Obiettivo: risparmio energetico

Un campo applicativo fondamentale per la domotica è il contenimento dei costi energetici. È tra i più determinanti e interessanti vantaggi ottenibile attraverso l’impiego di sistemi domotici e di building automation. Quantificarne gli effetti in modo preciso è molto difficile, così come può essere complesso valutare la quantità  e il costo degli interventi richiesti su un edificio preesistente per ottenere un risultato tale da rendere l’intervento stesso vantaggioso nel corso del medio e lungo periodo.

Introduciamo alcuni concetti di base e la terminologia necessaria per affrontare in modo più approfondito l’argomento. Ci offre un ottimo spunto la norma (EN 15232) che è stata sviluppata con lo scopo di fungere da strumento, anche se approssimativo, per permette di valutare l’incidenza dei sistemi di controllo automatici sulle prestazioni energetiche di un edificio.

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Sistemi di automazione
➜ BAC (Building Automation and Controls): termine utilizzato per indicare in modo generico un prodotto, software o servizio relativo al controllo automatico degli impianti tecnici di un edificio.

➜ BACS (Building Automation and Control Systems): termine utilizzato per indicare in modo specifico un sistema composto da prodotti, software o servizi BAC per il controllo degli impianti tecnici di un edificio.

➜ BM (Building Management): insieme globale dei servizi dedicati alla gestione e supervisione degli edifici.

➜ TBM (Technical Building Management): parte della gestione di un edificio (BM) relativa al funzionamento, alla manutenzione e alla gestione degli impianti tecnici, anche per la verifica della loro efficienza energetica.
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La norma precisa prima di tutto le tipologie con le quali è possibile classificare gli edifici: residenziale, terziario, commerciale, scolastico, ospedaliero, alberghiero/ristorazione e industriale; è piuttosto semplice intuire che il tipo di utilizzo e le necessità  di un abitazione sono molto differenti da quelle di una struttura ospedaliera e che le valutazioni relative alla gestione energetica devono rispondere a precisi vincoli molto diversi. In seconda battuta sono definite e classificate le applicazioni che consumano energia: HVAC (riscaldamento, ventilazione, climatizzazione), illuminazione, ausiliari elettrici e altri carichi. La stessa norma prevede, quindi, quattro classi di efficienza (A, B, C e D) per le quali definisce i requisiti minimi da applicare e propone una procedura di calcolo basata su rilievi statistici.

classi efficienza

Un sistema di automazione può essere definito di classe D, C, B oppure A se tutte le funzioni che implementa sono, rispettivamente, almeno di classe D, C, B, o A. Ciò significa che quando si valuta la realizzazione o l’integrazione di un impianto è necessario valutare la classe delle funzioni che si vogliono implementare e di quelle eventualmente già  presenti per determinare la classe finale. Per ogni classe è definito un fattore correttivo di efficienza che permette di ottenere a partire dal consumo di energia dell’edificio privo di sistemi di controllo (classe D) quello relativo all’edificio dotato di un impianto di classe C, B o A.

Per quanto riguarda i sistemi di automazione e controllo degli impianti tecnici di un edificio che richiedono la comunicazione su Bus sono definiti: HBES (Home and Building Electronic System) i sistemi conformi alla serie di norme CEI EN 50090 relative all’automazione e controllo degli impianti elettrici; BACS (Building Automation and Control System) i sistemi conformi alle norme EN ISO 16484 relative all’automazione e controllo degli impianti meccanici HVAC.

L’uso razionale dell’energia all’interno degli edifici è il metodo più rapido, economico e pulito per ridurre i consumi energetici ed è equivale a una fonte energetica alternativa. Con piccoli accorgimenti, nelle abitazioni e negli altri edifici civili è possibile risparmiare sino al 30-40% di energia, mantenendo le medesime condizioni di comfort. In generale l’energia consumata da un impianto (kWh) è pari al prodotto della potenza assorbita (kW) per il tempo di funzionamento (h).

energia (kWh) = potenza assorbita (kW) x tempo (h).

Le misure volte a un uso razionale dell’energia possono coinvolgere l’efficienza degli impianti (riduzione della potenza nominale a parità  di prestazione richiesta) e l’efficacia degli impianti (riduzione dell’energia effettivamente assorbita dall’applicazione a parità  di prestazione richiesta).

Le misure relative all’efficienza dell’impianto perseguono il fine di ridurre la potenza nominale dell’impianto (kW) e possono riguardare: l’involucro che contiene gli impianti, il sistema ovvero la corretta progettazione degli impianti e i componenti utilizzati.

classi risparmio

Le misure relative all’efficacia dell’impianto riguardano il sistema di gestione e di controllo che si può avvalere di impianti domotici e di building automation (BACS) e servizi di gestione tecnica per l’esercizio e la manutenzione degli impianti stessi (TBM). Lo scopo di un sistema di controllo è di regolare l’accensione e la modulazione degli impianti in modo intelligente tenendo conto di eventuali guadagni/benefici provenienti dall’esterno e per rispondere alle esigenze effettive degli occupanti, riducendo il consumo di energia al quello minimo possibile, ma sufficiente a garantire il comfort previsto.
Michele Braga

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DEFINIZIONILa programmazione oraria (scheduling) consiste nella capacità  di pilotare attraverso un segnale orario l’accensione, lo spegnimento e la regolazione dell’impianto in un ambiente o in una zona dello stesso. Questo permette di evitare lo spreco negli orari di sicura assenza di attività .

Il controllo di presenza (occupancy) consiste nella capacità  di pilotare l’impianto attraverso un segnale che indica l’effettiva presenza di persone nel locale considerato. Questa strategia consente di risparmiare lo spreco di energia che si avrebbe negli ambienti in assenza di persone o attività .

Il controllo di guadagno (gain) prevede la capacità  di controllare l’impianto delle luci e di riscaldamento in funzione della disponibilità  di energia luminosa o termica proveniente dall’esterno. Tale strategia consente di recuperare energia in presenza di luce naturale e della temperatura esterna.

Con il termine zonizzazione (zoning) si intende la suddivisione dell’impianto in più zone in modo che possa rispondere con prestazioni differenziate in funzione delle attività  svolte nei diversi locali, evitando così sprechi di energia dove non è necessaria.

La strategia di integrazione (integrating) prevede un controllore intelligente che tiene conto delle effettive necessità  di energia dell’ambiente inseguendo un valore prefissato (temperatura, luminosità , eccetera).

La funzione di controllo remoto (remoting) consente di pilotare a distanza l’impianto fornendo sia un la possibilità  di supervisione sia quella di modificare le accensioni e le regolazioni in funzione dell’utilizzo senza la necessità  di accedere alla centrale di controllo in loco.

Infine, la misurazione continua (metering) dei consumi energetici differenziati per tipo di utilizzazione (illuminazione, termico, carichi elettrici) permette di affinare nel tempo le strategie precedentemente descritte: è possibile definire in modo sempre più preciso la programmazione oraria, prevedere il tasso di presenza di persone nei diversi ambienti, valutare l’andamento dei parametri di guadagno nel corso dell’anno e affinarne i valori di prestazioni per le singole zone.

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Giornalista con background in Ingegneria Aerospaziale. Appassionato di tecnologia, fotografia e viaggi nelle terre fredde.

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