Smart Building & Green Building

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1 Green City Energy Med Bari novembre 2012 Smart Building & Green Building Edifici intelligenti e sostenibili Ing. Daniele Pennati 1

2 Ripartizione dei consumi energetici in Europa 41% 28% Trasporti Industria 31% Edifici 2

3 Ripartizione dei consumi energetici in Europa EUR Energy-efficient Buildings PPP (Public-Private Partnership) Multi-annual Roadmap and longer term strategy 2010 SETTORE RESIDENZIALE 16% 1% 5% 7% 39% Riscaldamento e Condizionamento Illuminazione Elettronica ACS Refrigerazione SETTORE COMMERCIALE 2% 4% 20% 32% Riscaldamento e Condizionamento Illuminazione Elettronica ACS Refrigerazione 12% 8% 12% Computers Cucina Altro 4% 6% 7% 25% Computers Cucina Altro 3

4 E necessario ridurre i costi energetici e operativi degli edifici Il 40% del consumo globale di energia Produce il 21% dei gas serra (mondo) Trasporti Industria 28% 31% 41% Edifici Industria (consumo di energia primaria) Forestali 22% 14% Agricultura Smaltimento dei rifiuti 18% 11% 14% 13% Industia (elettricità) 8% Trasporti Edifici (indiretti) Edifici (diretti) Il 40% dei costi generati nel corso della vita utile dell edificio sono relativi all energia 20% 80% Progettazione e sviluppo Costruzione Utilizzo / Ristrutturazione Gestione operativa 60% Costi energetici 40% Demolizione Anni

5 Un nuovo approccio nella realizzazione degli edifici Come possiamo progettare un edificio più ecologico ed intelligente? Qual è la nostra situazione attuale per quanto riguarda l'efficienza energetica? Quali sono le possibili misure da intraprendere ed i concetti legati all efficienza? Come possiamo finanziare un progetto energeticamente efficiente? Possiamo ridurre il nostro rischio di progetto? Come possiamo mantenere una efficienza ottimale durante tutta la vita dei nostri edifici? dp 5

6 Green Building Una parte importante per uno sviluppo sostenibile Un edificio sostenibile, o green building, è il risultato di un concept progettuale che si focalizza sui seguenti fattori: Impiego efficiente delle risorse: energia, acqua, materiali Basso impatto ambientale e sulla salute umana per l intero ciclo di vita dell edificio, grazie a una migliore localizzazione, design, costruzione, operatività, manutenzione, e demolizione. 6

7 Smart Building E un edificio con un attiva e propria logica di funzionamento in grado di gestire in maniera integrata e interoperabile tutti gli impianti dell infrastruttura tecnologica per ottimizzarne il funzionamento ai fini di assicurare i più elevati livelli di comfort, sicurezza, risparmio energetico, produttività E parte attiva di una smart grid in un contesto urbano, in grado di stabilire e mantenere in tempo reale una comunicazione bilaterale con le utilities e i fornitori indipendenti di energia. E in grado di gestire, immagazzinare, generare e scambiare energia elettrica e termica intelligentemente garantendo in ogni istante comfort, sicurezza, e proffittabilità 7

8 L Edificio diventa un Prosumer Costo basso dell energia Accumulo di energia -Ricarica delle E-Car Accumulo energia termica (boiler, ghiaccio) Cogenerazione inattiva Normale operatività e costituzione di riserve di energia entro la fascia di comfort L edificio si comporta da utilizzatore Building Management System Utilizzatori Accumulo energia Costo elevato dell energia Utilizzo di energia accumulata Utilizzo di energia dalle E-car Utilizzo delle fonti termiche di accumulo (boiler, ghiaccio) Minimo livello di operatività entro la fascia di comfort L edificio può anche cedere energia alla rete Grid Cogenerazione Grid Le differenti funzionalità dell edificio in base al costo dell energia sono regolate dal sistema di Building Management che controlla gli utilizzatori, l accumulo e la produzione locale di energia con lo scopo di applicare la Demand Response 8

9 L edificio come elemento attivo delle reti di distribuzione elettrica del prossimo futuro Controllo centralizzato Flussi di potenze unidirezionali Reti passive Oggi Controllo decentralizzato Flussi di potenze bidirezionali Interazione tra Utilities Produttori distribuiti Carichi - Sistemi di accumulo Informazioni di prezzo in real time Domani Smart Grid Generazione Trasmissione (alta tensione) Distribuzione (media tensione) La rete di distribuzione cambia da una singola risorsa all integrazione di più risorse energetiche distribuite, da una logica top-down ad una rete intelligente interattiva: Smart Grid 9

10 Il BMS come sistema nervoso centrale dell edificio Building Energy Management System DESIGO TM Shaping-Shedding Shifting Generazione Distribuita Gestione delle fonti di produzione Riduzione dei consumi in funzione di eventi critici. Spostamento dei consumi in periodi della giornata con tariffe energetiche più basse Utilizzo di sistemi di cogenerazione, impianti fotovoltaici. Sostituzione di una sorgente di energia con una o più sorgenti alternative a costi inferiori. Consumi verso la rete Carico base Domanda Supply Domanda Consumi verso la rete 0h 24h 0h 24h L edificio all interno delle Smart Grids svolge una funzione attiva nella gestione dei consumi e della produzione di energia 10

11 Il BMS come sistema nervoso centrale dell edificio Metering data Stazione di supervisione Controllo impianti Monitoraggio consumi energetici Coordinamento della produzione, distribuzione, utilizzazione dell energia Total Room Automation Smart Metering Produzione e distribuzione dell energia Primary air plant DESIGO TRA Coordinamento tra aria primaria e TRA 11

