For et års tid siden præsenterede Robert Schønrock Nielsen, lektor på Erhvervsakademi København (tidligere KEA), i HVAC Magasinet, sin idé om en helt ny måde at styre indeklimaet på. Han integrerede fordelingslogikken fra to økonomiske teorier i styringen af indeklimaet. Teorien kunne give et helt unikt overblik over, hvordan ændringer af én parameter påvirker de andre. I dag er konceptudviklingen af en AI-motor, der kan fordele energiforbruget i det byggede miljø, nået tættere på en konkret løsning, men først og fremmest er arbejdet med udvikling af formlen bag ved modellen på plads. Under en cykeltur på Tagensvej i København faldt idéen ham ind: en AI-auktionariusmodel, hvor indeklimaets fire domæner – det termiske, det atmosfæriske, det visuelle og det akustiske – handler med hinanden via auktionariussen. Domænerne vil blive selvreflekterende, og styringen vil dermed være selvkørende – og langt mere energibesparende
Artiklen har været bragt i HVAC Magasinet nr. 10, 2025 og kan læses uden illustrationer, strukturer eller ligninger herunder (læs originalartiklen her)
Tekst: Allan Malmberg
Fotos: Michael Barrett Boesen
Styringen af vores indeklima skal gøres mere intelligent for at spare energi. Det var også baggrunden, da ph.d. Robert Schønrock Nielsen, lektor på det, der i dag hedder Erhvervsakademi København (dengang KEA), præsenterede sine tanker om at sammenkoble indeklimaet med to klassiske økonomiske teorier: Pareto-optimering og fordelingslogikken fra en Edgeworth-boks.
Det blev til en model, der viser, hvordan de fire indeklimadomæner – det termiske, det atmosfæriske, det visuelle og det akustiske – påvirker hinanden, og hvilke konsekvenser ændringer i et domæne har for de andre.
Tankerne blev lanceret i en artikel i HVAC Magasinet sidste år. Man kan læse en forkortet udgave af den artikel i dette blad eller læse hele artiklen ved at scanne QR-koden.
Teorien giver et helt unikt overblik over, hvordan de fire domæner påvirker hinanden, når man ændrer en eller flere parametre. Men et vigtigt element manglede: en slags AI-model eller AI-motor. Uden denne ville det forblive en smuk teori.
– Jeg har brugt mange timer på at tænke over, hvordan det skulle løses, og jeg har da også haft tanker om, hvorvidt jeg bare skulle droppe det hele, husker han.
Så vidt skulle det ikke gå, for under en cykeltur på Tagensvej i København faldt idéen ham ind: en AI-auktionariusmodel. Igen søgte han tilbage til en række store tænkere inden for blandt andet økonomi for at få yderligere inspiration, og nu er han klar til at præsentere det næste skridt i en løsning, der bringer indeklimaet op på et helt nyt niveau.
Indeklimaet skal blive mere intelligent – ikke på samme måde, som mange i dag forstår intelligent styring af indeklima, men i en version, hvor de enkelte domæner udviser en helt anden form for intelligens. Indeklimaet bliver selvreflekterende. De enkelte domæner vil ikke bare handle ud fra, hvad der er godt for dem selv, men også ud fra, hvad der er optimalt for de andre domæner for det samlede indeklima og energiforbruget.
Et selvtænkende indeklima lyder som ren science fiction, men idéen bygger stadig grundlæggende på økonomiske teorier – heriblandt om en såkaldt Vickrey-auktion, der sikrer, at budgivningen ikke løber løbsk, idet vinderen af auktionen kun betaler det næsthøjeste bud – ikke det højeste, der faktisk vandt. Mere om det senere.
Auktionsmodellen
Brugen af en auktionsmodel giver flere fordele, men forståelsen af modellen letter, hvis man forestiller sig, at indeklimadomænerne handler som reelle aktører på en auktion.
