Secondo il Politecnico di Milano, uno Smart building è un edificio i cui impianti sono gestiti in modo automatico. Questo avviene tramite un sistema di controllo chiamato BMS (Building Management System) o sistema di domotica. L’obiettivo è ottimizzare i consumi energetici, il comfort e la sicurezza, integrando tutto con il sistema elettrico.
L’ottimizzazione energetica è fondamentale: gli edifici in Europa consumano circa il 40% dell’energia totale, più dell’industria. Questo 40% potrebbe essere significativamente ridotto, soprattutto perché gran parte delle costruzioni risale a prima degli anni Settanta, quando non c’era alcuna considerazione per l’efficienza energetica. Per crescere in sostenibilità ambientale è essenziale concentrarsi sulla costruzione e sul miglioramento degli edifici, affinché abbiano performance energetiche migliori. Questo obiettivo può essere raggiunto grazie all’adozione di tecnologie digitali innovative, che possono trasformare un edificio standard in uno smart building.
Le tecnologie abilitanti di uno smart building
È possibile sintetizzare in tre punti gli elementi tecnologici chiave di uno smart building:
Building device and solution
Sono gli impianti e le tecnologie che gestiscono la generazione dell’energia, l’efficienza energetica e la sicurezza. Per l’energia si tratta di fotovoltaico, accumulo, solare termico, cogenerazione. Per l’efficientamento si parla di finestre isolanti, caldaie a condensazione e pompe di calore. Solo gli impianti fotovoltaici con sistemi di accumulo sono davvero smart, perché hanno una piattaforma per gestire l’energia prodotta.
È l’insieme composto sia dai sensori connessi agli impianti per la raccolta dei dati sia dagli attuatori che impartiscono agli impianti i comandi elaborati dalla piattaforma di controllo e gestione. Questi sistemi moderni migliorano l’efficienza energetica dell’edificio e rilevano le anomalie, segnalandole al sistema di gestione. Quest’ultimo può reagire in automatico al variare delle condizioni degli ambienti monitorati, come per esempio fermare il riscaldamento finché le finestre di un locale sono aperte.
Connettività
L’insieme dei protocolli di comunicazione, wireless o cablati, che permettono la comunicazione tra sensori, attuatori e la piattaforma di controllo e gestione. Un sistema di connettività è fondamentale sia per lo smart building sia per garantire i servizi di accesso a Internet, oggi dati per scontati dagli utenti.
Il valore del mercato italiano nel 2021
Secondo l’edizione 2021 dello Smart Building report dell’Energy & Strategy Group del Politecnico di Milano, nel nostro Paese il volume complessivo di investimenti relativo a questo settore ha superato gli 8 miliardi di euro, ma solo 2 miliardi – relativi al 25% degli interventi effettuati – hanno riguardato soluzioni effettivamente smart, capaci cioè di trasformare o dotare un edificio di intelligenza e autonomia di gestione.
L’aspettativa è di una crescita significativa negli anni a venire. Nuovi edifici, ristrutturazioni e riqualificazioni di aree dismesse sono al centro dei piani urbanistici delle città italiane per i prossimi dieci anni. Questo farà crescere il mercato degli Smart building.
Un BMS (Building Management System) è un sistema che permette di monitorare impianti meccanici ed elettrici attraverso un’unica interfaccia. È il cervello di uno smart building, il centro nevralgico della parte smart dell’edificio. È un sistema che, tramite hardware e software, permette di controllare e gestire da remoto tutti gli impianti dell’edificio: antintrusione, climatizzazione, controllo energia Smart building, illuminazione e altro. Il sistema hardware BMS raccoglie i dati di funzionamento, i parametri ambientali, gli allarmi e tutti i dati significativi tramite un collegamento diretto a sonde e sensori. L’obiettivo principale di un BMS è garantire la continuità di funzionamento degli impianti, monitorando e ottimizzando al tempo stesso l’efficienza dei sottosistemi supervisionati. Con un BMS efficace è possibile risparmiare tra il 10% e il 30% di energia e ridurre l’impronta carbonica dell’edificio.
