SAUTER e il triangolo funzionale per l automazione degli ambienti

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1 SAUTER e il triangolo funzionale per l automazione degli ambienti Automazione degli ambienti ed efficienza energetica come da EN Funzioni di automazione degli ambienti come da VDI 3813 Versione 1.1 Sede SAUTER Aprile 2013

2 Riassunto L innovazione nell automazione degli ambienti, grazie al sistema EY-modulo di SAUTER, copre tutte le funzioni necessarie a dotare edifici esistenti e di nuova costruzione di sistemi di building automation tecnici, a risparmio energetico e intelligenti. In questo documento approfondiremo le funzioni di automazione degli ambienti (come da VDI 3813 [2]) utilizzando il triangolo funzionale di SAUTER per l automazione degli ambienti, assegnandole alle relative classi energetiche degli edifici come da EN [1] Introduzione Le funzioni di automazione degli ambienti possono essere suddivise in tre gruppi, esse sono comunque strettamente interconnesse, per questo l idea di un triangolo funzionale SAUTER per l automazione degli ambienti può essere un buon modo per visualizzarle: Triangolo funzionale SAUTER per edifici integrati e l automazione degli ambienti L interazione automatizzata delle condizioni ambiente desiderate come, per fare alcuni esempi, tra condizionamento, temperatura e qualità dell aria, oppure tra illuminazione ed ombreggiamento, o ancora tra gestione in loco dell impianto e la sua regolazione automatizzata, è conosciuta come AUTOMAZIONE INTEGRATA DEGLI AMBIENTI. [3] Grazie alle seguenti funzioni, SAUTER copre ogni esigenza di interrelazione tra i tre impianti ambiente (condizionamento, illuminazione, ombreggiamento), e offre la possibilità di gestione in loco mediante le unità di gestione ambiente e soluzioni a livello gestionale per un funzionamento dell ambiente ottimizzato, flessibile ed energeticamente efficiente. 2

3 Funzioni di automazione integrata degli ambienti Come si legge nella direttiva EN 15232, e nelle linee guida VDI 3813, così come nel white paper di SAUTER Automazione integrata degli ambienti, il funzionamento energeticamente efficiente di un edificio e dei suoi ambienti può essere assicurato solo se il condizionamento, l illuminazione (monitoraggio e regolazione dell illuminazione) e l ombreggiamento (oscuranti, unità di protezione dall abbagliamento, etc) sono ottimamente interconnessi. Si tratta di un interconnessione che di norma viene ottenuta sia nel caso in cui tutte le funzioni siano raccolte in un unico elemento che nel caso in cui vi siano diversi elementi che scambiano tra di loro funzioni e informazioni mediante una procedura adeguata (un protocollo di comunicazione come BACnet). Triangolo funzionale SAUTER per l automazione integrata degli ambienti come da EN e VDI

4 Funzioni per il condizionamento ambiente Funzioni per la regolazione del condizionamento (temperatura, qualità dell aria, umidità dell aria) mediante unità di automazione dell ambiente (riscaldamento, raffrescamento, ventilazione) Riscaldamento Raffrescamento Ventilazione Attuatori elementi impianto/di campo Temperatura Qualità dell aria Umidità dell aria ( C/ F) (ppm, mg/m 3 ) (%rh) Sensori strumenti di misurazione D

5 Riscaldamento Per il riscaldamento, il regolatore è installato a livello ambiente (ambiente individuale, segmenti di ambiente, ambienti multipli intesi come area). Per una regolazione della temperatura ottimale dal punto di vista energetico, i regolatori ambiente dovrebbero essere in comunicazione con il sistema di building management (1.1.3). Un sistema di regolazione basato sul fabbisogno energetico e legato alla rilevazione di presenza aumenta l efficienza (1.1.4). Un regolatore con programmazione oraria permette un funzionamento intermittente basato su schemi di presenza predefiniti e flessibile (accensioni ottimizzate) o un utilizzo in base al fabbisogno (Comfort, Precomfort, Ridotto, Antigelo) (1.5). EN 15232: 1 Regolazione riscaldamento 1.1 Regolazione dell emissione 1.5 Regolazione intermittente dell emissione e/o della distribuzione VDI 3813: Regolazione della temperatura (riscaldamento/raffrescamento) Raffrescamento Per il raffrescamento, il regolatore è installato a livello ambiente (ambiente individuale, segmenti di ambiente, ambienti multipli intesi come area). Per una regolazione della temperatura ottimale dal punto di vista energetico, i regolatori ambiente dovrebbero essere in comunicazione con il sistema di building management (3.1.3). Un sistema di regolazione basato sul fabbisogno e legato alla presenza nell ambiente aumenta l efficienza (3.1.4). Un regolatore con programmazione oraria permette un funzionamento intermittente basato su schemi di presenza predefiniti e flessibile (accensioni ottimizzate) o un utilizzo in base al fabbisogno (Comfort, Precomfort, Ridotto, Protezione)(3.5). EN 15232: 3 Regolazione raffrescamento 3.1 Regolazione dell emissione 3.5 Regolazione intermittente dell emissione e/o della distribuzione VDI 3813: Regolazione della temperatura (riscaldamento/raffrescamento) Riscaldamento e raffrescamento interblocco Riscaldamento e raffrescamento non si svolgono mai in simultanea nell ambiente, perciò sono automaticamente interbloccati. Un interblocco totale garantisce anche il massimo livello di efficienza energetica. (Nota: se dovesse essere necessaria la deumidificazione, essa implica tecnicamente la contemporaneità di riscaldamento e raffrescamento, e non è perciò da intendere come una funzione di interblocco tra di essi). EN 15232: 3.6 Interblocco tra la regolazione dell emissione e/o della distribuzione di riscaldamento e raffrescamento (3.6.1 interblocco parziale, interblocco totale) VDI 3813: Selezione della funzione (permette l interblocco della modalità di riscaldamento/raffrescamento) Ventilazione e condizionamento Il condizionamento e/o la qualità dell aria a livello ambiente possono essere regolati agendo sulla ventilazione o la portata d aria rispettivamente a livello ambiente (4.1) o per mezzo di raffrescamento automatico gratuito (4.5). Una regolazione ambiente ottimizzata dal punto di vista energetico avviene mediante un programma di presenza temporizzato (4.1.1) o con un sensore di presenza (4.1.2). L installazione migliore è la regolazione in base al fabbisogno che si basa sulla qualità dell aria ambiente (CO2, VOC) (4.1.3). Sia il raffrescamento automatico gratuito (raffrescamento notturno, raffreddamento gratuito) che la regolazione in base alla richiesta H,x offrono un potenziale risparmio energetico sul trattamento dei fluidi freddi. EN 15232: 4 Regolazione ventilazione e condizionamento 4.1 Regolazione della portata d aria ambiente 4.5 Raffrescamento gratuito VDI 3813: Regolazione in cascata della temperatura dell aria mandata/ambiente Regolazione ventola 5

