SMART BUILDING: UN ESEMPIO DI IBRIDAZIONE TECNOLOGICA

Transcript

1 SMART BUILDING: UN ESEMPIO DI IBRIDAZIONE TECNOLOGICA Marco Filippi, AiCARR

2 IL PUNTO DI PARTENZA: LO ZERO ENERGY BUILDING Nel primo decennio degli anni 2000 si ebbero i recepimen= legisla=vi delle Dire?ve EPBD 2002/91/EC e EPBD recast 2010/31/CE, nonché della Dire?va 2009/28/CE rela=va all impiego delle fon= di energia rinnovabili in edilizia. Fu introdo6o il conce6o di Nearly Zero Energy Building (nzeb): un edificio ad al=ssima prestazione energe=ca in cui un fabbisogno energe=co molto basso o quasi nullo è coperto in misura molto significa=va da energia da fon= rinnovabili, prodo6a in loco o nelle vicinanze. Esso è cara6erizzato da un livello di prestazione energe=ca o?male in funzione dei cos= che corrisponde alla quan=tà di energia necessaria a soddisfare il fabbisogno energe=co dell edificio con il costo globale (inves=mento + spesa energe=ca in esercizio) più basso riferito al ciclo di vita economico s=mato per l edificio.

3 IL PUNTO DI ARRIVO: LO SMART BUILDING Le tecnologie edilizie ed energe=che per la realizzazione un nzeb sono ben note ai proge?s= di impian=..e non vi sono sistemi impian=s=ci innova=vi che consentano di ulteriormente ridurre i consumi energe=ci senza incrementare significa=vamente l inves=mento iniziale e, di conseguenza, il costo globale. Di qui la crescente a6enzione verso l impiego di sistemi di automazione e controllo che, supportando l utente nel pilotare il sistema edificio-impian=, o?mizzano la domanda di energia e la bilanciano in tempo reale con l offerta di energia (prodo6a e accumulata in sito o prelevata dalla rete), consentono di ridurre dras=camente la spesa energe=ca in esercizio a fronte di un non rilevante incremento di inves=mento iniziale.

4 EFFETTI DIRETTI E INDIRETTI DELLE TECNOLOGIE SMART Le tecnologie smart consentono di o6enere significa=vi risparmi energe=ci in esercizio, in vari se6ori, ada6ando le modalità di funzionamento del sistema alle esigenze di comfort degli occupan=, segnalando le necessità di manutenzione, o?mizzando l impiego delle energie rinnovabili e bilanciando la domanda con l offerta di energia della rete ele6rica

5 SMART READINESS E INDICATORE SRI La Dire?va 2018/844/EU propone l adozione di uno schema volontario per classificare «la capacità di un edificio o di una unità immobiliare di ada3are il proprio funzionamento alle esigenze dell occupante e della rete e di migliorare l efficienza energe:ca e la prestazione complessiva». Lo Smart Readiness Indicator (SRI) allo studio considererà diversi aspe? prestazionali tangibili per i proprietari degli edifici e per le u=li=es fornitrici di servizi smart.

6 LA NORMA : 2017 La norma UNI EN :2017 Prestazione energe=ca degli edifici - Parte 1: Impa6o dell'automazione, del controllo e della ges=one tecnica degli edifici», fornisce una lista stru6urata di funzioni di controllo, automazione e ges=one degli edifici un metodo per definire i requisi= minimi o ogni altra specifica riguardante le sudde6e funzioni, consentendo la classificazione dei sistemi di automazione e controllo (BAC) in classi (A, B, C, D) un metodo semplificato, riferito a edifici e profili d'uso rappresenta=vi, per s=mare la riduzione dei consumi energe=ci in relazione alla classe di automazione e controllo ado6ata (BAC factor method)

7 LA NORMA : 2017 Nel testo norma=vo si dis=nguono: q Building Automa=on and Control System BACS, che sovraintende al controllo di uno o più impian= (riscaldamento, acqua calda sanitaria, raffrescamento, ven=lazione e condizionamento dell aria, illuminazione, schermature) a6raverso funzioni di automazione e controllo q Technical Building Management System TBMS, che rende disponibili tu6e le informazioni u=li alla ges=one di tali impian= (monitoraggio dei valori delle grandezze ambientali ed energe=che, allarmi, diagnosi) a6raverso funzioni di ges=one tecnica dell edificio, quali ges=one dei setpoint e degli orari di funzionamento, diagnosi, monitoraggio dei consumi energe=ci e delle condizioni ambientali, ges=one delle produzioni energe=che locali da fon= energe=che rinnovabili e non, ges=one dei recuperi termici e degli accumuli di energia, interfacciamento con la rete (smart grid).

