wereld van communicatie geopend. De doelstellingen waren dan ook niet min. Een belangrijke wens was het inzichtelijk maken van het gehele waternetwerk naar verbruik, gekoppeld aan bezoekersaantallen. Heldere real-time dashboards kunnen operatoren namelijk ondersteunen bij een efficiënter en optimaler waterbeheer. De informatie stelde ons ook in staat om het lokale netwerk steeds scherper te dimensioneren doorheen de jaren. Maar data is er zeker niet alleen voor operatoren. Ook naar bezoekers kan er plots op ludieke wijze over verbruik en het belang van water gecommuniceerd worden. Hiertoe werd een volledig nieuwe douche met communicatie-interface ontwikkeld en ingezet binnen een zeer uitgebreide gedragsstudie. Naast alle doelstellingen van lokale water- en kostenbesparing was het project ook een inspiratiebron voor de tienduizenden People of Tomorrow die jaarlijks het festival bezoeken én voor de evenementensector en publieke watersector in het algemeen.

DREAMVILLE, TOMORROWLAND - PROJECTLOCATIE 2016-2018

Meetpunten op kaart

Op Niveau 1 werden watermeters uitgelezen op de standpijpen van Pidpa die water
uit het centrale drinkwaternet toevoeren naar DreamVille en Tomorrowland.

Op Niveau 2 werden slimme warmtemeters geplaatst op grote badhuizen van DreamVille
om de verdeling van water beter in kaart te brengen.

Op Niveau 3 werden slimme watermeters geplaatst op de deelverbruiken binnen het badhuis van de magnificent Green zone Red.
Hierbij werd het verbruik van toiletten, binnendouches, buitendouches, wastafels, .... apart gemonitord

Technologische opzet

Slimme Technologie

METEN IS WETEN

Slimme debietmeting

Slimme debietmeting

Voor het meten van debieten in het DreamVille waternetwerk werd in hoofdzaak gebruik gemaakt van de Hydroko HydroKonekt Smart Valve technologie. Hierin is een nauwkeurige ultrasoon debietmeting geintergreerd. De gegevens worden naar de cloud applicatie gecommuniceerd via het Sigfox network. De meters zijn batterij-gevoed en op deze wijze onafhankelijk van het lokale stroom- datanet.

Van analoog naar digitaal

Voor het uitlezen van de standaard gebruikte analoge debietmeters aan de Pidpa standpijpen werd gebruik gemaakt van Adeunis PulseV2 Sigfox toestellen, zijnde een kant-en-klaar LoRWan device die pulsen door kan sturen van gas, water, elektriciteit, of warmtemeters.

Digitale armband

Tomorrowland en DreamVille maken reeds meerdere jaren gebruik van het Intellitix Cashless systeem. Door middel van een armband heeft iedere bezoeker steeds ticket en betaalsysteem 'bij de hand'. Het scansysteem maakt gebruik van RFID technologie. Data van het scannen kan geanonimiseerd beschikking gesteld worden en gekoppeld aan data van de overige sensoren.

Data Netwerk

VERZAMELEN EN DOORSTUREN

Communicatie module

De universele gateway Calculus Impulse C07W. De Calculus gateway is een universele communicatie-module, compatibel met een breed gamma communicatieprotocollen en datatransmissie technieken

Dashboard

DANKZIJ SENSOREN EN REAL-TIME COMMUNICATIE

De live data van de vele sensoren, inclusief de scans bij het douchegebruik, werden binnen WaterVille vertaald naar een online portaal. Hierin hebben we de data stapsgewijs verwerkt, met op hoog niveau zeer explanatory indicatoren, die in een oogopslag de actuele stand van zaken van het waternetwerk weergeven. We denken hierbij aan het aantal douchebeurten, en het gekoppelde waterverbruik, over de geselecteerde tijdsperiode (bv. laatste uur). Hieruit kan de indicator [waterverbruik per douchebeurt] afgeleid worden en opgevolgd doorheen het hele festivalweekend. Voor een meer doorgedreven analyse volgen aansluitend de exploratory gegevens. Hiermee kunnen lokale operatoren aan de slag voor een streng waterbeheer op de festivalsite. Voor de waterplanners, die jaarlijks het nieuwe network uittekenen, vormt het dan weer een noodzakelijke basis richting nieuwe keuzes en meer innovatie.

