Building automation, oltre la domotica: che cos’è, applicazioni ed esempi

I sistemi di Building Automation (BA), in italiano automazione degli edifici, sono tecnologie che permettono una gestione completa e centralizzata dei vari impianti di una struttura, sia essa residenziale, dedicata ai servizi o alla produzione.

Questi sistemi sono componenti essenziali degli smart building, ossia quegli edifici dotati di tecnologie integrate e avanzate che rendono più efficiente la progettazione, la realizzazione e l’esercizio dell’edificio stesso. Tecnologie che possono essere applicate a edifici nuovi o già esistenti.

Lo scopo dei sistemi di Building Automation è quello di aumentare la vivibilità, il comfort e la sicurezza all’interno degli ambienti degli smart building. Così facendo, inoltre, si riducono consumo energetico e i costi operativi.

Cos’è la Building Automation?

I sistemi di Building Automation rappresentano, dunque, i sistemi di controllo che consentono la gestione ottimale dei sottosistemi tecnologici che compongono gli smart building. È questa la definizione che fornisce il professor Alberto Servida, docente dell’Università di Genova.

La sua definizione comprende sia le tecnologie dell’automazione (ossia tutta la parte di sensoristica) sia quelle più impiantistiche. Queste ultime fanno riferimento ai vari sistemi dell’edificio, tra cui:

  • sistemi di riscaldamento
  • sistemi di lighting (illuminazione)
  • sistemi di gestione dell’acqua (non solo acqua calda, ma anche la manutenzione del piping per quanto riguarda la rete idraulica dell’edificio stesso)
  • tutte le facility, dall’impianto di condizionamento e aerazione agli impianti di riscaldamento

Come funzionano i sistemi di Building Automation

“Nei sistemi di Building Automation possiamo ritrovare gli stessi livelli di automazione presenti nell’automazione di un processo industriale”, spiega Servida.

Il primo livello di questa “piramide dell’automazione” è costituito dai dispositivi hardware, come sensori, chiller, valvole, ventilatori e room control. È questo hardware che genera e raccogliere, tramite bus di campo, i dati e le informazioni inerenti gli impianti dell’edificio.

Al secondo livello della piramide, o automation level, troviamo i controllori di automazione. Questi raccolgono i parametri dai vari sensori (oggi anche in modalità wireless), li elaborano e li utilizzano per guidare gli attuatori, in base anche al programma, o alla tecnica di controllo.

 

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Architettura tipica di un sistema di gestione di Smart Building (modificato da Patriarca, 2008).

L’ultimo livello della piramide è più comunemente presente negli edifici terziari. È a questo livello che troviamo i cosiddetti Building Management Systems (BMS), i sistemi gestionali degli smart building. Sistemi complessi e onerosi che solitamente non sono utilizzati per condomini e case private.

Perché Building Automation e domotica non sono la stessa cosa

Parlare di Building Automation non è la stessa cosa che parlare di domotica. I sistemi di BA sono infatti caratterizzati da funzionalità estese, dimensioni grandi e massimo livello di integrazione. A queste caratteristiche si aggiungono elevata customizzazione e integrazione e strumenti di configurazione complessi.

Al contrario, la domotica è un sistema di automazione su comando, dove non vi è coordinamento. È caratterizzata da: funzionalità limitate, medie/piccole dimensioni e un’interfaccia utente semplice. Inoltre, vi è una bassa ingegnerizzazione e strumenti di configurazione semplici.

Se la Building Automation si occupa di edifici, la domotica è invece uno strumento per la Home Automation, l’automazione delle singole unità abitative.

“Nella Building Automation possiamo definire obiettivi di gestione a parità di fabbisogni richiesti. Viceversa, la home automation (o domotica) si occupa di attività specifiche che, banalizzando all’estremo, potremmo identificare con la tapparella elettrica o l’illuminazione”, spiega Servida.

Tra le due vi è una zona di intersezione piuttosto limitata. Anche a livello di unità abitativa, infatti, è possibile ottimizzare alcuni specifici obiettivi e in tal caso si può parlare di Building Automation.

