ABB Group October 10, 2010 Slide 1

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1 Simone Zoani, Tecnologie di comunicazione sostenibili per edifici e infrastrutture, 13/10/2010 Aumentare l efficienza energetica negli edifici con la Home&Building Automation October 10, 2010 Slide 1

2 Agenda Standard KNX L associazione e le Finalità Il Quadro normativo I Vantaggi Le Funzioni e le Applicazioni ETS3 Architettura del Sistema KNX Confronto KNX Soluzione tradizionale Home&Building Automation ed Efficienza energetica October 10, 2010 Slide 2

3 Standard KNX La nascita Nel Novembre 1999 tre associazioni EIBA (European Installation BUS Association) BCI (BatiBus Club International) EHSA (European Home Systems Association) hanno deciso di condividere le loro esperienze e dar vita all Associazione Konnex per la promozione e sviluppo di uno Standard Unico per le applicazioni di Home & Building Automation. Integra i tre differenti sistemi di configurazione e i diversi mezzi fisici in un unico protocollo KNX per assicurare un rapporto costo/prestazioni adeguato per tutte le tipologie di edificio/applicazione. October 10, 2010 Slide 3

4 Standard Konnex L associazione Più di 150 membri & licensees (13 in Italia) 20 organizzazioni KNX nazionali/ Gruppi 90 nazioni in cui il KNX è installato 126 training centers certificati e registrati in 13 Paesi 57 Partner scientifici 5 laboratori di test accredidati Più di 50,000 progetti realizzati Più di 7,000 prodotti registrati e certificati Più di 15,000 KNX Partners provenienti da 88 diverse nazioni (496 in Italia) Più di 15,000 licenze ETS vendute October 10, 2010 Slide 4

5 Standard Konnex Le finalità Creare un unico Standard mondiale aperto per il controllo e l automazione in edifici commerciali e residenziali October 10, 2010 Slide 5

6 Standard Konnex Le finalità October 10, 2010 Slide 6

7 Standard Konnex Il quadro normativo October 10, 2010 Slide 7

8 Standard Konnex I vantaggi 1. Standard internazionale, pertanto garantito per il futuro 2. Con la certificazione dei prodotti, KNX garantisce l interoperabilità e I interworking dei prodotti 3. KNX è una garanzia di prodotti di alta qualità (ISO 9001) 4. Un unico software di programmazione ETS indipendente dai produttori 5. KNX è impiegato per tutte le applicazioni per controllare e gestire la casa e l edificio 6. KNX è adatto per l uso in qualsiasi tipologia di edificio 7. KNX supporta diversi modi di configurazione 8. KNX supporta diversi mezzi di comunicazione (TP, PL, RF e IP) 9. KNX può essere interfacciato ad altri sistemi 10. KNX è indipendente da ogni tecnologia hardware o software October 10, 2010 Slide 8

9 Standard Konnex I vantaggi 1. Standard internazionale, pertanto sicuro nel futuro CENELEC KNX è EN50090 CEN KNX è EN /2 ISO/IEC 2. Con la certificazione del prodotto, KNX garantisce l interoperabilità e l interworking dei prodotti KNX è l unico standard HBES che attua uno schema globale di certificazione per prodotti, training center e persino per persone. La conformità del prodotto è controllata da laboratori accreditati. KNX è ISO/IEC SAC KNX è GB/Z20965 ANSI/ASHRAE KNX è US ANSI/ASHRAE standard 135 October 10, 2010 Slide 9

10 Standard Konnex I vantaggi 3. KNX è garanzia per prodotto di alta qualità L associazione KNX richiede un alto livello di qualità nella produzione e il controllo qualità durante tutte le fasi della vita del prodotto Tutti i produttori devono essere conformi alla ISO Un unico ETS indipendente dai produttori Il software ETS per PC consente la progettazione e la configurazione, di tutti i prodotti KNX certificati Il tool è inoltre indipendente dai produttori: il system integrator è in grado di combinare in un impianto prodotti di diversi produttori October 10, 2010 Slide 10