Douche Prototypes

KUNNEN WE FESTIVALBEZOEKERS BEWUST MINDER WATER LATEN VERBRUIKEN?

We vertaalden de live data van sensoren ook richting 20 prototype douches met een innovatieve communicatie-interface. Dankzij het ingebouwde display en de LED verlichting konden we signalen geven aan de doucher gelinkt aan zijn of haar waterverbruik. De 20 douches werden gedurende twee opeenvolgende jaren ingezet voor gedragsstudies op DreamVille, weliswaar op twee verschillende locaties.

Keep the fish alive

Dankzij een ingebouwd display in de prototype douches wordt het eigen waterverbruik geafficheerd en getoetst aan het gemiddelde verbruik op DreamVille. Zo worden douchers getriggerd tot een bewuster verbruik. A rato van het verbruik speelt er op de display tevens een animatie af van een vis in een bokaal en wijzigt de sfeerverlichting in de cabine langzaam van groen, over oranje naar rood. Het doel van deze gedragsstudies was uiteraard om een impact te creëren op de grootste watervraag tijdens een festival, zijnde het douchewater.

En, wat leren we hier nu uit?

Waternetwerk optimaliseren doorheen de jaren

WAAR KUNNEN WE BESPAREN?

Op basis van de gedetailleerde verbruiksprofielen die met de slimme watermeters werden geregistreerd hebben we via een modellering aangetoond dat een deel van de buffervolumes mag worden geschrapt. Deze buffers zorgen er doorgaans voor dat de piekverbruiken op het festival kunnen opgevangen worden wanneer de debieten vanuit het publieke drinkwaternetwerk onvoldoende zijn. Waar er normaal gerekend wordt op basis van ruwe referentiewaarden hebben we dit nu gedaan vanuit reële metingen. Op deze wijze hebben we voor één van de drie grootste toevoeren van water naar DreamVille aangetoond dat de standaard buffer van 50 000 liter simpelweg geëlimineerd mocht worden. Dit gebeurde ook effectief vanaf 2017 en zorgde direct voor een besparing in huurprijs van minstens 6000 euro per jaar. Er ligt in totaal 600 m³ buffervolume op DreamVille. Als de oefening doorgetrokken wordt naar de hele site zijn er potentieel duizenden euro's extra te besparen de komende jaren.

Nieuwe referentiegetallen

MAGIE UIT HET DASHBOARD

  • MG-red
  • MG-orange
  • MG-yellow
  • MG-purple
  • Mansions
  • Easy Tents
  • GreenDistrict
  • BrewDistrict

GLOBALE WATERVERDELING
Op basis van de live datastroom kan voor elke geselecteerde periode, van enkele minuten over uren tot dagen, de exacte verdeling van de watertoevoer naar DreamVille gevisualiseerd en opgevolgd worden.

  • Douches mannen
  • Douches vrouwen
  • Flower shower
  • Freshpoint
  • Vacuümtoiletten
  • Kuisploeg

WATERVERDELING BINNEN EEN BADHUIS
Door het koppelen van het waterverbruik aan de betalingsscans voor de binnendouches kan de indicator [waterverbruik per douchebeurt] berekend worden en opgevolgd doorheen de tijd.

Waterverbruik per persoon

35 liter / dag

Op een warme dag is dit nog 0% meer! Daarnaast wordt er nog eens ongeveer 0L / bezoeker gebruikt buiten het festival om, omwille van het spoelen van leidingen en buffers. Dit lag voorheen nog veel hoger, maar kon dankzij de aanpassing van de spoelsequentie drastisch verlaagd worden.

Douches zijn de grootste slokop

Tijdens drukke periodes zakt het verbruik onder 0 liter/douchebeurt, vermoedelijk omwille van drukte. In de namiddag stijgt het verbruik dan weer tot boven 0 liter/douchebeurt.

Hoe betrekken we de bezoekers?

