Automazione ed efficienza degli edifici

      Automazione ed efficienza degli edifici    Il ruolo dei sistemi di controllo dell’illuminazione    A livello mondiale, nella maggior parte dei Paesi, gli edifici consumano mediamente il 40%  dell’energia  totale  assorbita.  Gli  interventi  in  questo  campo  sono,  quindi,  essenziali  per  conseguire  risultati  significativi  in  ottemperanza  alle  attuali  improrogabili  necessità  di  efficienza per un utilizzo ottimale dell’energia stessa.  Sono tre gli elementi su cui è possibile concentrare l’attenzione per un’ottimale riduzione  dei consumi negli edifici: la struttura dell’involucro, con i moderni materiali da costruzione e  le  rispettive  tecniche  applicative  (coibentazioni,  rivestimenti,  ecc.);  la  scelta  delle  apparecchiature  che  si  utilizzano,  rivolta  per  esempio  agli  elettrodomestici  ad  alta  efficienza; le caratteristiche e l’operatività degli impianti tecnologici.  Le  note  che  seguono  sono  dedicate  a  quest’ultimo  aspetto  e  sono  focalizzate,  in  particolare, sui sistemi di Home e Building Automation, la cui capacità di gestire in maniera  integrata i diversi impianti offre elevati livelli di comfort e sicurezza e possibilità di riduzione  dei consumi energetici difficilmente ottenibili con l’impiantistica tradizionale.  Prima, però, è utile richiamare brevemente i dati che ricorrono più spesso a proposito dei  risparmi conseguibili con i sistemi di automazione degli edifici.     Dal 15 al 40% e oltre: i numeri dell’efficienza energetica  Sia  i  diversi  studi  condotti  negli  ultimi  anni  da  Enti  qualificati,  sia  l’esperienza  pratica  derivante  dalle  ormai  numerosissime  applicazioni  dei  sistemi  di  Building  Automation confermano  che  si  possono  generalmente  ottenere  percentuali  di  risparmio  energetico  a  due cifre. 

La  Norma  europea  EN  15232:  “Prestazione  energetica  degli  edifici  –  Incidenza  dell’automazione, della regolazione e della gestione tecnica degli edifici”, descrive i metodi  per  valutare  l’influenza  dell’automazione  sui  consumi  e,  a  tal  fine,  sono  state  introdotte  quattro  classi  di  efficienza  da  A  a  D   (tabella  1),  in  cui  la  classe  C  è  assunta  come  riferimento.        In  base  al  livello  di  automazione  e  controllo  introdotto  dai  sistemi  adottati,  l’edificio  è  assegnato  a  una  di  queste  classi  e,  in  funzione  del  tipo  d’immobile  e  della  sua  destinazione di uso, è possibile rilevarne i potenziali risparmi.  Se si entra più in dettaglio, considerando i risultati delle applicazioni pratiche e degli studi  come  sopra  ricordato,  si  rileva,  per  esempio,  che  dall’automazione  dell’illuminazione  si  possono  ottenere  risparmi  fino  al  50÷60%,  mentre  dall’automazione  del  riscaldamento  e  della ventilazione si possono avere riduzioni dei consumi, rispettivamente, fino al 15÷20%  e al 40%. È, dunque, ragionevole aspettarsi che l’applicazione di un efficiente sistema di  automazione degli impianti possa condurre a un risparmio medio di almeno il 30÷40%, ma  tutto  dipende  da  molteplici  fattori  riconducibili,  oltre  che  al  livello  di  automazione  che  s’intende  implementare,  alla  tipologia  di  immobile  e  alle  sue  caratteristiche  costruttive,  all’effettivo utilizzo dei singoli ambienti che lo compongono, alla zona in cui è edificato e,  conseguentemente, ai fattori climatici che lo interessano come, per esempio, l’esposizione  solare.    In che modo l’automazione porta vantaggi  La  possibilità  di  gestire  in  modo  integrato  e  coordinato  tutti  gli  impianti  di  un  edificio  è  il  vantaggio primario offerto dai sistemi di Home e Building Automation, da cui conseguono tutte le opportunità che si possono ottenere per una maggiore efficienza energetica e non solo.  Nella  sua  configurazione  più  completa,  un  sistema  di  automazione  controlla  e  comanda  direttamente l’illuminazione, la climatizzazione, l’assorbimento dovuto ai carichi elettrici, gli elementi oscuranti (tende, tapparelle, veneziane), i sistemi di sicurezza e d’intrattenimento  e  altri  eventuali  impianti,  riportando,  se  richiesto,  le  informazioni  ad  interfacce  da  cui 