6 Raffrescamento notturno gratuito Quando l ambiente non è occupato, l aria fredda esterna viene utilizzata per il raffrescamento notturno gratuito, ad esempio vengono aperte automaticamente le finestre (4.5.1). Si ottiene il maggior risparmio energetico quando l aria fredda esterna viene integrata in modo modulare con i refrigeratori nel corso di tutta la notte (4.5.2). EN 15232: 4.5 Raffrescamento meccanico gratuito Raffrescamento notturno Raffrescamento gratuito VDI 3813: Raffrescamento notturno Regolazione della qualità dell aria in base alla presenza La regolazione della qualità dell aria in base alla presenza offre un condizionamento ottimizzato in ambienti occupati e utilizzati. A seconda che l ambiente sia o meno occupato, aumentare la velocità della ventola può aiutare ad aumentare la proporzione di aria di rinnovo. Interruttori di presenza, sensori di presenza e/o programmazione oraria per la rilevazione di presenza nell ambiente possono definire chi vi sia nella stanza. La ventilazione reagisce di norma con diversi livelli di velocità dei ventilatori.. EN 15232: Regolazione della portata d aria a livello ambiente - Regolazione di presenza VDI 3813: Regolazione della qualità dell aria Regolazione della qualità dell aria in base alla qualità. EN 15232: Regolazione della portata d aria a livello ambiente - Regolazione in base al fabbisogno VDI 3813: Regolazione della qualità dell aria Regolazione della portata Regolazione dell umidità ambiente La regolazione della qualità dell aria in base alla rilevazione di qualità ottimizza il condizionamento dell ambiente in base alla qualità dell aria effettivamente misurata (CO2, VOC) e aumenta l aria di rinnovo utilizzando la ventilazione ambiente oppure bilanciando le serrande dell aria di mandata con una porzione di aria di rinnovo. La ventilazione ambiente viene normalmente regolata mediante continui segnali di regolazione. La regolazione dell umidità ambiente (4.7.2) e il monitoraggio dell umidità nell aria di mandata sono ottenute mediante umidificazione e deumidificazione (o riscaldamento dell aria di mandata, regolazione del punto di rugiada 4.7.1). Per un condizionamento ambiente ottimale, la regolazione avviene all interno di una comfort zone (temperatura, umidità = entalpia). EN 15232: 4.7 Regolazione dell umidità dell aria Regolazione del punto di rugiada Regolazione diretta dell umidità VDI 3813: Selezione della funzione con monitoraggio del punto di rugiada D

7 Selezione del livello energetico e definizione del valore prescritto Con la selezione del livello energetico, o a programmazione oraria per la rilevazione presenza, la regolazione in base al fabbisogno e alla rilevazione di presenza determina il valore prescritto adeguato per l automazione integrata degli ambienti e, dove possibile, imposta preventivamente il condizionamento (precomfort, avvio ottimizzato) EN 15232: Regolazione per singoli ambienti con comunicazione e regolatore in base presenza Regolazione per singoli ambienti con comunicazione e regolatore in base presenza VDI 3813: Selezione modalità energetica Selezione modalità energetica con avvio ottimizzato Calcolo del valore prescritto 7

8 Funzioni per l illuminazione Funzioni di regolazione e monitoraggio per ottenere condizioni di illuminazione ambiente ottimali Illuminazione Attuatori elementi impianto/in campo Sensori di presenza Misurazioni di luminosità (Lux) Sensori strumenti di misurazione EN 15232: 5 Regolazione dell illuminazione VDI 3813: (Funzioni per la regolazione e il monitoraggio dell illuminazione) Regolazione dell illuminazione manuale La regolazione manuale dell illuminazione è gestita mediante interruttori on/off. In questo caso, l ottimizzazione energetica dipende interamente dalla presenza dell utente e dalla sua consapevolezza nei confronti del risparmio energetico. Inoltre, lo spegnimento può anche avvenire automaticamente utilizzando, ad esempio, un timer. EN 15232: 5.1 Regolatore di presenza interruttore manuale on/off VDI 3813: Regolatore di illuminazione (per classe C: con segnale aggiuntivo di spegnimento automatico) 8

9 Regolazione dell illuminazione spegnimento ritardato La regolazione dell illuminazione con spegnimento ritardato prevede l accensione/spegnimento manuale mediante interruttore. Inoltre, l illuminazione viene spenta automaticamente almeno un volta al giorno. EN 15232: 5.1 Regolatore di presenza Interruttore on/off manuale + segnale di spegnimento automatico aggiuntivo VDI 3813: Regolazione dell illuminazione (per la classe C: con regolatore di spegnimento automatico) Regolazione dell illuminazione sulla rampa delle scale Regolazione dell illuminazione in base alla presenza La regolazione dell illuminazione in base alla presenza può essere ottenuta in modi diversi in risposta a necessità diverse. - Accensione automatica/dimmeraggio automatico - Accensione automatica/spegnimento automatico - Accensione manuale/dimmeraggio manuale - Accensione manuale/spegnimento automatico EN 15232: 5.1 Regolazione di presenza rilevazione automatica VDI 3813: Regolazione dell illuminazione sulla rampa delle scale Luci automatiche Regolazione dell illuminazione in base alla presenza, alla luce diurna; on/off Con la regolazione dell illuminazione in base alla presenza e alla luce diurna le luci si accendono automaticamente in base alla proporzione di luce diurna. Un sensore ambiente cattura la luce naturale e se la luminosità risulta inferiore ad un valore prescritto definito, e l ambiente è occupato, la luce si accende automaticamente. EN 15232: 5.2 Regolazione della luce diurna Automatica VDI 3813: Illuminazione in base alla luce diurna (Sensore luce ambiente) Regolazione crepuscolare (sensore luce esterno) Regolazione dell illuminazione in base alla presenza, alla luce diurna; dimmerata La regolazione dell illuminazione in base alla presenza e alla luce diurna regola le luci automaticamente mediante dimmer, in base alla proporzione di luce diurna. EN 15232: 5.2 Regolazione della luce diurna Automatica VDI 3813: Illuminazione in base alla luce diurna (Sensore luce ambiente) 9