11 Standard Konnex I vantaggi 5. KNX può essere utilizzato per tutte le applicazioni per il controllo nella home e building automation 6. KNX è adatto per l utilizzo nei diversi tipi di edifici Edifici nuovi o esistenti Piccoli e grandi edifici Facilmente espandibile e adattabile a nuove esigenze Tutti le possibili applicazioni & funzioni nella home e building October 10, 2010 Slide 11

12 Standard Konnex I vantaggi 7. KNX supporta diversi modi configurazione E-mode: mediante un configuratore S-mode: mediante un PC 8. KNX supporta diversi mezzi di comunicazione Twister Pair (TP) - Power Line (PL) Radio Frequenza (RF) - IP/Ethernet Installazione/ configurazione S-Mode E-Mode A-Mode E T S Base del sistema Mezzi trasmissivi TP Sistema KNX PL RF IR Ethernet... Engineering Tool Software TP = Twisted Pair PL = Powerline RF = Radiofrequenza IR= Infrarosso October 10, 2010 Slide 12

13 Standard Konnex I vantaggi 9. KNX può essere interfacciato con altri sistemi KNX ha sviluppato gateway sofisticati con lo scopo di essere di aiuto nel completamento di altri sistemi Prova della collaborazione con KNX sono: Mappatura con BACnet Interfacciamento con DALI 10. KNX è indipendente da qualsiasi tecnologia hardware o software I produttori possono sviluppare proprie piattaforme a microprocessore o rivolgersi a fornitori di componenti di sistema KNX KNX è completamente LIBERO da royalty fees aggiuntive October 10, 2010 Slide 13

14 Standard Konnex Le funzioni Controllo luci Controllo utenze motorizzate Gestione carichi Monitoraggio, indicazione e segnalazione Controllo ambiente; es. riscaldamento, raffreddamento, ventilazione Gestione sicurezza Visualizzazione Interfaccia verso altri sistemi di controllo (locali o remoti) October 10, 2010 Slide 14

15 Standard Konnex Le applicazioni Centri sportivi Hotels, Ristoranti Centri commerciali Edifici pubblici / Musei Industrie Banche / Uffici Scuole / Università Chiese / Luoghi di culto Ospedali / Case di riposo Edifici residenziali Ville / Residenze di pregio October 10, 2010 Slide 15

16 Standard Konnex ETS3 ETS (Engineering Tool Software) è l unico Tool Software indipendente dal produttore per progettare e configurare sistemi intelligenti per l automazione ed il controllo degli edifici realizzate con il KNX; ETS è parte integrante dello standard KNX; Tutti i database dei prodotti certificati, indipendentemente dal produttore, possono essere importati in ETS; Il sistema KNX insieme ad ETS offrono una soluzione indipendente e semplice da utilizzare per i progettisti e gli installatori E T S 3 Engineering Tool Software October 10, 2010 Slide 16

17 Architettura del sistema KNX Il Sistema ABB i-bus EIB èunsistema BUS I componenti del Sistema sono tutti collegati in Parallelo I componenti sono identificati da 3 gruppi di cifre separate da un punto che costituiscono l'indirizzo Fisico del dispositivo Questo indirizzo identifica solamente il componente senza alcun riferimento funzionale Numero di area Numero dispositivo Numero di linea October 10, 2010 Slide 17

18 Architettura del sistema KNX 1/2/44 Indirizzo di Gruppo 1/2/44 I legami fra ingressi ed uscite sono codificati con 3 (o 2) gruppi di cifre, separate da una barra, che costituiscono l' Indirizzo di Gruppo Le funzioni (ON/OFF, Comandi Dimmer, ecc.) che possono essere caricate sul dispositivo sono precompilate dal costruttore e disponibili in un data base dedicato ad ogni singolo componente. I dati sono memorizzati nei componenti NON esiste una centrale di sistema Il Sistema ABB i-bus EIB è un sistema Totalmente e Realmente DECENTRALIZZATO October 10, 2010 Slide 18