l’utente  può  attivare  comandi  e  funzioni,  come  per  esempio  i  moderni  touch  screen  o  i  dispositivi di comunicazione mobile smartphone e tablet.  Di  tutti  questi  elementi,  quelli  da  cui  si  possono  trarre  i  maggiori  risparmi  sui  consumi  di  energia  sono  l’illuminazione  e  la  climatizzazione.  Va  sottolineato,  però,  che  ridurre  i  consumi  non  significa,  in  questo  contesto,  diminuire  il  comfort  ambientale.  Infatti,  è  più  corretto  parlare  di  ottimizzazione,  con  riduzione  degli  sprechi,  piuttosto  che  di  risparmio fine  a  se  stesso,  secondo  una  logica  operativa  che  ha  come  obiettivo  anche  il  miglioramento  del  comfort,  offrendo  prestazioni  superiori  rispetto  agli  impianti  tradizionali  privi di controllo coordinato.      Una delle funzioni più semplici ed efficaci è l’adeguamento automatico della luminosità e  della temperatura in funzione della permanenza di persone in ogni singolo locale, rilevata  mediante sensori asserviti contemporaneamente ad entrambe le regolazioni.  Un  altro  esempio  d’integrazione  operativa  si  può  avere  tra  le  funzioni  di  sicurezza  e  il  controllo  della  climatizzazione:  per  l’allarme  intrusione  si  applicano  sensori  di  apertura  degli infissi; se questi sono sottoposti al controllo del sistema di automazione, è possibile  utilizzarli per fare spegnere la ventilazione o abbassare il riscaldamento in caso di apertura  di una finestra nei periodi in cui l’allarme intrusione non è attivo.    Gli interventi possibili sull’illuminazione  Se solo s’interviene sugli impianti d’illuminazione, modificandone la struttura e le modalità  di  controllo  per  quanto  riguarda  l’utilizzo,  già  si  possono  ottenere  significativi  risultati  di  efficienza energetica in quasi tutti i tipi di edificio, con un possibile risparmio di almeno il  20%,  che  può  salire  fino  al  già  citato  50÷60%,  in  funzione  dei  diversi  fattori  precedentemente richiamati dovuti all’ubicazione e all’utilizzo.  È  opportuno  prendere  in  considerazione  sia  l’installazione  di  moderne  fonti  luminose energeticamente  più  efficienti,  come  quelle  in  tecnologia  LED,  sia  tutte  le  possibilità  di  gestione  delle  accensioni  e  delle  regolazioni  di  luminosità  attuabili  mediante  i  sistemi  di’automazione.  Queste  ultime  devono  essere  valutate  in  dettaglio  per  ogni  applicazione, considerando  nei  diversi  periodi  della  giornata  sia  la  presenza  delle  persone,  con  le  loro  effettive necessità, sia il livello di luce naturale. 

  Regolazioni più estese  Contemporaneamente  alla  gestione  tramite  sensori  di  presenza  e  luminosità,  le  luci  possono essere sottoposte al controllo di programmatori orari, soluzione valida soprattutto  negli  ambienti  di  lavoro,  dove  può  essere  utile  implementare  programmazioni  di  accensioni/spegnimenti  orarie,  giornaliere,  settimanali  o  per  altri  periodi  nel  corso dell’anno.  Se il sistema d’automazione scelto dispone anche di dispositivi per il controllo automatico  delle  lamelle  delle  tende  a  veneziana,  il  controllo  dell’illuminazione  diventa  ancora  più  minuzioso  ed  efficace  perché,  regolando  l’inclinazione  delle  lamelle  in  funzione  dell’incidenza  della  luce  solare,  si  ottengono  combinazioni  ottimali  di  luce  naturale  e  artificiale.  Anche  la  climatizzazione  degli  ambienti  ne  trae  vantaggio,  perché  queste  regolazioni consentono di adeguare l’incidenza del calore del sole ai fini del riscaldamento  invernale e del condizionamento estivo.   Un riscontro diretto sui consumi  Tra  le  funzioni  di  gestione  di  un  edificio  si  può  anche  prevedere  un  aggiornamento  in  tempo  reale  delle  informazioni  sui  consumi,  qualora  il  sistema  d’automazione  scelto  preveda  dispositivi  creati  per  questo  scopo,  come  per  esempio  interfacce  per  contatori  elettronici di energia oppure moduli di monitoraggio degli assorbimenti totali o parziali per  singoli carichi elettrici.  I  rispettivi  dati  vengono  in  tal  modo  raccolti,  memorizzati,  confrontati  e  presentati  sulle  interfacce  ad  uso  dell’utente.  Oltre  che  per  opportuna  informazione,  questo  dà  la  consapevolezza di quanta energia si consuma nei singoli impianti e agevola la definizione  di soluzioni ottimali per introdurre azioni correttive nelle aree di minore efficienza.    L’efficacia degli scenari  La  creazione  di  scenari,  cioè  la  possibilità  di  associare  più  funzioni,  anche  relative  ad  impianti  diversi,  che  si  attivano  contemporaneamente  e  in  automatico  a  seguito  di  un  comando o di un evento, è una delle più importanti caratteristiche dei sistemi di Home e  Building  Automation,  che  ne  rende  altamente  flessibili  le  applicazioni.  Il  loro  contributo  è  importante anche nelle scelte finalizzate ad una maggiore efficienza energetica.  Soprattutto  negli  ambienti  di  lavoro,  come  uffici  e  terziario  in  genere,  si  trovano  diversi  esempi di scenari comunemente configurati per ridurre gli sprechi dovuti a un utilizzo non  ottimale delle luci.  Un classico scenario, per esempio, è quello di “fine giornata” che, con un solo comando,  consente  di  spegnere  tutta  l’illuminazione  alla  chiusura  dei  locali,  ovvero  di  abilitare  l’accensione, eventualmente a un livello di luminosità inferiore al normale, solo per alcune luci  necessarie  ad  attività  notturne  di  ispezione  e  pulizia.  Questo  stesso  comando  può  attivare allo stesso tempo i sistemi di sicurezza e d’allarme intrusione e spegnere anche i 

macchinari  se  sono  controllati  dal  sistema  attraverso  la  funzione  di  gestione  carichi,  ad  esempio mediante prese controllate.    Didascalie:  Figura  A:  Nella  sua  configurazione  più  completa,  un  sistema  di  automazione  controlla  e  comanda  direttamente  gli  impianti  tecnici,  riportando  le  informazioni  a  interfacce  da  cui l’utente può attivare comandi e funzioni (foto ABB)    Figura  B:  Tra  le  funzioni  di  gestione  di  un  edificio  si  può  anche  prevedere  un  aggiornamento in tempo reale delle informazioni sui consumi (foto ABB)    Tabella 1: Classi di consumo energetico per tre tipologie di edificio (A, B e D) rispetto ai  valori base nella classe C