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Building Automation, dove si applica

Edifici pubblici come ospedali e scuole, palazzi destinati a uso commerciale o industriale e, naturalmente, anche edifici a destinazione residenziale: i sistemi di Building Automation trovano numerose applicazioni.

Del resto, come sottolinea un rapporto della Commissione Europea, gli edifici sono responsabili del 40% del consumo energetico e del 36% delle emissioni di CO2 in Europa.

I dati mostrano che gli edifici europei sono vecchi e poco efficienti. Il 35% degli edifici ha, infatti, più di 50 anni e il 75% è inefficiente dal punto di vista energetico.

Per questo, la strategia di sviluppo sostenibile europea prevede 275 miliardi da destinare a una vera e propria “ondata di ristrutturazioni” degli edifici.

Come si valuta l’impatto di un sistema di Building Automation?

È possibile stimare quali sarebbero i vantaggi di un sistema di BA? Ed è qui che la normativa europea UNI EN 15232 ci viene in aiuto. La UNI 15232 classifica gli edifici in quattro classi sulla base dei sistemi di BAC (Building Automation and Control).

Al gradino più basso vi è la classe D, ovvero quegli impianti privi di automazione e controllo che non sono efficienti dal punto di vista energetico.

La classe C, in cambio, si riferisce a quegli impianti dove vi è un minimo di automazione. Si tratta di impianti realizzati con sistemi tradizionali, dove possono essere presenti bus di comunicazione con funzioni base. Questa classe è considerata lo standard di riferimento per le normative nazionali.

Nel livello successivo, classe B o “advanced”, gli edifici sono dotati di sistemi di automazione avanzati con funzionalità di gestione degli impianti tecnici (TBM, Technical Building Management). Questi consentono una gestione e un controllo centralizzato e coordinato dei vari impianti.

Infine, nella classe A, ad alto efficientamento energetico, si trovano gli edifici dotati di sistemi BAC e TMB ad alto efficientamento energetico.

Alcuni esempi di Building Automation

Questi sistemi faticano a diffondersi nel nostro Paese per diversi motivi. In primo luogo, i cittadini spesso non comprendono l’effettivo vantaggio e risparmio che può venire dal loro utilizzo, che permette il ritorno dell’investimento in un tempo piuttosto ridotto.

A questo si aggiunge l’assenza delle competenze necessarie alla progettazione e alla gestione dei sistemi di Building Automation e una cultura imprenditoriale non adeguata nel settore dell’edilizia.

“Si deve guardare oltre alla figura del tecnico di domotica che installa il semplice sistema di controllo su comando.  Purtroppo molti imprenditori e progettisti non riescono ancora a farlo perché non comprendono pienamente la differenza tra i sistemi di BA e di domotica”, spiega Servida.

La gestione di un edificio intelligente, sottolinea il professore, non può essere affidata a un solo system integrator di domotica, quanto piuttosto a una squadra. Occorrono, infatti, tutta una serie di competenze interdisciplinari: da competenze in ambito di PLC  a quelle necessarie per gestire l’interconnessione dei sistemi.

Vediamo ora alcuni esempi di edifici altamente interconnessi e casi di utilizzo di sistemi di BA, sia in Italia che all’estero.

La Building Automation nella GDO

Carrefour, azienda francese operante nella grande distribuzione con una forte presenza anche in Italia, è stata tra le prime aziende ad adottare i sistemi di BA sul nostro territorio.

L’azienda ha deciso di adottare questi sistemi con lo scopo di raccogliere tutti i dati energetici di tutti i suoi punti vendita.

Un sistema di Machine Learning ha analizzato i dati raccolti, permettendo di identificare e predire anomalie di funzionamento degli impianti di riscaldamento e aereazione.

Questo ha permesso così di abilitare interventi di manutenzione predittiva e ridurre l’errore nella stima anticipata dei consumi mensili richiesta ad ogni  punto vendita.