8 LA NORMA : 2017 Ø Annex B riguarda le minime funzioni BAC da implementare nel proge6o di un edificio residenziale e non Ø Annex C fornisce informazioni sulla procedura u=lizzata per le determinazione dei valori dei BAC efficiency factors Ø Annex D con=ene esempi di u=lizzo delle funzioni di controllo con riferimento alla norma EN Ø Annex E me6e in relazione l impiego dei BACS e dei TBMS con i requisi= del sistema di ges=one dell energia (Energy Management System EMS) di cui alla norma UNI CEI EN ISO 50001:2011 (UNI, 2011) Ø Annex F è dedicato al mantenimento in efficienza dei BACS, nonché al loro eventuale miglioramento con il passaggio da una classe all altra

9 LA NORMA UNI/TS 11651:2016 Ai fini dell applicazione della norma è stata prodo6a la UNI/TS 11651: 2016 Procedura di asseverazione per i sistemi di automazione e regolazione degli edifici in conformità alla UNI EN che fornisce una procedura di asseverazione della classe cui appar=ene un sistema BACS e TMBS. L asseverazione è u=le ai fini dell applicazione delle disposizioni legisla=ve del Decreto 26/6/2015 (punto 3.2 dell Allegato 1 «Criteri generali e requisi= delle prestazioni energe=che degli edifici»): Al fine di o>mizzare l uso dell energia negli edifici, per gli edifici a uso non residenziale è reso obbligatorio un livello minimo di automazione per il controllo, la regolazione e la ges:one delle tecnologie dell edificio e degli impian: termici (BACS), corrispondente alla Classe B, come definita nella Tabella 1 della norma UNI EN e successive modifiche o norma equivalente. 9

10 INNOVAZIONE DI PROGETTO E INNOVAZIONE DI PROCESSO Lo Smart Building nasce dall ibridazione di saperi differen=, principalmente edilizia, ingegneria impian=s=ca e ingegneria dell informazione. Tale ibridazione non è la semplice sovrapposizione di conoscenze differen=, ma è il fru6o di una convergenza proge6uale e di un processo edilizio interdisciplinare avente l obie?vo di creare un sistema edificio-impian= «intelligente», capace di soddisfare la domanda dell utente, cara6erizzato da elevate prestazioni energe=che e ambientali ed in grado di conservare nel tempo la sua funzionalità o comunque di denunciare le deficienze. dalla «sovrapposizione» alla «convergenza» dei saperi alla

11 COMPETENZE E MERCATO Il processo di ibridazione tecnologica che genera lo Smart Building è un processo innova=vo che richiede l intervento di figure professionali competen= e aggiornate, in grado di selezionare le tecnologie smart in base alle cara6eris=che dell utente ed in grado di verificarne le funzioni una volta realizzate. Lo Smart Building ha bisogno di un contesto di mercato in cui la commi6enza possa affidarsi a facility manager esper= e possa trovare filiere produ?ve affidabili e servizi di assistenza post-vendita efficaci e con cos= contenu=.

12 SMART BUILDING: CRITICITÀ PROGETTUALI Quan= proge?s= di impian= di clima=zzazione ed ele6rici sono in grado di descrivere compiutamente l archite6ura di un Building Management System (specificando le funzioni dei vari disposi=vi ai diversi livelli gerarchici di intervento e le informazioni minime da scambiare), di indicare il numero e la =pologia dei pun= fisici reali controlla= e l esa6a ubicazione delle unità periferiche, di definire i programmi di u=lità necessari per la contabilizzazione dei consumi energe=ci, la verifica di efficienza energe=ca e funzionale dei componen= impian=s=ci, il monitoraggio ambientale ecc. e, infine, di definire le dimensioni dell area di memoria in cui i da=, raccol= con una frequenza di acquisizione stabilita dall utente, possano essere archivia= in vista di ulteriori elaborazioni

13 LA ASHRAE GUIDELINE L ASHRAE Guideline Specifying Building Automa=on Systems fornisce informazioni di base e raccomandazioni per la proge6azione di un «Building Automa=on System BAS» dedicato al controllo, al monitoraggio e alla ges=one di un impianto di clima=zzazione. Le linee guida: q enunciano le diverse opzioni che il proge?sta può esercitare nel selezionare un BAS (prestazioni dei componen= hardware, modalità di installazione, istruzioni che devono essere fornite all utente) q sono corredate da u=li appendici riguardan= il protocollo di comunicazione BACnet, le re= locali di comunicazione, le opzioni di interoperabilità, i diversi livelli di monitoraggio delle prestazioni di un sistema edificioimpian=. q rendono disponibile un testo esemplare per la specificazione di un BAS

14 LA NORMA UNI CEI/TS La complessità della proge6azione di de6aglio di un BMS e, sopra6u6o, la necessità di rendere la descrizione del proge6o scevra da specifiche cara6eris=che che iden=ficano un fornitore piu6osto che un altro, comporta l affiancamento al proge?sta di impian= di nuove figure professionali. Nel febbraio 2017 è stata pubblicata a catalogo UNI la specifica tecnica UNI CEI TS A?vità professionali non regolamentate - Figure professionali che eseguono l installazione e la manutenzione dei sistemi BACS (Building Automa=on Control System) - Requisi= di conoscenza, abilità e competenza, norma che definisce i requisi= rela=vi all a?vità professionale di coloro che operano sui sistemi di automazione di edifici.