10 Funzioni per l ombreggiamento Funzioni per l ombreggiamento ambiente ideale Ombreggiamento Stazioni metereologiche (m/s, C, F, W/m 2 ) Attuatori Elementi impianto /in campo Sensori strumenti di misurazione EN 15232: 6 Regolazione oscuranti VDI 3813: (Funzioni per la regolazione e il monitoraggio delle apparecchiature di ombreggiamento) Regolazione ombreggiamento manuale La regolazione manuale delle apparecchiature di ombreggiamento può sia impedire il surriscaldamento che evitare l abbagliamento. In questo caso, l ottimizzazione dell energia dipende dagli utenti presenti nell ambiente e dalla loro consapevolezza di quale sia il risparmio energetico che gli strumenti di ombreggiamento possono garantire. EN 15232: 6.1 Funzionamento motorizzato con regolazione manuale VDI 3813: Non trattato dalle linee guida 10

11 Protezione anti abbagliamento in base alla luce La protezione anti abbagliamento in base alla luce ovvero la riduzione automatica della luce in ingresso riduce l utilizzo di energia per il raffrescamento in estate, oltre a proteggere dall abbagliamento. EN 15232: 6.2 Funzionamento motorizzato con regolazione automatica VDI 3813: Regolazione solare automatica (ombreggiamento semplice) Protezione anti abbagliamento in base alla posizione del sole La protezione anti abbagliamento in base alla posizione del sole assicura la regolazione ottimale delle lamelle in base a: data/ora, posizione del sole in un dato momento oltre che posizionamento e orientamento degli oscuranti. EN 15232: 6.2 Funzionamento motorizzato con regolazione automatica VDI 3813: Orientamento lamelle (ombreggiamento complesso) Protezione anti abbagliamento con correzione delle ombre La funzione di protezione anti abbagliamento con correzione delle ombre può essere combinata con funzioni di ombreggiamento semplici o più complesse. Questa funzione supplementare assicura che una finestra o un gruppo di finestre temporaneamente all ombra di oggetti circostanti non ricevano alcun comando di posizionamento automatico in quel particolare momento, rimanendo invece in una posizione base pre-definita. Questo garantisce un miglior apporto di luce diurna e preserva le parti meccaniche delle apparecchiature di ombreggiamento (Nota: Il calcolo della correzione delle ombre necessita una descrizione strutturale precisa delle facciate, delle finestre, dell edificio e di ciò che lo circonda) EN 15232: Non trattato dalla normativa VDI 3813: Correzione delle ombre Privacy in base alla luce esterna La garanzia di privacy in base alla luce esterna ovvero ad un regolatore crepuscolare è garantita dal posizionamento dell apparecchiatura in base alle condizioni di luce esterna. Chiudere gli oscuranti durante la notte riduce la dispersione di calore attraverso le finestre e l emissione luminosa dell edificio. EN 15232: Non trattato dalla normativa VDI 3813: Regolazione crepuscolare automatica 11

12 Protezione dalle intemperie e anti collisione La protezione dalle intemperie e anti collisione (ad es. oscuranti interni quando le finestre sono aperte) evita che gli oscuranti possano danneggiarsi. Una stazione meteo è in grado di rilevare le condizioni di vento, pioggia e gelo orientando gli elementi di ombreggiamento nella posizione adeguata mediante regolazione prioritaria. EN 15232: Non trattato dalla normativa VDI 3813: Protezione dalle intemperie con regolazione prioritaria Regolazione ombreggiamento con selezione prioritaria La regolazione dell ombreggiamento con selezione prioritaria gestisce diversi comandi di posizionamento con una sequenza prioritaria così da evitare che gli elementi di ombreggiamento vengano danneggiati (vento, collisione meccanica), pur permettendo sempre l intervento manuale dell utente. EN 15232: Non trattato dalla normativa VDI 3813: Regolazione prioritaria Funzioni di automazione integrata degli ambienti L automazione integrata degli ambienti viene definita come l interazione ottimale tra regolazione di condizionamento, illuminazione e ombreggiamento. Una volta selezionate le funzioni ottimali di automazione dell ambiente, l edificio è in grado di funzionare in modo ideale in conformità con le classi di efficienza energetica di building automation. Classi di efficienza energetica di BA per l automazione degli ambienti Le funzioni di automazione integrata degli ambienti sono definite dalle classi di efficienza energetica di Building Automation e sono selezionate in modo sia possibile raggiungere il più elevato livello di efficienza energetica. EN 15232: VDI 3813: Tab.2 Tab.2 Elenco di funzioni e associazione a ciascuna classe di efficienza energetica di BA (riscaldamento, raffrescamento, ventilazione (1, 3, 4), Illuminazione (5), ombreggiamento (6)) Associazione delle funzioni di applicazione in conformità alle classi di efficienza di BA (funzioni base, di illuminazione, ombreggiamento e condizionamento). Regolazione termica automatica La regolazione termica automatica utilizza l ombreggiamento a supporto dei processi di riscaldamento e raffrescamento all interno di ambienti non occupati. In inverno, quando l ombreggiamento è aperto, l irraggiamento solare in ingresso riduce la necessità di calore e in estate quando è chiuso impedisce il surriscaldamento (riduzione dell energia utilizzata per il raffrescamento).. D