Opbygningen er som følger: I midten af auktionariusmodellen sidder den centrale AI. De enkelte indeklimadomæner kan ikke handle med hinanden, men kun via den centrale auktionarius. Ud over den centrale AI findes en køber-AI og en sælger-AI, som begge er forbundet til elnettet.
Valutaen, som man handler med, har Robert Schønrock Nielsen valgt at kalde komfortpoint – den kan oversættes til kWh.
Nu kobler vi teorien til en fysisk bygning med de fire tidligere nævnte domæner: det termiske, det atmosfæriske, det visuelle og det akustiske.
– Lad os forestille os, at det termiske domæne melder ind til den centrale AI, at det har et givent behov. Dette behov kan de andre domæner på forskellig vis hjælpe med at opfylde, og de byder derfor ind til AI’en med hvert sit bud. Men de handler ud fra, at aftalen skal være i deres egen interesse. De enkelte domæner skal have noget ud af at tilbyde deres hjælp, forklarer han.
De enkelte domæner ved ikke, hvilket bud der giver det mest optimale resultat med hensyn til komfortpoint. AI’en ved derimod, hvilket bud der er bedst, og vælger dette. Her kommer den snedige Vickrey-auktion ind i billedet.
Det er det højeste bud, der vinder, men prisen fastsættes til det næsthøjeste bud. Idéen stammer fra den canadiske, nobelprisvindende økonom William Vickrey og sikrer her, at der ikke opstår en budkrig, fordi domænerne ellers bare ville byde højere og højere.
– Ved at anvende denne model sikrer man, at systemet ikke kører løbsk med stadig højere bud, og resultatet bliver et håbløst indeklima, forklarer han.
Der er endvidere indført myndighedsgrænser, så et domænes vinderbud ikke overstiger grænserne for eksempelvis CO₂-indhold eller foruddefinerede temperaturgrænser. Grænserne kan også være fastsat af virksomheder, som vil benytte modellen – for eksempel temperaturen på et lager eller andre grænseværdier, som ikke må overskrides.
Vinderen af auktionen kan henvende sig til sælger-AI’en og via denne sælge den overskydende strøm til nettet, eller strømmen kan lagres i et batteri, hvis bygningen har et sådant.
Køber-AI’en aktiveres i situationer, hvor det er mere optimalt at hente strøm fra nettet – for eksempel ved overproduktion og deraf følgende lave priser.
Domænerne skal lære at tænke ud over sig selv
Grundidéen bag Robert Schønrock Nielsens teori er at skabe det bedste indeklima til den laveste pris. Selvom mange økonomer og ingeniører mener, at de ikke har særlig meget til fælles, deler de dog ofte et grundlæggende værdisæt: at få mest ud af mindst.
Ud fra den tanke skal domænerne med tiden lære at tænke ud over sig selv – ikke kun handle ud fra, hvad der er bedst for dem selv, men også ud fra, hvad der er bedst for det samlede indeklima.
– Udblæsning eller indsugning er en teknisk løsning – et mekanisk eller elektrisk produkt, der udfører en given funktion. Men i dette system bliver løsningen intelligent, så den samarbejder med de andre domæner og tager hensyn til, hvad der er mest optimalt, både energimæssigt og økonomisk, i forhold til omverdenen. Det er helt nyt. Systemet bliver derved selvreflekterende, påpeger han.
Budgivningen er, påpeger han – på trods af at det er en spændende nyskabelse – ikke så interessant i sig selv. Det er midlet til at opnå selvreflektion, som virkelig løfter denne model op på et niveau, der ikke kun er højere, men også anderledes end andre indeklimaløsninger.
Tanken om AI kan vække visioner om en verden, hvor maskinerne har overtaget. Den frygt finder Robert Schønrock Nielsen dog ubegrundet i denne sammenhæng. For det første drejer det sig ikke om styringen af et atomkraftværk, og for det andet skal der altid være et menneske, der overvåger de beslutninger, som systemet træffer.
Tværfagligt samarbejde
Robert Schønrock Nielsen er hverken ingeniør, it-programmør eller matematiker. Det er netop disse faggrupper, der skal medvirke til at løfte teorien. Hans rolle er at fungere som integrator.