15 L ESPERTO BACS Con la UNI CEI TS viene riconosciuta la figura di Esperto BACS di sistemi HVAC e/o ele6rici che deve essere in grado di: verificare la fa?bilità del proge6o BACS; redigere la documentazione di proge6o BACS; verificare la corrispondenza dell impianto BACS realizzato al proge6o; sovrintendere al collaudo finale dell impianto; accertarsi che l utente finale sia in grado di u=lizzare il sistema BACS per raggiungere gli obie?vi prefissa=; predisporre la documentazione richiesta dalla legislazione vigente per quanto di sua competenza. L esperto BACS, così come descri6o, affianca il proge?sta degli impian=.

16 SMART BUILDING: CRITICITÀ REALIZZATIVE Quan= tecnici di aziende produ6rici di tecnologie smart conoscono i fondamentali del comfort ambientale, degli impian= di clima=zzazione e di illuminazione, dei sistemi di produzione dell energia termica e frigorifera e degli impian= che sfru6ano l energia solare (termici e fotovoltaici) e sono quindi in grado di dialogare con proge?s= e facility manager nel definire gli algoritmi che rispondono alle specifiche esigenze del sistema edificio-impian= che viene realizzato

17 IL SYSTEM INTEGRATOR Con la UNI CEI TS viene riconosciuta la figura di System Integrator che deve essere in grado di: verificare la fa?bilità dell implementazione del proge6o BACS; configurare e/o programmare le componen= del sistema BACS per implementarne le logiche di automazione; provare sia in laboratorio che in campo la funzionalità del sistema; redigere il manuale di uso del sistema BACS; saper effe6uare a?vità di ricerca guas= del sistema BACS, in collaborazione con gli adde? ai componen= ogge6o dell automazione. Il System Integrator interviene per integrare i diversi subsistemi impian=s=ci, i BACS e i TMBS, configurarli, programmarli, me6erli in servizio e testarli al fine di realizzare le funzioni di automazione, controllo e supervisione previste.

18 SMART BUILDING: CRITICITÀ GESTIONALI Quan= energy e facility manager sono in grado di sfru6are appieno le potenzialità di supervisione e monitoraggio che cara6erizzano un Building Management System e le sfru6ano per effe6uare analisi compara=ve rispe6o a valori soglia di riferimento, per mantenere eleva= livelli di qualità ambientale e per ridurre il consumo di risorse energe=che non rinnovabili

19 LA CONSEGNA DELLO SMART BUILDING Di norma l istruzione che viene fornita all utente o al facility manager risulta poco efficace ed essi non risultano in grado di assumere il ruolo di responsabile del Building Management System né di u=lizzarne tu6e le potenzialità. Non è peraltro infrequente che il commi6ente intenda, a consegna avvenuta, affidare ad un azienda di servizi (che non ha partecipato alla realizzazione dell intervento) un contra6o di conduzione manutenzione degli impian= e del BMS. In assenza di una figura sufficientemente competente il BMS opera sulla base di algoritmi predefini= che non necessariamente sono compa=bili con le esigenze dell utente..una tale situazione di funzionamento si protrae per lungo tempo, almeno fintantoché valori eccessivi di consumo energe=co o carenze nel mantenimento delle condizioni ambientali a6ese provocano una reazione da parte dell utente stesso.

20 IL PROTOCOLLO DI INTESA AICARR - ANIE CSI L Associazione Italiana Condizionamento dell Aria, Riscaldamento e Refrigerazione crea e diffonde cultura nel se6ore del comfort ambientale e delle tecnologie impian=s=che per la produzione, la distribuzione e l'u=lizzazione dell'energia termica in ambito civile ed industriale. Il Protocollo di intesa s=pulato fra AICARR e ANIE-CSI riguarda o l'organizzazione di workshop, seminari tema=ci, convegni, incontri e campagne di sensibilizzazione, o la realizzazione di manuali, prodo? e documen= di cara6ere tecnico scien=fico e divulga=vo, o l organizzazione di inizia=ve forma=ve, o lo sviluppo di studi ed analisi di problema=che tecnico-norma=ve, o l elaborazione di proposte in sede norma=va e legisla=va per la promozione di azioni per lo sviluppo e l a6uazione di poli=che energe=che sostenibili.

21 Marco Filippi, AiCARR