13 EN 15232: 6.3 Regolazione combinata (luce)/oscuranti/hvac (= automazione integrata degli ambienti) VDI 3813: Regolazione termica automatica Gestione e visualizzazioni La gestione in loco e standardizzata di tutte le funzioni ambiente permette un utilizzo semplice da parte dell utente, cosa di cui risente il bilancio energetico. Unità di gestione ambiente con tecnologia a sensore integrato Principale unità di funzionamento ambiente per tutte le funzioni (HVAC, illuminazione, ombreggiamento; cablaggio convenzionale (1:1), comunicazione bus-compatibile o wireless (es.: EnOcean) Funzioni: impostazione dell illuminazione, ombreggiamento, ventilazione e valore prescritto della temperatura; selezione della modalità di utilizzo dell ambiente; rilevazione presenza; tecnologia a sensore integrato (temperatura, CO2, VOC, Lux, ). Reset sistematico degli interventi dell utente per tornare in modalità automatica. Indicazione dell efficienza energetica effettiva di tutte le funzioni ambiente EN 15232: Non trattato dalla normativa VDI 3813: 6.4 Funzioni operatore e display (locale) Regolazione dello scenario ambiente Un unità di regolazione ambiente permette di selezionare la tipologia di utilizzo dell ambiente e di utilizzare l informazione per l automazione integrata degli ambienti. Grazie alla regolazione dello scenario ambiente, ambienti speciali (come ad esempio aule universitarie, sale stampa/conferenze) possono essere attrezzati con unità di gestione ambiente (ad es.: media touch displays) che ne specificano la tipologia di utilizzo (scenari come l abbassarsi delle luci durante una lezione o l aerazione automatica delle finestre durante la pausa), influenzando così l automazione degli ambienti. EN 15232: Non trattato dalla normativa VDI 3813: Selezione della tipologia di utilizzo dell ambiente Regolazione mediante tipologie di utilizzo ambiente 13

14 Funzioni di gestione ambiente centralizzata Oltre alle opzioni di gestione e visualizzazione in loco attraverso le unità ambiente standard (triangolo esterno più chiaro), sono state sintetizzate le funzioni centralizzate di gestione di building automation a seconda delle diverse necessità di automazione e gestione degli ambienti (triangolo interno più scuro). Funzioni generali di automazione degli ambienti Le funzioni centralizzate di automazione degli ambienti si coordinano con il livello gestionale del sistema di building management. EN 15232: 7 Home and Building Management VDI 3813: 6.7 Funzioni di gestione 6.8 Funzioni operatore Ambiente/clima L automazione integrata degli ambienti è influenzata dai fattori ambientali nel limite di quanto regolazione e monitoraggio delle apparecchiature di ombreggiamento sono influenzate dalle condizioni climatiche, in base a priorità. Di questo si occupa una stazione meteo centralizzata apposta sull edificio. Nel caso di sistemi di riscaldamento/raffrescamento ad elevata inerzia (TABS: elementi di costruzione termoattivi) le previsioni del tempo possono essere utilizzate anche per prevedere la gestione dell automazione degli ambienti. EN 15232: 7 Home and Building Management VDI 3813: Protezione dalle intemperie 14

15 Ottimizzazione I sistemi tecnici di house and building management e i dispositivi di regolazione interconnessi permettono un monitoraggio centrale e continuo e l ottimizzazione dei valori prescritti e dei parametri (coefficienti per regolatori PI). La correzione automatica centralizzata e l ottimizzazione dei valori prescritti, oltre ai parametri di regolazione impostati influenzano l efficienza e dunque l ottimizzazione dei costi dell edificio. Questa ottimizzazione centralizzata rispetta la classe di efficienza BA specificata. EN 15232: 7 Home e Building Management VDI 3813: Funzioni di comunicazione gestionale Dati energetici EN 15232: 7.2 Reportistica riguardante i consumi energetici, le condizioni microclimatiche e le possibili migliorie VDI 3813: Registrazione dei dati di funzionamento Programmazione oraria L acquisizione centralizzata dei dati di consumo energetico, individuati per sezione di edificio o addirittura per ciascun ambiente, con la rispettiva visualizzazione e registrazione, può contribuire ad un funzionamento migliore ed energeticamente più efficiente. Un sistema di gestione energetica dotato di monitoraggio (acquisizione dei dati e monitoraggio), registrazione dei dati, fatturazione energetica o benchmark, può essere utilizzato dall operatore per ridurre al minimo i costi. Con le acquisizioni virtuali dei dati di consumo per ciascun ambiente (contatori virtuali), i costi per i dispositivi di misurazione vengono ridotti al minimo e gli utenti sono sempre informati del loro impatto sul consumo energetico. I sistemi di building management gestiscono centralmente anche la programmazione oraria e i calendari (di funzionamento) per la gestione complessiva della building automation e dell automazione degli ambienti. Dato che i profili e i calendari vengono registrati localmente all interno delle rispettive stazioni di automazione, il sistema di building management deve solo gestire e sincronizzare la programmazione oraria e i calendari. EN 15232: Non trattato dalla normativa VDI 3813: Funzioni di comunicazione gestionale Funzioni operatore Generali Allarmi Le notifiche sono importanti per il funzionamento sicuro della building automation e dei sistemi di automazione degli ambienti. Del monitoraggio e dell invio dei messaggi d allarme, così come del loro riconoscimento da parte dell utente, con o senza audit trail, e della creazione di uno storico delle segnalazioni (alarm log) si occupa un sistema di notifica integrato nel sistema di building management. I vari eventi e gli allarmi vengono chiaramente visualizzati in base all urgenza all interno di un elenco. È inoltre possibile inviare allarmi importanti a determinate persone (alarm dispatching). EN 15232: 7.1 Individuazione dei guasti dei sistemi di home and building automation e supporto nella diagnosi degli stessi. VDI 3813: Funzioni di comunicazione gestionale Testo di descrizione della notifica Messaggio a destinatari esterni 15