12 Il BMS come sistema nervoso centrale dell edificio Sicurezza Protezione incendio Distribuzione elettrica- Illuminazione HVAC 12

13 BMS DESIGO TM Classe di prestazione energetica A DESIGO TM A B C D EN

14 EN : Le classi di efficienza (energetica) del sistema di controllo e automazione (BACS) Sistemi BACS e TBM ad elevate prestazioni energetiche Sistemi BACS e TBM avanzati Sistemi BACS standard Sistemi BACS energeticamente non efficienti BAC BACS TBM Building Automation and Controls Building Automation and Control System Technical Building Management System 15 15

15 Potenziali di risparmi energetici attraverso sistemi di building automation DESIGO TM Ospedali Hotel Residenziale Ristoranti Scuole-Uni Uffici Retail T.14% E.4% T.32% E.10% T.19% E.8% T.32% E.8% T.20% E.14% T.30% E.13% T.40% E.9% 21

16 Building automation ed efficienza energetica Consumo energetico degli edifici No BACS BACS senza monitoraggio dei consumi energetici BACS con monitoraggio dei consumi energetici BACS con misure aggiuntive nel corso della vita dell edificio 0 t 22

17 Total Building Solution Il sistema di building automation integrato Controllo integrato ambiente Termoregolazione Climatizzazione Distribuzione fluidi Illuminazione Distribuzione elettrica MT/BT DESIGO Controllo accessi Rilevazione presenze Sistemi antintrusione e TVCC Sistemi rivelazione incendi e spegnimento 23

18 Soluzioni complete per ogni Edificio Palazzi uffici Ospedali Centri commerciali Centri sportivi Scuole e Centri universitari Data Center Hotel Teatri Banche Areoporti Farmaceutico Navi - Porti Gallerie 24

19 Total Building Solution per le Smart Cities Energy & Life Cycle Management Total Building Solution Building & Home Automation Fire Safety Security Electrical Distribution HVAC 25

20 Smart Building & Green Building best practices 26 26

21 Fare clic per modificare lo stile del titolo Palazzo Lombardia Smart Building best practice author Daniele Pennati 27

22 Nuova Palazzo della Regione Lombardia L edificio Città: Milano Torre 43 piani, 161,3 m 4 edifici curvilinei 9 piani, 38 m Auditorium multifunzionale, area espositiva,ristorante, giardino pubblico lineare, parcheggio interrato Calcestruzzo armato, acciao, vetro 2500 persone Gli impianti Pompe di calore ad acqua di falda Vetri fotovoltaici integrati nella facciata esposta a Sud della torre Muro climatico Sistema di Building Automation integrato DESIGO TM 28

23 Nuova Palazzo della Regione Lombardia La soluzione Total Building Solution DESIGO TM Sistema di Building Automation integrato per gli impianti tecnologici, elettrici, di illuminazione, elevatori, incendio, di sicurezza per un totale di punti controllati Total Room Automation con modalità di controllo e regolazione illuminazione daylight dependent constant lighting control. con 4000 sensori combinati di presenza e luminosità e protocollo DALI Gestione scenari con ipad 2200 sonde di temperatura e 2000 pulsanti wireless - tecnologia enocean (battery-less) Muro climatico con controllo motorizzato delle schermature solari e tracciatura delle ombre 29

24 Radiazione entrante [a.u] Nuovo Palazzo della Regione Lombardia Il muro climatico - L algoritmo di controllo delle pale- Controllo automatizzato delle schermature solari Radiazione Entrante normalizzata θns=-30) θnf [deg] L orientamento delle pale è in funzione dell abbagliamento diretto,riflesso e dell apporto energetico necessario all ambiente 30 30

25 Palazzo Lombardia Tracciatura delle ombre 31 31

26 Palazzo Lombardia Tracciatura delle ombre 32 32

27 Palazzo Lombardia Il sistema di building automation DESIGO DESIGO 17 DESIGO Client WS 7 Server ridondati Electrical distribution MV/LV HVAC Total integrated room automation Fire detection Security 33

28 Fare clic per modificare lo stile del titolo UniCredit Complesso Sant Elia Green Building best practice author Daniele Pennati 34

29 Energy Saving Performance Contracting Analisi preliminare Analisi di dettaglio Implementazione Fase di garanzia Ammodernamento Ottimizzazione Energy Management Performance Contracting Riduzione costi energetici, operativi 35

30 Costi energetici e operativi Energy Saving Performance Contracting Il modello finanziario Ulteriori costi risparmiati per l aumento del costo dell energia Risparmio utilizzato per finanziare il revamping Guadagno per il Cliente Base di partenza dei consumi Riduzione dei costi di esercizio dovuta al revamping Inizio dei benefici e del periodo di payback Durata del programma Il Cliente dispone del completo risparmio Tempo (anni) 36

31 UniCredit Complesso Sant Elia Risultati Corpo A dell intervento 13 piani ft + 5 di piani in. riqualificazione energetica con sistema Corpo B 5 piani ft + 3 piani in. di Building Automation integrato m 2 Risparmi ottenuti: m persone MWh/anno energia elettrica 2809 t CO /anno 32% energia primaria 37

32 UniCredit GreenBuilding Partner SIEMENS GreenBuilding Endorser UniCredit Group è il primo gruppo bancario ad aver ottenuto dalla Commissione Europea il riconoscimento di GreenBuilding Partner nell ambito del territorio nazionale. 38

33 Smart Building & Green Building sustainable technology siemens 39