Torino, 12 maggio EN per la domotica e l automazione dell edificio. Soluzioni KNX per l efficienza energetica - Gianluca Dho

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1 Torino, 12 maggio

2 Fonte: BP statistical review of World Energy, June 2011 Quanta Energia! I consumi nel mondo Fonti energetiche: (rif. produzione mondiale) 87%: non rinnovabili, combustibili fossili 5,2%: nucleare 7,8% rinnovabili (idroelettrico, solare, geotermico) Il carbone copre il 30% del fabbisogno, dove largamente impiegato (CINA) crea notevoli problemi di inquinamento. Consumi di energia in MILIONI di TEP (2010) 1 TEP = energia prodotta con una tonnellata di petrolio Il consumo energetico del pianeta è in forte aumento: 1,4 TEP = consumo energetico medio annuo cittadino europeo anni 60 1,4 TEP = consumo energetico medio annuo pro-capite oggi (per tutto il pianeta)

3 Fonte: BP statistical review of World Energy, June 2011 Quanta Energia! Il trend dei consumi energetici è sostenibile? No, è necessario ridurli!

4 I consumi nazionali Sia per il residenziale che per il terziario riscaldamento e raffrescamento e usi elettrici sono le voci di consumo più importanti sulle quali agire per ridurre consumi e spesa

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6 europea EN15232

7 La norma europea EN15232 Funzioni di automazione e requisiti minimi per le Classi di Efficienza Energetica Funzioni di automazione Controllo riscaldamento, raffrescamento Controllo della ventilazione e del condizionamento Controllo illuminazione Controllo schermature solari Per ogni funzione sono definiti diversi livelli di complessità in funzione della classe di efficienza Un sistema di automazione è di una determinata Classe di Efficienza Energetica se tutte le funzioni che implementa appartengono a tale classe

8 Per ogni funzione (ad es. Controllo di Emissione) sono definiti differenti livelli di prestazione che danno accesso alle diverse Classi A, B, C e D.

9 Esempio funzione Classe A Dalla EN15232 : riscaldamento Controllo di emissione La funzione prevede: controllo della temperatura di ogni locale interruzione riscaldamento (o in stato di basso consumo) in caso di assenza persone o apertura serramenti esterni. Schema di realizzazione della funzione con prodotti KNX: BUS KNX Int. contatti KNX Attuatore KNX Termostato KNX Sens. Presenza KNX Supervisore controllo coordinato di tutte le zone (software per PC o Web server)

10 Precisione del controllo: come può migliorare l efficienza Esempio controllo riscaldamento/raffrescamento Controllo tradizionale a 2 punti: La richiesta di energia è determinata secondo un intervallo di isteresi fisso attorno al setpoint Si hanno sovra/sotto elongazioni vs set-point, con grossi sprechi di energia 20 Controllo PI- PWM: La richiesta di energia è calcolata in funzione della distanza dal set-point Non si hanno sovra/sotto elongazioni della temperatura vs set-point, non si hanno sprechi di energia 20 ON OFF

11 Esempio funzione Classe A Dalla EN15232 : Controllo illuminazione La funzione prevede: accensione manuale da pulsanti. regolazione della luminosità delle lampade in base alla luce proveniente dall esterno. spegnimento manuale o comunque automaticamente entro 5 minuti trascorsi dall ultima rilevazione di presenza. Schema di realizzazione della funzione con prodotti KNX Touch KNX Pulsanti KNX Sens. Presenza con controllo luminosità KNX Dimmer KNX

12 Precisione del controllo: come può migliorare l efficienza? Esempio controllo illuminazione Richiesta minima di energia per soddisfare il livello di illuminamento stabilito Controllo adattativo all interno dello stesso ambiente

13 La norma europea EN15232 Metodi per il calcolo del risparmio energetico Metodo DIRETTO Procedura di calcolo analitica utilizzabile solo quando il sistema è completamente noto: involucro edificio, funzioni di controllo/comando/gestione dell automazione, etc. Metodo dei BAC Factors Procedura di calcolo su base statistica, consente di fare una stima con un ottima approssimazione Utile sia nella fase iniziale di progetto che nella fase di verifica.

14 Metodo dei BAC Factors : dettagli Che cosa consente di stimare: Impatto dell automazione di edificio sul risparmio energetico conseguibile Come è stato messo a punto: Simulazioni su un locale standard di riferimento considerando tempi di occupazione, profilo utente, tempo atmosferico, esposizione solare, etc. Come si utilizza: Tabelle con fattori di efficienza (BAC Factors) che, in funzione della tipologia d uso dell edificio e della Classe di Efficienza dell automazione forniscono il risparmio energetico conseguibile

15 Tabelle BAC Factors Consumo risc./raffresc. esempio UFFICI: da Classe D a C -34% da Classe D a B -47% da Classe D a A -54% Max risparmio per centri commerciali Consumo Energia elettrica. esempio UFFICI: da Classe D a C -9% da Classe D a B -15% da Classe D a A -21% Max risparmio per uffici

16 La norma europea EN15232 Tabelle BAC Factors

17 Nome progetto Anno di realizzazione Metri quadrati di realizzazione Numero di linee KNX Numero dispositivi KNX Brand utilizzati Costo impianto m Configurazione Approvvigionamento Installazione Caratteristiche architettoniche: 3 piani fuori terra + 1 interrato; aule con pareti vetrate (per massimo apporto di luminosità naturale)