16 Trend Per assicurare il funzionamento continuo e qualitativamente elevato dell edificio e degli ambienti vengono registrati stati, notifiche, misurazioni e valori di posizionamento individuati dai regolatori. La registrazione dei dati avviene utilizzando data base e, una volta ottimizzata la loro visualizzazione, permette di monitorare i valori attuali (live data) e quelli passati (data archiving). EN 15232: VDI 3813: Non trattato dalla normativa Registrazione dati di funzionamento Registrazione notifiche passate Archiviazione nel database Funzioni Rental area Scenari Grazie alla regolazione centralizzata degli scenari, ambienti diversi possono essere registrati con diverse tipologie di scenario. In caso di necessità (programmazione oraria, calendari, presenza, commando centralizzato), questi ambienti sono attivati centralmente con uno scenario specifico (scenari come luci corridoio dimmerate di notte o temperatura di comfort quando l aula viene utilizzata) EN 15232: VDI 3813: Gestione ambiente EN 15232: VDI 3813: Rental area Non trattato dalla normativa Non trattato dalle linee guida La gestione ambiente può essere utilizzata per regolare in modo ottimale ambienti suddivisi in modo flessibile all interno di un edificio ad uffici, adeguandoli alle necessità dell utente. Grazie a questa regolazione muri divisori interni o ambienti adiacenti possono essere uniti per formarne uno unico. I dispositivi di automazione degli ambienti si configurano automaticamente in un unità singola. È possibile farlo automaticamente con un contatto posto sulle pareti divisorie o manualmente mediante il sistema di building management (suddivisione flessibile dei muri, smart wall). Non trattato dalla normativa Regolazione dei muri divisori Grazie al supporto di funzioni per la gestione di aree destinate a molteplici proprietari o a frequenti cambiamenti di proprietario (funzioni aggiuntive di Rental area come fatturazione dell energia, gestione dei contratti di affitto, diritti di utilizzo e responsabilità), gli edifici possono essere utilizzati e gestiti in modo ottimale da investitori e proprietari. Queste funzioni di Rental area vengono offerte in moduli aggiuntivi o sistemi di gestione del facility management. EN 15232: VDI 3813: Non trattato dalla normativa Non trattato dalle linee guida 16

17 Presenza. Con un sistema di presenza ambiente, come potrebbe essere un sistema di presenza ambiente per hotel o una rilevazione presenze centralizzata (valutazione statistica di presenza nell ambiente), le condizioni microclimatiche possono essere predisposte e perseguite in modo ottimale per l utente. Le impostazioni centralizzate relative alla presenza negli ambienti e una valutazione presenze dinamica e in loco (possessori di badge, sensori di presenza) sono in grado di offrire un ottimo supporto all efficienza energetica della building automation e possono essere utilizzate per la gestione degli ambienti in ambito facility management EN 15232: Non trattato dalla normativa VDI 3813: Valutazione di presenza L automazione integrata degli ambienti in SAUTER Il sistema di automazione degli ambienti EY-modulo ecos di SAUTER Il sistema di automazione degli ambienti EY-modulo ecos (economic, cost-optimized system) di SAUTER è composto da elementi modulari che permettono la gestione intelligente dell edificio in conformità a quanto richiesto dai sistemi di building automation e automazione degli ambienti: ecos ecounit ecolink ecomod ecosens sistema di automazione degli ambienti SAUTER - stazione di automazione degli ambienti economic, cost-optimized system unità di funzionamento ambiente con tecnologia a sensore ambiente integrato moduli I/O autonomi e interconnessi per funzioni ambiente come riscaldamento, ventilazione, raffrescamento, unità fan coil, illuminazione, ombreggiamento modulo per ecos per l integrazione di sistema di altri dispositivi come strumentazioni EnOcean tecnologia a sensore SAUTER per la building automation ecoslib biblioteca completa di automazione degli ambienti per CASE Suite, contenente tutti i gruppi di funzioni di BA come da EN e VDI Le funzioni sono così raggruppate: 17

18 ecosclimate ecoslight ecossun funzioni microclimatiche (riscaldamento, ventilazione, raffrescamento/condizionamento) funzioni di BA per l illuminazione funzioni di BA per l ombreggiamento e l anti abbagliamento ecoscert ecosflex ecosbox ecosnet ecosctrl ecosdr ecosam funzioni di automazione degli ambienti per regolazione misurazione comando Interazione in base al fabbisogno tra l automazione intelligente degli ambienti e i circuiti di energia primaria (Fabbisogno-Offerta) registrazione del consumo energetico virtuale e reale nell ambiente e nell edificio, accumulato per l intero edificio (Misurazione Avanzata) certificazioni per i prodotti ecos di SAUTER (eu.bac, BACnet B-BC, ) divisione flessibile degli ambienti per i sistemi di building management quadro di automazione degli ambienti per installazione e avviamento semplici il sistema ecos RA, liberamente programmabile e in grado di comunicare all interno di reti con protocolli standard o proprietari come per BACnet/IP, LonWorks o novanet di SAUTER ecosdali, ecosknx, ecossmi dispositivi aggiuntivi di integrazione del sistema ecos di SAUTER DALI, KNX, SMI di SAUTER e molti altri. Di seguito una breve panoramica delle famiglie di sistemi SAUTER per l automazione degli ambienti: EY-modulo 2 ecos di SAUTER Sistema di automazione degli ambienti dotato di novanet di SAUTER (bus di sistema a 2 cavi) esempio EY-modulo 5 ecos di SAUTER Sistema di automazione degli ambienti c o n BACnet/IP EY-modulo 4 ecos di SAUTER Sistema di automazione degli ambienti con protocollo LonWorks Competenza nell automazione degli ambienti Il sistema di automazione degli ambienti SAUTER ecos, frutto di numerosi anni di know-how e dell implementazione delle funzioni di automazione degli ambienti, completa le offerte globali del sistema di building management SAUTER EY- modulo. [4] A prescindere dalla tecnologia (BACnet, LonWorks, EnOcean), SAUTER è in grado di rispondere ad ogni vostra necessità in materia di building automation. [5] 18

