Smart Building: la transizione energetica parte dalla gestione intelligente degli edifici e dei loro consumi

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18 Novembre 2020

Secondo i dati diffusi dall’Energy&Strategy Group del Politecnico di Milano, in Europa gli edifici sono responsabili di circa il 40% dell’energia consumata e del 36% delle emissioni di CO2.

È una percentuale che non deve stupire se pensiamo che passiamo maggior parte della nostra vita: a casa, a scuola, al lavoro, nel tempo libero, dentro gli edifici. I consumi – e il loro impatto ambientale – possono essere ridotti in maniera sensibile, considerando che buona parte del patrimonio edilizio italiano è stato costruito prima degli anni Settanta, senza cioè alcuna particolare attenzione ai rendimenti energetici. Dal rapporto annuale sulla Certificazione Energetica degli Edifici, presentato da ENEA e CTI (Comitato Termotecnico Italiano) a fine settembre 2020, emerge che le prestazioni energetiche degli edifici sono in lieve miglioramento, grazie al contributo di ristrutturazioni importanti e di nuove costruzioni, avvenute nel triennio 2016-2019. In particolare il settore non residenziale, che pesa per il 15% sul totale degli APE, ricade per oltre il 50% degli attestati nelle classi energetiche intermedie (C-D-E) e per più del 10% in quelle più efficienti (A4-B).

È chiaro che se si vuole lavorare per una maggiore efficienza energetica occorre impegnarsi in questa direzione, e cioè quella di una costruzione e riqualificazione di edifici capaci di garantire prestazioni superiori. Questo implica la necessità di tecnologie di ultima generazione in grado di efficientare i sistemi sia per quanto riguarda la climatizzazione, l’illuminazione, le schermature solari, gli impianti elettrici sia la sicurezza. Il tutto attraverso un’unica architettura capace di interagire con tutti questi elementi così da garantire i vantaggi dell’integrazione e dell’interoperabilità.

Ci si avvia così verso il concetto di Smart Building o più semplicemente di Edifici Intelligenti, che sfruttano la connettività e l’aggregazione dei dati per ottimizzare i consumi consentendo il monitoraggio, il controllo e la regolazione delle variabili che determinano il funzionamento ottimale degli impianti.

Che cosa significa Smart Building

Esistono diverse definizioni di edificio intelligente. Una delle più esaustive è quella contenuta nello Smart Building Report, a cura dell’Energy & Strategy Group del Politecnico di Milano, in cui è posta l’attenzione sulle componenti di building automation e interconnessione tecnologica:

“Smart building è un edificio in cui gli impianti in esso presenti sono gestiti in maniera intelligente ed automatizzata, attraverso l’adozione di un’infrastruttura di supervisione e controllo degli impianti stessi, al fine di ottimizzare il consumo energetico, il comfort e la sicurezza degli occupanti, e garantendone inoltre l’integrazione con il sistema elettrico di cui il building fa parte”.

Quali sono gli elementi tecnologici chiave?

Gli elementi tecnologici chiave sono 4, sempre secondo lo Smart Building Report:

impianti e tecnologie per il building: ovvero gli impianti e le tecnologie che provvedono alla sicurezza degli occupanti, come quelli di generazione di energia e di efficienza energetica e quelli relativi al tema safety&security
tecnologie per l’automazione: la sensoristica connessa agli impianti, finalizzata alla raccolta dati, e gli attuatori che impartiscono agli impianti i comandi elaborati dalle piattaforme di controllo e gestione)
piattaforme di controllo e gestione: l’insieme dei sistemi software volti alla raccolta, elaborazione e analisi dei dati acquisiti dalla sensoristica installata sugli impianti)
connettività: l’insieme dei protocolli di comunicazione, wireless o cablati, che permettono la comunicazione tra sensori, attuatori e la piattaforma di controllo e gestione.

Quali sono le priorità in ambito building?

La priorità cui rispondono gli intelligent building è legata alla gestione dell’energia, alla possibilità cioè di fare efficienza energetica negli edifici.
Si parte dalla necessità di ridurre notevolmente l’impatto dell’immobile e delle sue emissioni.Da qui si arriva soprattutto negli edifici pubblici, come gli Ospedali e le Scuole, alla volontà di contare su una riduzione dei consumi e allo stesso tempo di autoprodurre energia pulita attraverso fonti energetiche rinnovabili, come il fotovoltaico, oppure attraverso la cogenerazione e la trigenerazione.
Secondo alcuni calcoli della Commissione Europea si potrebbe arrivare a una riduzione almeno del 5-6% di consumo nell’UE grazie all’efficienza energetica degli edifici.

Quali sfide comporta per i progettisti la realizzazione di uno smart building?

Per chi si occupa di progettare l’edificio smart, la sfida più importante è utilizzare in maniera diffusa il concetto di progettazione integrata, ovvero riunire al tavolo tutti gli attori che si occupano di questa stessa attività e di condividere informazioni. In questo senso, può essere di grande aiuto il BIM (Building Information Modeling) che si sta sempre più diffondendo, soprattutto nella Pubblica Amministrazione: il BIM è uno strumento che consente di modellare in digitale tutte le caratteristiche fisiche e funzionali di un edificio, permettendo di governarne tutte le fasi del ciclo di vita, dalla sua progettazione alla gestione e organizzazione delle attività manutentive.

Che opportunità offre uno smart building in termini di manutenzione?

La sensoristica applicata negli edifici fornisce la possibilità di gestire, risparmiando, energia e consumi, ma permette anche di monitorare le prestazioni di un impianto e attivare adeguati interventi in caso di malfunzionamento ancor prima che scatti un allarme. Significa poter fare manutenzione predittiva.

Che vantaggi offrono l’automazione e il telecontrollo per la sicurezza e il confort?

Edifici dotati di impianti HVAC automatizzati che impiegano IoT e intelligenza artificiale per la regolazione della temperatura e il monitoraggio della qualità dell’aria possono garantire ambienti salubri e sicuri. Ambienti ottimizzati aumentano il benessere e riducono sensibilmente problemi di salute, negli ambienti residenziali o di lavoro.

Quali sono alcuni esempi di smart building?

Modello di attenzione per l’ambiente, oltre che di dotazione tecnologica grazie alla cablatura di tutti gli spazi e uffici, è il NOI Techpark, il parco per l’innovazione ispirato alla natura costruito a Bolzano. Il black monolith, l’edificio centrale, ha ottenuto, primo in Europa e secondo al mondo, la certificazione Leed Gold, che garantisce la sostenibilità dell’intero progetto dal punto di vista ambientale.
Sempre in Trentino il Condominio Ai Tigli, costruito nel quartiere di San Bartolomeo di Trento a metà degli anni Cinquanta, è invece un caso esemplare di riqualificazione urbana utilizzando tecnologie smart. Il progetto di efficientamento è stato realizzato con la modellizzazione digitale: è stato creato un modello in BIM dell’edificio reale e, dopo averne “appreso” comportamenti e consumi nell’area climatica di Trento, sono stati pianificati gli interventi di riqualificazione energetica ottimali. Termoregolazione evoluta, tele-gestione degli impianti, pannelli fotovoltaici per l’alimentazione di colonnine elettriche sono caratteristiche chiave dell’intervento.