18 Illuminazione Motorizzazioni Clima Sistemi di sicurezza Energia Supervisione On/off e dimmer con controllo lux costanti Off automatico con controllo presenza Finestre motorizzate con persiane Oscuranti e tapparelle Riscaldamento con ventilazione Controllo a zone e in base alla presenza Controllo livello CO2 e livello umidità Illuminazione di emergenza centralizzata Allarmi tecnici (scatto interruttori) Integrazione solare fotovoltaico Contabilizzazione consumi energia SCADA per controllo stati, invio comandi, log dati misurati Punto informativo all ingresso della scuola, con dati meteo e risparmi energetici Gestione on-line, attraverso connessioni a desktop remoto

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20 Confronto con risparmio previsto dalla EN15232: Previsto: la EN per edifici ad uso SCUOLA prevede un risparmio del 20% (passando dalla classe D alla classe A) Ottenuto: la sostituzione dell impianto tradizionale con KNX ha consentito un risparmio del 23%, grazie alla sola illuminazione

21 Elevato comfort visivo e ambientale (temperatura, concentrazione CO2, umidità relativa), con la completa automazione dei sistemi di illuminazione, riscaldamento, ventilazione ed ombreggiatura Elevato livello di sicurezza con il controllo della CO2, controllo luci emergenza centralizzato Efficienza e risparmio minori costi e minore impatto ambientale Personalizzazione e flessibilità funzioni e controllo personalizzati per la vita quotidiana della scuola Assistenza da remoto (grazie ad accesso da LAN) rapidità interventi e minori costi

22 Garanzia di efficienza e sostenibilità 2011: prima edizione del Premio KNX Italia Assegnato al progetto Scuola Primaria di Romarzollo (TN), nella categoria: Miglior progetto KNX per l Efficienza Energetica La scuola ha ottenuto la certificazione LEED PLATINUM* Prima in Europa per un edificio scolastico. * LEED: sistema statunitense di classificazione dell'efficienza e dell'impronta ecologica degli edifici (acronimo di The Leadership in Energy and Environmental Design), sviluppato dallo U.S. Green Building Council (USGBC) 4 livelli: Certified, Silver, Gold e Platinum.

23 Nome progetto Anno di realizzazione Metri quadrati di realizzazione Numero di linee KNX Numero dispositivi KNX Brand utilizzati Costo impianto m Caratteristiche architettoniche: area uffici + area produzione totale m 2 (10.000m 2 coperti) Attività: lavorazioni ad alta tecnologia nel settore delle turbine a gas

24 Illuminazione On/off e dimmer con controllo luminosità costante Spegnimento automatico con controllo presenza Motorizzazioni Clima Energia Antifurto Supervisione Finestre, lucernari e tende Riscaldamento/raffrescamento/ventilazione; controllo a zone Controllo in funzione di presenza Controllo livello umidità Misura, monitoraggio e archiviazione dei consumi Diagnostica e audit energetico delle singole utenze Visualizzazione e analisi consumi (trend, periodicità, etc. Sistema indipendente (come richiesto dalle normative) Completamente integrato nel sistema KNX SCADA con controllo integrato di tutti gli impianti: HVAC, illuminazione, motorizzazioni, Antincendio, Energia. Acquisizione di tutti gli allarmi tecnologici

25 Focus: controllo illuminazione area produttiva Dati principali impianto illuminazione: Controllo area produttiva (5.750mq): suddivisa in 20 settori Per ogni settore: Un sensore KNX di presenza/luminosità Rete (altezza 9 m) Apparecchi di illuminazione in rete DALI Controllo luminosità costante in funzione illuminamento naturale: 400 lux se presenza operatori, 250 lux se assenza operatori da 400 a 250 lux in 2 min. per non renderlo percepibile

26 Misure dei consumi Per verificare l effettivo risparmio energetico conseguito grazie all automazione è stata effettuata una campagna di misure su un area significativa presa a campione: Durata campagna di misure: 7 mesi Misure : per ogni mese due giornate campione (serena, coperta) Area campione: Superficie: 1.150m2 34 apparecchi di illuminazione 6x49W 11kW potenza totale

27 Focus: controllo illuminazione area produttiva

28 Analisi risultati delle misure

29 Confronto con risparmio previsto dalla EN15232: Previsto: la EN non considera la tipologia d uso Area produttiva, la tipologia che più si avvicina è quella Uffici che prevede un risparmio del 21% (passando dalla classe D alla classe A) Ottenuto: l impianto KNX rispetto ad uno tradizionale ha consentito un risparmio del 50%, grazie alla sola illuminazione

30 Benefici ottenuti Risparmio energetico oltre il 50% nell area produttiva per la sola illuminazione Diagnostica e monitoraggio energetico delle singole utenze misura e archiviazione consumi delle singole utenze Elevato comfort visivo e ambientale degli uffici ma in particolar modo dell area produttiva Supervisione e controllo integrato di tutti gli impianti illuminazione e motirizzazioni, clima, impipanti tecnologici, antincendio, etc. Assistenza da remoto (grazie ad accesso da LAN) rapidità interventi e minori costi

31 Garanzia di efficienza 2013: terza edizione del Premio KNX Italia Assegnato al progetto Atlas Srl Chieri (TO), nella categoria: Miglior progetto KNX per l Efficienza Energetica

32 Torino, 12 maggio 2016 Vi ringraziamo per l attenzione