L’implementazione di un BMS comporta però alcune problematiche:
La cyber security. Mettere in connessione tutti i sistemi espone l’edificio (che può essere un ospedale o un data center) a potenziali attacchi di cyber criminali. Per evitare rischi, quindi, la rete dovrebbe essere chiusa, non raggiungibile dall’esterno. Ma questo renderebbe impossibile il suo controllo remoto. In caso di collegamento al Web è fondamentale che il sistema sia dotato di firewall e protezioni efficaci contro gli attacchi informatici.
I limiti di funzionamento. Il limite più evidente di un BMS è legato al fatto che può raccogliere solo i dati che i dispositivi collegati forniscono. Un caso limite potrebbe essere un vecchio apparecchio, che comunica al sistema solo se è acceso o spento. Per migliorare la completezza delle informazioni servono quindi altri sensori.
I protocolli di comunicazione. Un sistema BMS deve raccogliere le informazioni dai dispositivi, a prescindere dalla marca di questi ultimi. Serve quindi un formato standard per i dati, che però non è ancora stato definito a livello universale. Il più diffuso è ModBus. È importante che i sistemi abbiano gateway flessibili, in grado di adattarsi ai protocolli dei diversi dispositivi.
I BMS stanno dunque diffondendosi ovunque per ridurre consumi ed emissioni. A stimolarne l’impiego hanno contribuito anche le disposizioni dei “Criteri Generali e Requisiti delle Prestazioni Energetiche degli Edifici”, contenute nel Decreto Interministeriale n°39 del 2015. Il decreto ha infatti reso obbligatorio l’uso di sistemi BACS (Building & Automation Control System) negli edifici non residenziali di nuova costruzione o soggetti a importanti ristrutturazioni.
Esempi e applicazioni di smart building in Italia
In Italia e nel mondo esistono diversi esempi concreti di smart building, che riguardano sia edifici nuovi sia riqualificazioni di stabili esistenti. A Milano, per esempio, un condominio in via Bernardino Verro 78 b/c è stato profondamente ristrutturato, passando da una classe energetica D a una B. Una riqualificazione che consentirà alle famiglie un risparmio energetico complessivo in bolletta condominiale fino al 52%. Gli interventi hanno incluso: cappotto termico esterno, isolamento dei controsoffitti, valvole termostatiche, controllo da remoto degli impianti e un sistema fotovoltaico per produrre energia in autonomia. In ottica smart building è stato installato anche un sistema di gestione dell’energia di tipo IoT, sviluppato da Future Energy.
Un altro esempio di smart building è la sede di ENGIE in zona Milano Bicocca. Si tratta di 15.000 mq distribuiti su sei piani, in classe energetica AA, con un sistema di illuminazione a LED domotizzato e automatico. A tutto questo si aggiungono l’impianto fotovoltaico e quello di climatizzazione a pompe di calore. L’adozione di moderne soluzioni energetiche e ambientali ha permesso a ENGIE una riduzione del 30% dei consumi energetici e il riuso di 1.300 m3 di acqua piovana. Grazie a questi elementi innovativi, la sede di ENGIE Italia ha conseguito la certificazione LEED Platinum for New Construction – Leadership in Energy and Environmental Design.
Un altro caso è rappresentato dal Techpark di Bolzano, un parco tecnologico di 27.000 metri quadri realizzato su un’area industriale dismessa, che ospita uffici e laboratori. Le soluzioni tecnologiche come pompe di calore e illuminazione LED, insieme a una piattaforma BMS, permettono di gestire in modo centralizzato gli impianti di tutti gli edifici.
European Utility Week, Acotel Net sigla un accordo con Iren Mercato per l’adozione dei servizi My Energy Meter presso la clientela residenziale del gruppo energetico.
L’adozione del sistema Vimar By-me, su progetto dell’Architetto Davide Ferro e realizzato da Elettroimpianti di Soncin Giuseppe & C., ha permesso di rivoluzionare il concetto di abitazione.
Gefran e Enertronica parteciperanno ai progetti di rinnovamento energetico in Sudafrica, sfruttando gli incentivi messi a disposizione dal Paese. Si tratta di un’economia in forte crescita e le due aziende italiane hanno scelto di offrire la propria esperienza per la realizzazione delle infrastrutture necessarie per la generazione di energia rinnovabile.
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