Med udviklingen af AI-auktionariusmodellen har han bevæget sig fra en teori, som kunne være svær at omsætte til praksis, til at være langt tættere på en færdig og håndterbar løsning.
Han vurderer selv, at et færdigt produkt kunne være klar om bare et år. Det kommer dog ikke til at ske, da det ville kræve, at han og de øvrige i projektet var 100 procent dedikerede udelukkende til projektet – og sådan ser virkeligheden ikke ud.
– Jeg arbejder ikke på projektet hele tiden. Jeg koncentrerer mig om det med mellemrum. I perioder på 14 dage eller tre uger er jeg fuldt dedikeret til projektet, og derefter vender jeg mig mod andre opgaver i en periode.
At skifte fokus har vist sig at være en fordel. Man kan nemt miste motivationen i et projekt – især hvis fremskridtene udebliver. Her viste en cykeltur sig at være nøglen.
I den kommende tid skal han sammen med kolleger og samarbejdspartnere udarbejde en digital tvilling, der skal afprøves på en større dansk medicinalvirksomhed. Det er det første skridt mod at løfte teorien tættere på virkeligheden.
BOKS1:
Kort resumé af artiklen om teorien bag
Anvendelsen af økonomiske teorier kan optimere vores indeklima
En kombination mellem to økonomiske teorier og de fire overordnede indeklimadomæner. Det er den korte version af de tanker, som lektor, ph.d. Robert Schønrock Nielsen og hans studerende i energimanagement på KEA har arbejdet med.
Idéen er at tage fordelingslogikken fra en Edgeworth Box og anvende den på de fire klassiske indeklimadomæner; det termiske, atmosfæriske, visuelle og akustiske.
Resultatet er en model, der viser, hvordan ændringer i et af de fire domæner påvirker de tre andre. Et overblik, der giver helt nye muligheder for at optimere indeklimaet, og samtidig at man bedre kan modvirke utilsigtede følgevirkninger, ligesom det vil være muligt at indeklimaoptimere bygninger alt efter bygningens anvendelse. Og gøre det ud fra en viden om niveauet på de fire domæner i forhold til hinanden.
Indeklima-handelsplads
De fire domæner findes hver i tre niveauer: minimum, standard og ambitiøs.
– Vi er ikke gået ned i detaljen, altså for eksempel decibelniveau over for CO2-aftryk. Det stod hurtigt klart, at det vil gøre det alt for uoverskueligt. De tre niveauer er valgt for at sænke kompleksiteten, forklarer han.
Robert og hans studerende har gjort sig mange matematiske og illustrative overvejelser med henblik på at få kurverne i modellen til at krydse på tværs, således at de forskellige indeklimamodeller blev forbundet.
Og det står hurtigt klart, at ændrer man på det termiske indeklima fra minimum til standard, skal man ændre på de tre andre parametre for at opretholde det oprindelige niveau. Opgaven er at tænke i grænsekomfort, altså hvordan kan man gå på kompromis mellem de forskellige indeklimadomæner, uden at den samlede nyttevirkning af en given indeklimaændring bliver mindre. Det tværdisciplinære udviklingsarbejde mellem økonomi- og ingeniørvidenskaberne har dermed ført nye begreber med sig. Henholdsvis grænsekomfort og internationalt Marginal Rate of Comfortability (MRC), hvilket er begreber, hvis værdi der skal stå deres prøve ved at blive udfordret i det videnskabelige miljø. Men uanset om ingeniørerne eller økonomerne på sigt tager begreberne til sig eller ej, er det grænsebetragtningerne, dvs. de menneskelige prioriteringer mellem de fire domæner, som gør, at kurverne i modellerne hælder og krydser hinanden på de punkter, hvor indeklimadomænerne er mest efficient fordelt.
Modellen giver overblik
Modellen tilbyder et helt unikt overblik over, hvad ændringer betyder. Hvilke tiltag der skal gøres for at eliminere konsekvenserne af ændringer. Man kan også gå den anden vej. Finde et punkt i boksen, og derudfra kortlægge, hvilke niveauer de fire domæner skal være på for at opnå det ønskede indeklima.