19 Architettura del sistema KNX Alimentatore Linea BUS Dispositivo EIB N 1 Dispositivo EIB N 2 Dispositivo EIB N 64 Fino ad un massimo di 64 componenti per linea Lunghezza massima di ogni linea: 1 Km Nella somma vanno considerati anche tutti i segmenti che collegano i componenti October 10, 2010 Slide 19

20 Architettura del sistema KNX DVC Max 350 m tra dispositivo - alimentatore PS 200 m 350 m Max 700 m tra dispositivo - dispositivo Max m cavo bus Max 2 alimentatori DVC 150 m PS 150 m DVC Distanza tra 2 alimentatori: min. 200 m 350 m DVC Linea 1 DVC = Dispositivo bus PS = Alimentatore bus October 10, 2010 Slide 20

21 Architettura del sistema KNX Aree Linee Componenti Bus EIB/Konnex October 10, 2010 Slide 21

22 Confronto KNX Soluzione tradizionale La soluzione tradizionale Installatore H Condizionamento Commitente Installatore K Elettricità Prodotto 1 Prodotto 2 Sistema 3 Sistema 1 Prodotto 2 Sistema 3 Combinazione delle sezioni assemblate difficile costosa complessa confusa Sicurezza Installatore S Sistema 1 Prodotto 2 October 10, 2010 Slide 22

23 Confronto KNX Soluzione tradizionale La soluzione KNX Produttore A prodotto 1 Installazione KNX prodotto 2 semplice cliente riscaldamento Produttore K sistema 3 sistema 1 prodotto 2 economica chiara flessibile illuminazione sistema 3 Produttore L sistema 1 prodotto 2 tende/tapparelle October 10, 2010 Slide 23

24 Home&Building Automation ed Efficienza energetica Ridurre gli sprechi lungo la catena energetica Energia primaria Trasporto Generazione T&D Industria Terziario Residenziale Energia disponibile Migliorare il processo di estrazione Minimizzare le perdite lungo le pipelines Rendere più efficienti le fasi di combustione Ridurre le perdite lungo le linee elettriche Migliorare la produttività 80 % perdite 30 % risparmio Building management Attuare diverse misure per migliorare l efficienza energetica in ogni singola fase della catena del valore può consentire risparmi del 30% October 10, 2010 Slide 24

25 Home&Building Automation ed Efficienza energetica Terziario e residenziale: due settori energivori Il terziario e il residenziale rappresentano segmenti con la maggiore crescita nei consumi energetici in Europa e negli USA 1 Più della metà dei consumi di energia sono relativi ai consumi elettrici, e sono riconducibili a: riscaldamento/condizionamento illuminazione ventilazione comando motori La combinazione di differenti soluzioni tecnologiche possono consentire risparmi del 30 60% 2 1 EIA, DOE, Buildings energy data book, IEA Annual energy reports, European Commission reports L impiego di soluzioni intelligenti ed evolute consente di ridurre le inefficienze October 10, 2010 Slide 25

26 Home&Building Automation ed Efficienza energetica Le leve per l Efficienza Energetica Risulta fondamentale quindi agire lungo tre direttrici per dare vita a programmi di efficienza energetica che portino risultati tangibili e significativi Migliorare l efficienza dell impianto (materiali isolamento, lampade a basso consumo,,,,) Ottimizzare proattivamente utilizzo dispositivi (luminosità e temperatura costante, spegnimento apparecchiature quando non necessarie ) Efficienza Energetica Monitoraggio e controllo continuo dello stato dell impianto (piani di monitoraggio orientati al miglioramento continuo) Comportamenti proattivi da parte degli utenti finali October 10, 2010 Slide 26

27 Home&Building Automation ed Efficienza energetica Il supporto della EN15232 La EN15232 valuta l influenza dei sistemi di controllo e gestione sulle prestazioni energetiche degli edifici e classifica i sistemi di automazione di edificio ed i conseguenti risparmi in quattro tipologie, valide sia per le applicazioni di tipo residenziale sia per le applicazioni di tipo non-residenziale A High performance Come la Classe B ma con livelli di precisione e completezza del controllo automatico tali da garantire elevati prestazioni energetiche all impianto B C Avanzato Standard Impianti controllati con sistemi di automazione bus (HBES/BACS) dotati anche di una gestione centralizzata e coordinata delle funzioni e dei singoli impianti (TBM) Impianti automatizzati con apparecchi di controllo tradizionali o sistemi bus (HBES/BACS). Requisito minimo EPBD D Non energeticamente efficiente Comprende gli impianti tecnici tradizionali e privi di automazione October 10, 2010 Slide 27