19 Conclusioni Le descrizioni che la normativa EN e la VDI 3813 fanno della building automation e dell automazione degli ambienti permettono a chi pianifica un sistema di building automation e di automazione degli ambienti (BACS, RACS) di selezionare le funzioni corrette in modo che l energia necessaria per la gestione dell edificio sia utilizzata in modo efficiente. Sistemi adeguati di building ed energy management (BEMS) permettono di monitorare tali edifici intelligenti (smart building, green building, edifici intelligenti ed integrati). In futuro, la necessità di funzioni intelligenti di automazione degli ambienti sarà definita anche da standard internazionali come la ISO (ISO : funzioni BACS / ISO : applicazioni BACS / RACS ), e quindi degli standard di tutti i paesi. Bibliografia e riferimenti Bibliografia suggerita: [1] EN : Prestazione energetica degli edifici Incidenza dell automazione, della regolazione e della gestione tecnica degli edifici [2] VDI : Sistemi di building automation e regolazione (BACS) Parte 1: Fondamenti di regolazione ambiente (Maggio 2011) Parte 2: Funzioni di regolazione ambiente (funzioni RA) (Maggio 2011) Parte 3: Funzioni macro (in preparazione) [3] White paper SAUTER : Automazione integrata degli ambienti ed efficienza energetica (V1.1, 2013) [4] Brochure SAUTER: EY-modulo, EY-modulo 5, EY-modulo 2, EY-modulo 4 [5] Brochure SAUTER: Room Management, Automazione degli ambienti, Comunicazione Wireless Autori Roland Hofstetter, sede principale SAUTER: Market Manager, sistemi SAUTER; ha lavorato alla strategia di Marketing nella cornice del Room Automation Competence Centre ; ha definito i requisiti per i sistemi intelligenti di building management con i prodotti SAUTER. Membro del CEN TC 247 Gruppo di Lavoro 3. Ulrich Howorka e Markus Strittmatter, SAUTER Germania: Product Manager, Automazione degli ambienti; hanno lavorato alla predisposizione delle biblioteche SAUTER RA in conformità alle funzioni nella VDI 3813; hanno lavorato nel team di esperti sulla VDI 3813 oltre che sulla CEN TC 247 WG6; hanno offerto supporto a progetti di automazione degli ambienti per SAUTER Germania e hanno condotto seminari per progettisti e corsi di addestramento per i clienti. Kilian Haller e Mathieu Dehlinger, sede principale SAUTER: Product Manager, Automazione degli ambienti; Project Manager, hanno lavorato sulla predisposizione e l implementazione delle biblioteche SAUTER RA come da EN e VDI 3813; corsi internazionali di addestramento prodotto per il sistema di automazione degli ambienti ecos di SAUTER. 19

20 Abbreviazioni BACS BA RACS RA BMS BM TBM BEMS MCR EMS ISO EN VDI BACnet B-BC DALI KNX SMI Building Automation and Control System Building Automation Room Automation and Control System Room Automation Building Management System Building Management Technical Building Management Building and Energy Management System Measurement, Control and Regulation Energy Management System / Solution International Standard Organisation European Norm Verein Deutscher Ingenieure (Associazione degli Ingenieri Tedeschi) Building and Automation Control Network BACnet Building Controller (tipo di profile BACnet) Digital Addressable Lighting Interface Standard for Home and Building Control Standard Motor Interface L azienda In quanto leader nella fornitura di soluzioni tecnologiche di building automation per i green building, SAUTER offre condizioni piacevoli e senso di benessere in ambienti sostenibili. SAUTER sviluppa, produce e vende soluzioni complete e offre una gamma omnicomprensiva di servizi per assicurare che gli edifici funzionino secondo un utilizzo energetico ottimale. I nostri prodotti, le nostre soluzioni e i nostri servizi assicurano un elevata efficienza energetica nel corso dell intero ciclo di vita di un edificio, dalla pianificazione e costruzione fino al suo funzionamento, all interno di uffici ed edifici amministrativi, centri di ricerca ed educativi, ospedali, edifici industriali e laboratori, aeroporti, strutture per il tempo libero, hotel e data centre. Grazie ad oltre un secolo di esperienza e alla conservazione del know-how tecnologico, SAUTER è un comprovato specialista nell integrazione di sistemi, con un nome che trasmette innovazione continua e qualità svizzera. Pluripremiato per il miglior sistema di automazione e per il miglior servizio energetico, oltre che con l ottenimento di certificazioni eu.bac e BTL, SAUTER offre all utente e agli operatori una panoramica sui flussi energetici e sui consumi, permettendo loro di mappare il miglioramento dei loro costi. 20

21 Tavole in appendice Automazione degli ambienti come da EN (tab. 1) REGOLAZIONE AUTOMATICA 1 REGOLAZIONE RISCALDAMENTO 1.1 Regolazione emissioni Il sistema di regolazione è installato sull emettitore o a livello ambiente, nel primo caso un sistema può regolare più ambienti 0 No regolazione automatica della temperatura ambiente 1 Regolazione automatica centralizzata: solo regolazione automatica centralizzata che agisce o sulla distribuzione o sulla generazione. È possibile ottenere tutto ciò, ad esempio, mediante un regolatore di temperatura esterno conforme alla EN o alla EN Regolazione singolo ambiente: mediante valvole termostatiche o regolatori elettronici 3 Regolatori singolo ambiente con comunicazione: tra regolatori e BACS (ad es.: Scheduler) 4 Regolatori singolo ambiente con comunicazione e rilevatore presenza: tra regolatori e BACS; regolatore a Fabbisogno / Presenza in base all occupazione dell ambiente 1.5 Regolazione intermittente dell emissione e/o della distribuzione Un regolatore può gestire più ambienti/zone con le stesse impostazioni di presenza. 0 No regolazione automatica 1 Regolazione automatica a programmazione oraria fissa: per ridurre la temperatura interna e il periodo di funzionamento 2 Regolazione automatica con ottimizzazione dello start/stop: per ridurre la temperatura interna e il periodo di funzionamento 3 Regolazione automatica a valutazione del fabbisogno: per ridurre la temperatura interna e il periodo di funzionamento 3 REGOLAZIONE RAFFRESCAMENTO 3.1 Regolazione delle emissioni Il sistema di regolazione è installato sull emettitore o a livello ambiente, nel primo caso un sistema può regolare più ambienti 0 No regolazione automatica: fornisce la temperatura ambiente 1 Regolazione automatica centralizzata: solo regolazione automatica centralizzata che agisce o sulla distribuzione o sulla generazione. È possibile ottenere tutto ciò, ad esempio, mediante un regolatore di temperatura esterno conforme alla EN o alla EN Regolatore singolo ambiente: Mediante valvole termostatiche o regolatore elettronico 3 Regolatori singolo ambiente con comunicazione: Tra regolatori e BACS (ad es.: Scheduler) 4 Regolatori singolo ambiente con comunicazione e rilevatore presenza: tra regolatori e BACS; regolatore a Fabbisogno / Presenza in base all occupazione dell ambiente 3.5 Regolazione intermittente dell emissione e/o della distribuzione Un regolatore può controllare più ambienti/zone con le stesse impostazioni di presenza. 0 No regolazione automatica 1 Regolazione automatica a programmazione oraria fissa: per innalzare la temperatura ambiente e ridurre il tempo di funzionamento 2 Regolazione automatica con ottimizzazione dello start/stop: per innalzare la temperatura ambiente e ridurre il tempo di funzionamento 3 Regolazione automatica a valutazione del fabbisogno: per innalzare la temperatura ambiente e ridurre il tempo di funzionamento 3.6 Interblocco tra la regolazione dell emissione e/o della distribuzione di riscaldamento e raffrescamento Evitare il riscaldamento e il raffrescamento contemporaneo dello stesso ambiente dipende dal principio del sistema 0 No interconnessione: I due sistemi sono controllati indipendentemente e possono fornire contemporaneamente riscaldamento e raffrescamento 1 Interblocco parziale (dipendente dal sistema di HVAC): La funzione di regolazione è impostata per minimizzare la possibilità di contemporaneità di riscaldamento e raffrescamento. Questo si ottiene normalmente definendo un valore prescritto compensato per la temperatura di mandata del sistema centralizzato. 21