Bewustmaking van waterverbuik

KEEP THE FISH ALIVE

De 20 prototype douches met communicatie-interface werden in 2017 en 2018 ingezet voor een unieke gedragsstudie in een festivalcontext, respectievelijk op de MG-red en aan de Easy tents. Ondanks de intensieve voorbereidingen konden het eerste jaar geen harde conclusies getrokken worden. Tijdens het experminent kwamen we namelijk tot de vaststelling dat er met een aantal factoren alsnog onvoldoende rekening werd gehouden in de proefopzet. Zo is er bijvoorbeeld het poetsteam dat gebruik maakt van douchewater en ook de deur frequent opent en sluit. Aangezien het openen en sluiten van de deur als een indicator van een douchebeurt werd bedacht, zorgde dit voor een aanzienlijke storing in de data. Bij een vervolgexperiment kwam het er dan ook op aan om fouten zoals deze uit het systeem te halen, zodat een betrouwbare analyse kon gebeuren. Hiertoe werden de douches na het festival uitgerust met een ultrasoon sensor om douchers beter te kunnen onderscheiden van poetsers. Waar de data in 2017 wel op leken te wijzen, is dat het activeren van de douche voor telkens 30 seconden zorgt voor minder waterverbruik in vergelijking met een activatiesysteem waarbij de persoon het water zelf dient te pauzeren. In de vervolgstudie in 2018 in het badhuis van de Easy tents kon de belangrijkste hypothese, namelijk dat communicatie over waterverbruik een gunstig effect heeft op dit verbruik, wel worden bevestigd. Momenteel lijkt het meest gunstige scenario het afficheren van een waterbudget, een benchmark hiermee aan het groepsgemiddelde en een sensibiliserende animatie die parallel loopt met het waterbudget. Volgens de WaterVille gedragsstudie heeft deze combinatie – bij een douchedebiet van ongeveer 4,5 liter per minuut - het potentieel om ongeveer 3 liter water per douchebeurt te besparen of ongeveer 20%. Op DreamVille werden in 2018 in totaal 92 600 douchebeurten via het betaalsysteem geregistreerd over twee weekends heen. Dat geeft een potentieel van 277 800 liter waterbesparing. Verder onderzoek naar dit potentieel is nodig om toevalligheden in deze resultaten uit te sluiten en om de eerder troebele resultaten met de andere nudges verder uit te klaren.

20%

BESPARING

0

liter

Potentieel minder waterverbruik

Dat zijn 200.000 flessen water van 1.5 liter

En in de toekomst?

Thinking ahead

De toekomst van intelligente waternetwerken op evenementen

Niveaumetingen op waterbuffers zodat sturing richting laag niveau mogelijk wordt tegen het einde van het evenement.

Zelfsturend waternetwerk. Op basis van debieten, niveaus, drukken,... stuurt water management systeem zelf bij.

Temperatuurmeting op watertoevoer, zodat spoeling van leidingen bij te lange stilstand automatisch gestuurd kan worden.

And so much more...

In een stedelijke context

Wat leren we uit WaterVille voor toepassingen binnen slimme stedelijke waternetwerken

1. Directe en live communicatie met de waterverbruiker over zijn verbruik werkt best. Dit zorgt voor een sterke bewustwording van de impact van het eigen gedrag op de watervraag. Displays in badkamers en keukens werken dan ook beter dan periodieke rapporteringen en opvolgingen via apps.

2. Dashboards voor waterplanners en operatoren dienen logisch en helder opgebouwd te worden. De WaterVille dashboards kunnen steden, drinkwaterbedrijven, bouwfirma's en technologie ontwikkelaars inspireren bij de uitrol van stedelijke water dashboards.

Zijn jouw sensoren ook
geactiveerd?

Kom bij ons op de koffie.

Wim Schiettecatte

Onderzoeker

+32 14 33 69 39

wim.schiettecatte@vito.be

Lori Maes

R&D Coordinator

+32 3 242 44 00

lori@lovetomorrow.com

Pieter Quinart

Zaakvoerder

+32 89 69 69 83

pieterq@calculus.group

Marco Indigne

Directeur

+32 472 60 97 20

marco.indigne@hydroko.com