28 Home&Building Automation ed Efficienza energetica Ambito normativo EN15232 L applicazione della norma consente di: supportare la stesura di Specifiche Tecniche fornire una guida per strutturare offerte e strumenti per la comparazione economica in riferimento all utilizzo dell edificio supportare le decisioni sulle costruzioni, al fine di: quantificare e confrontare i risparmi economici teorici connessi con ogni classe e scegliere la classe del futuro sistema di controllo trasformare la scelta della classe in una lista di funzioni che possono essere incluse nella Specifica Tecnica Per ogni funzione sono indicati diversi livelli prestazionali, identificati con un numero che va da 0 a valori maggiori secondo prestazioni energetiche crescenti. La tabella distingue tra Edifici Non-Residenziali ed Edifici Residenziali, e identifica per ogni classe i livelli minimi prestazionali da garantire per ogni funzione di automazione. Un sistema di automazione è di Classe D, C, B o A se tutte le funzioni che implementa sono rispettivamente almeno di Classe D, C, B o A October 10, 2010 Slide 28

29 Home&Building Automation ed Efficienza energetica Il supporto della EN15232 Il metodo BAC factors, basato su fattori di efficienza, viene utilizzato per effettuare una stima di massima nella fase iniziale di progetto/predisposizione dell edificio e del sistema di controllo e gestione dell energia. Riscaldamento Uffici Classe di efficienza BAC D C B A T set-point 22,5 C 22/15 C 21/15 C 21/15 C Tempo 24h 16h 14h 13h Risparmio classe B rispetto classe C Risparmio classe A rispetto classe C Consumi totali -17% -26% Energia termica Riscaldamento/ Raffrescamento -20% -30% Energia elettrica -7% -13% October 10, 2010 Slide 29

30 Home&Building Automation ed Efficienza energetica Case history in un palazzo uffici Esigenza recuperare un immobile in disuso per adibirlo a edificio pubblico, attraverso una serie di interventi mirati, tenendo conto di: normative vigenti a livello europeo specifiche richieste di utilizzo dell immobile prestazioni tecnologiche necessarie nell ottica di un giusto rapporto costi / benefici e di un equilibrato standard di efficienza tra livelli di gestione e costi di manutenzione. Intervento superficie complessiva di m 2 che si sviluppa su cinque piani esterni e un seminterrato October 10, 2010 Slide 30 dotazione di un sistema di HBES che utilizza il protocollo a standard europeo KNX: termoregolazione, illuminazione e supervisione

31 Home&Building Automation ed Efficienza energetica Case history in un palazzo uffici Funzioni implementate: Controllo e regolazione delle luci in funzione della presenza delle persone e del livello di illuminazione naturale Controllo della climatizzazione in base alla presenza di persone, all apertura delle finestre e dell irraggiamento solare Possibilità di controllo, comando e supervisione centralizzata di tutte le utenze gestite dal sistema October 10, 2010 Slide 31

32 Home&Building Automation ed Efficienza energetica Case history in un palazzo uffici Ufficio Tipo 2 postazioni a b Dimensione locale a: 5m b: 3m Dimensione finestra 1,2m x 1,4m Valore illuminamento richiesto: 300Lux PD FCF O tdfd t LENI 1000 A N MINI LIGHT AIR modulo dark-vdu up/down con cablaggio elettronico lampada 1x35W T16 G5 October 10, 2010 Slide 32

33 Home&Building Automation ed Efficienza energetica Case history in un palazzo uffici Risultati: Risparmio di energia elettrica annuale: 50-60MWh Risparmio annuo: Risparmio secondo la norma EN15232: 38% EN15232: Energy Performance of Buildings Impact of Building Automation Controls and Building Management October 10, 2010 Slide 33

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