22 2 Interblocco totale: La funzione di regolazione permette di garantire che non vi saranno riscaldamento e condizionamento simultanei 4 REGOLAZIONE VENTILAZIONE E CONDIZIONAMENTO 4.1 Regolazione del flusso di aria ambiente 0 No regolazione automatica: Il sistema funziona continuamente (ad es.: interruttore a controllo manuale) 1 Regolazione temporizzata: Il sistema funziona in base ad una programmazione oraria 2 Regolazione in base alla presenza: Il sistema funziona in base alla presenza (interruttore luce, sensori a infrarosso, etc.) 3 Regolazione a fabbisogno: Il sistema è regolato da sensori che individuano il numero di persone o misurano parametri del microclima o altre grandezze (ad es.: CO2, a miscela di gas o sensori VOC). I parametri adottati devono essere adeguati al tipo di attività ambiente. 4.5 Raffrescamento gratuito 0 No regolazione automatica 1 Raffrescamento notturno: La quantità di aria esterna immessa è impostata al massimo quando l ambiente non è occupato ammesso che: 1) la temperatura ambiente sia al di sopra del valore prescritto per periodo di comfort; 2) la differenza tra la temperatura ambiente e la temperatura esterna sia superiore ad un certo limite; se il raffrescamento notturno gratuito avviene mediante apertura automatica delle finestre non vi sarà regolazione del flusso d aria. 2 Raffrescamento gratuito: La quantità di aria esterna e il ricircolo di aria sono costantemente modulati per ridurre al minimo il raffrescamento meccanico. Il calcolo avviene in base alle temperature. 3 Regolazione in base alla richiesta H,x: La quantità di aria esterna e il ricircolo di aria sono costantemente modulati per ridurre al minimo il raffrescamento meccanico. Il calcolo avviene in base alle temperature e all umidità (entalpia). 4.7 Regolazione dell umidità La regolazione dell umidità dell aria potrebbe includere l umidificazione o la deumidificazione. I regolatori potrebbero essere applicati come controllo del valore limite dell umidità o regolazione costante. 0 No regolazione automatica: Nessun circuito di regolazione permette di agire sull umidità dell aria. 1 Regolazione del punto di rugiada: L umidità dell aria di mandata o dell aria ambiente esprime la temperatura del punto di rugiada e il calore dell aria di mandata. 2 Regolazione diretta dell umidità: Umidità dell aria di mandata o dell aria ambiente; Un circuito di regolazione mantiene l umidità dell aria di mandata o dell aria ambiente a livello costante. 5 REGOLAZIONE ILLUMINAZIONE 5.1 Regolazione di presenza 0 Interruttore manuale on/off: l illuminazione viene accesa e spenta mediante un interruttore manuale nell ambiente 1 Interruttore manuale on/off + segnale di spegnimento automatico: L illuminazione viene accesa e spenta mediante un interruttore manuale nell ambiente. Inoltre, un segnale spegne automaticamente l illuminazione almeno una volta al giorno, normalmente la sera per evitare il funzionamento inutile durante la notte. 2 Rilevazione automatica Accensione automatica / Spegnimento dimmerato: Il sistema di regolazione accende automaticamente l illuminazione quando avverte una presenza nella zona illuminata e la porta automaticamente in uno stato di ridotta emissione luminosa (non oltre il 20% dello stato ordinario) trascorsi 5 minuti dall ultima rilevazione di una presenza nella zona illuminata. Inoltre, trascorsi 5 minuti dall ultima rilevazione di presenza in tutto l ambiente, l illuminazione viene automaticamente e completamente spenta. Accensione automatica / Spegnimento automatico: Il sistema di regolazione accende automaticamente l illuminazione qualora avverta una presenza nella zona illuminata e la spegne completamente, in modo automatico, trascorsi 5 minuti dall ultima presenza rilevata nella zona illuminata. Accensione / Dimmer manuale: L illuminazione può essere accesa solo mediante un interruttore manuale all interno (o molto vicino) alla zona illuminata e, se non viene spenta manualmente, viene automaticamente portata ad uno stato di ridotta emissione luminosa (non oltre il 20% dello stato ordinario) dal sistema di regolazione automatico, trascorsi 5 minuti dall ultima rilevazione di presenza nella zona illuminata. Inoltre, trascorsi 5 minuti dall ultima rilevazione di presenza in tutto l ambiente, l illuminazione viene automaticamente e completamente spenta. Accensione manuale / Spegnimento automatizzato: L illuminazione può essere accesa solo mediante un interruttore manuale all interno (o molto vicino) alla zona illuminata e, nel caso in cui non venga spenta D