– Bygningsejere, bygherre, arkitekter og andre får et værktøj til hele tiden at holde sig efficiente – og erkende, hvad ændringer betyder – og være i stand til at gennemskue, om man vil acceptere de ændrede forhold eller ej, siger Robert Schønrock Nielsen, og forklarer, at man også kan koble økonomi på.
– Hvis man som udgangspunkt har et vist antal millioner til det termiske indeklima, er det her muligt at se, hvad man kan få på de andre domæner. Sammenhængene bliver mere åbenbare.
Skal tale samme sprog
Et meget kendt problem inden for byggeriet er, at forskellige faggrupper har svært ved at tale sammen – de taler ikke samme fagsprog, forstået derhen, at deres udgangspunkt er forskelligt. Arkitekten, den rådgivende ingeniør, de udførende har alle hvert deres udgangspunkt, men i modellen vil de få et værktøj, hvor tingene bliver synlige.
– Det bliver også klart, at man kan foretage en række prioriteringer. I et automatiseret lagerlokale er det termiske indeklima en topprioritet, mens det visuelle og akustiske er mere underordnet. I et klasselokale kan man skrue ned på det visuelle for at opprioritere det atmosfæriske. Og sådan kan man blive ved med at skrue på de forskellige domæner i forhold til for eksempel det ønskede indeklima, de økonomiske forhold, klimaaftryk, det arkitektoniske, støjniveau, forklarer han.
I den skematiske fremstilling af modellen, der er med i denne artikel, er det optimale lige i midten. Alle domæner er tilgodeset lige meget.
– Umiddelbart ville man tro, at man skulle søge derind, men det er langtfra det optimale. Det ville også give en uhensigtsmæssig ensretning, siger han.
I det ambitiøse niveau på alle fire domæner vil man måske finde et højtprofileret advokatkontor eller lignende – men det vil ikke være ønskværdigt i et automatiseret pakkerum til frossent kød for nu at tage et par yderpunkter.
BOKS2:
De økonomiske teorier
Pareto-optimering handler om, at man i et koordinatsystem kan finde den bedst mulige prioritering mellem to faktorer.
Den italienske økonom Vilfredo Pareto var født i et mangelsamfund, så den grundlæggende idé var finde en vej til at beskrive, hvordan de knappe ressourcer kunne udnyttes mest optimalt. I økonomisk teori siges en situation at være efficient, hvis de knappe ressourcer anvendes på den økonomisk mest effektive måde.
Det er klassisk bytteøkonomi. I stedet for ressourcer og økonomi kan man sætte to indeklimadomæner over for hinanden, for eksempel det atmosfæriske og det termiske. Det bliver en prioritering. Man kan ikke få det optimale på begge fronter, men der er et bytteforhold mellem de to, hvor det er optimalt – eller efficient.
Edgeworth Boxen
Det nyskabende opstår, når man anvender Edgeworth Boxen. Den blev opfundet af irske Francis Ysidro Edgeworth.
I boksen spejlvendes et Pareto-koordinatsystem, hvor de to halvdele sættes sammen. Dermed dannes en kasselignende figur. Der opstår en handelsplads, der i den klassiske Edgeworth Box indeholder to handlende, to produkter og en række efficienskurver. Der, hvor kurverne krydser hinanden, siges det at være efficient. Man kan sige, at foregår der en handel i de punkter, vil begge handlende gå derfra, følende at de har gjort en god handel.
Auktionen
En Vickrey-auktion – også kaldet en andenpris-seglet budauktion – er en auktionsform, hvor alle bud afgives hemmeligt. Vinderen er den højeste byder, men prisen fastsættes til det næsthøjeste bud. Fordelen er, at det giver deltagerne incitament til at byde det beløb, de reelt mener, varen er værd, hvilket er grunden til, at auktionsformen anses som værende en sandfærdig budgivning.