23 manualmente, viene completamente spenta, dal sistema di regolazione automatico trascorsi 5 minuti dall ultima rilevazione di presenza all interno della zona illuminata. 5.2 Regolazione della luce diurna 0 Manuale: non vi è regolazione automatica che consideri la luce diurna 1 Automatica: Un sistema automatico considera la luce diurna in relazione agli automatismi descritti al punto REGOLAZIONE OSCURANTI I motivi per regolare gli oscuranti sono due:l ombreggiamento anti surriscaldamento e l anti abbagliamento 0 Funzionamento manuale: Utilizzato soprattutto per fare ombra manualmente, il risparmio energetico dipende solo dal comportamento dell utente. 1 Funzionamento motorizzato con regolazione manuale: Utilizzato soprattutto per l ombreggiamento manuale più semplice (motorizzato), il risparmio energetico dipende solo dal comportamento dell utente. 2 Funzionamento motorizzato con regolazione automatica: Dimmer regolato automaticamente per ridurre l energia di condizionamento 3 Regolazione combinata luce/oscuranti/hvac: Per ottimizzare l utilizzo energetico dei sistemi HVAC, di oscuranti e illuminazione per ambienti occupati e non occupati. 7 HOME E BUILDING MANAGEMENT L Home and Building Management tecnico permette di adattare con semplicità il funzionamento alle esigenze dell utente. Si dovrebbe verificare ad intervalli regolari che la programmazione oraria di funzionamento di riscaldamento, condizionamento, ventilazione e illuminazione sia congrua all effettivo utilizzo e che i valori prescritti siano adeguati alle necessità. È necessario porre attenzione all allineamento di tutti i regolatori, il che include valori prescritti e parametri di regolazione come ad esempio i parametri di regolazione PI. I valori prescritti di riscaldamento e raffrescamento dei regolatori ambiente devono essere verificati a intervalli regolari. Si tratta di valori prescritti spesso modificati dagli utenti. Un sistema centralizzato permette di individuare e correggere valori prescritti eccessivi dovuti a cattivo utilizzo da parte degli utenti. Se l interblocco tra la regolazione dell emissione e/o distribuzione di riscaldamento e condizionamento è solo parziale, il valore prescritto deve essere regolarmente modificato per minimizzare l utilizzo simultaneo di riscaldamento e condizionamento. Le funzioni di notifica allarme e monitoraggio supporteranno l adeguarsi del funzionamento alle esigenze dell utente e l ottimizzazione dell allineamento dei diversi regolatori. Questo è possibile adottando strumenti semplici per l individuazione di un funzionamento anomalo (funzioni di segnalazione allarme) e fornendo un modo semplice per registrare e impostare le informazioni (funzioni di monitoraggio). 7.1 Individuazione di guasti nei sistemi di home e building automation e supporto nella diagnosi degli stessi 7.2 Reportistica riguardante i consumi energetici, le condizioni microclimatiche e i margini di miglioramento Tavola da EN (tab. 1) 23

24 Automazione degli ambienti come da EN (tab. 2) Definizione delle classi Residenziali Non residenziali D C B A D C B A REGOLAZIONE AUTOMATICA 1 REGOLAZIONE RISCALDAMENTO 1.1 Regolazione emissioni Il sistema di regolazione è installato sull emettitore o a livello ambiente, nel primo caso un sistema può regolare più ambienti 0 No regolazione automatica 1 Regolazione automatica centralizzata 2 Regolazione ambiente individuale 3 Regolazione ambiente individuale con comunicazione 4 Regolazione ambiente individuale con comunicazione e rilevatore di presenza 1.2 Regolazione emissioni per TABS 1.3 Regolazione della temperatura dell acqua calda all interno della rete di distribuzione (mandata o ritorno) 1.4 Regolazione delle pompe di distribuzione in rete 1.5 Regolazione a intermittenza dell emissione e/o distribuzione Un regolatore può gestire più ambienti/zone con le stesse impostazioni di presenza 0 No regolazione automatica 1 Regolazione automatica a programmazione oraria fissa 2 Regolazione automatica con ottimizzazione start/stop 3 Regolazione automatica a valutazione del fabbisogno 1.6 Regolazione del generatore per riscaldamento a combustione e teleriscaldamento 1.7 Regolazione del generatore per pompe di calore 1.8 Sequenza di numerosi generatori 2 REGOLAZIONE FORNITURA ACQUA CALDA SANITARIA 3 REGOLAZIONE RAFFRESCAMENTO 3.1 Regolazione emissioni Il sistema di regolazione è installato sull emettitore o a livello ambiente, nel primo caso un sistema può regolare più ambienti 0 No regolazione automatica 1 Regolazione automatica centralizzata 2 Regolazione singoli ambienti 3 Regolazione singoli ambienti con comunicazione 4 Regolazione singoli ambienti con comunicazione e rilevatore presenze 3.2 Regolazione emissioni per raffrescamento via TABS 3.3 Regolazione della temperatura dell acqua fredda all interno della rete di distribuzione (mandata o ritorno) D

25 Definition of classes Residential Non residential D C B A D C B A 3.4 Regolazione delle pompe di distribuzione in rete 3.5 Regolazione a intermittenza dell emissione e/o della distribuzione Un regolatore può gestire più ambienti/zone con le stesse impostazioni di presenza 0 No regolazione automatica 1 Regolazione automatica a programmazione oraria fissa 2 Regolazione automatica con ottimizzazione start/stop 3 Regolazione automatica a valutazione del fabbisogno 3.6 Interblocco tra la regolazione dell emissione e/o distribuzione di riscaldamento e condizionamento 0 No interconnessione 1 Interblocco parziale (dipendente dal sistema di HVAC) 2 Interblocco totale 3.7 Regolazione diversi generatori per condizionamento 3.8 Sequenza di numerosi generatori 4 REGOLAZIONE VENTILAZIONE E CONDIZIONAMENTO 4.1 Regolazione della portata aria ambiente 0 No regolazione automatica 1 Regolazione temporizzata 2 Regolazione a presenza 3 Regolazione in base al fabbisogno 4.2 Regolazione della portata d aria o della pressione a livello di impianto per il trattamento aria 4.3 Recuperatori di calore aria esausta con controllo anti gelo 4.4 Regolazione del recuperatore calore (prevenzione dal surriscaldamento) 4.5 Raffrescamento gratuito 0 No regolazione automatica 1 Raffrescamento notturno 2 Raffrescamento gratuito 3 Regolazione in base alla richiesta H,x 4.6 Regolazione della temperatura dell aria di mandata 4.7 Regolazione dell umidità 0 No regolazione automatica 1 Regolazione del punto di rugiada 2 Regolazione diretta dell umidità 5 REGOLAZIONE ILLUMINAZIONE 5.1 Regolazione in base alla presenza 25

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