Creare edifici altamente interconnessi grazie ai sistemi di Building Automation

Un esempio di smart building viene dall’head quarter di Cisco a Toronto. Un edificio che è il risultato di uno sforzo di concurrent engineering tra meccanici, elettricisti, il team di ICT, progettisti, il general contractor e l’investitore immobiliare.

Nell’HQ le tecnologie più building-oriented (illuminazione, condizionamento, sensoristica di controllo etc.) sono integrate con le tecnologie più vicine al mondo ICT, voce, videosorveglianza, controllo degli accessi, wi-fi, digital signage e altro ancora.

Questo è stato possibile grazie all’utilizzo di un’unica infrastruttura IP in grado di utilizzare la tecnologia PoE, Power over the Ethernet. Grazie a questa è stato possibile alimentare gli impianti attraverso uno stesso cavo che li collega alla stessa rete Ethernet, abbassando i costi di costruzione.

Inoltre, i dati raccolti dai diversi sensori presenti nell’edificio hanno permesso di ottimizzare anche i costi di gestione.

Infine, i dati estrapolati dai sensori di luce, temperatura e condizionamento, hanno permesso di creare un layer applicativo accessibile da dispositivi mobili e consentito agli utenti di personalizzare il proprio spazio di lavoro.

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La Building Automation nell’edilizia

Integrare un sistema di BA a partire già dalla progettazione dell’edificio apre la strada a numerose applicazioni che possono aumentare l’efficienza e la sicurezza degli edifici.

Un esempio è il “pilastro intelligente” creato da Manini (azienda che produce prefabbricati), con la collaborazione di Umbra control, azienda specializzata in Building Automation.

Il pilastro intelligente è equipaggiato con sensori in grado di misurare grandezze statiche o dinamiche. Tra questi troviamo: accelerometri, trasduttori di spostamento, inclinometri, sensori capacitivi nei pluviali stazione meteo esterna e sensori di temperatura, umidità e qualità dell’aria.

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Nel momento in cui si verificano eventi critici, ad esempio un terremoto, il sistema invia un alert al centro di controllo della società. I dati raccolti vengono analizzati e interpretati dagli ingegneri di Manini che possono quindi verificare (in tempo reale e da remoto) la stabilità della struttura.

Allo stesso modo, in caso di alluvione, è possibile monitorare da remoto se il sistema di deflusso dell’acqua piovana stia funzionando correttamente.

I vantaggi della Building Automation nella gestione energetica degli edifici

I sistemi di condizionamento e riscaldamento degli edifici ammontano per gran parte dell’utilizzo (e spesso dello spreco) dell’energia di un edificio. Brain, il sistema di monitoraggio energetico sviluppato da Tree Solutions (startup innovativa con sede a Milano) punta a ridurre questi sprechi.

Brain agisce su due livelli: uno di controllo e uno di efficientamento. Grazie ai dati raccolti dai sensori dell’edificio, Brain riesce a individuare le anomalie dell’impianto, ad esempio se l’impianto è in funzione quando non dovrebbe esserlo.

Partendo dall’analisi dei consumi, il suo algoritmo riduce la sovra-produzione di energia, permettendo all’impianto di produrre solo la quantità di energia necessaria.

Si tratta di una tecnologia che può essere applicata a impianti nuovi o esistenti e che permette una riduzione dei consumi stimabile tra il 20 e il 40%.

Grazie a un’apposita piattaforma cloud, inoltre, è possibile monitorare l’impianto anche da remoto. La tecnologia è pensata per edifici di medio/grandi dimensioni, anche residenziali.

Gli incentivi a sostegno dell’efficientamento degli edifici

All’efficientamento degli edifici il Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza (PNRR) dedica in totale 15,36 miliardi di euro, la cui ripartizione è indicata nella terza componente della seconda missione (M2C3).

Le risorse sono dedicate all’efficientamento energetico degli edifici pubblici e privati, oltre che allo sviluppo di sistemi di teleriscaldamento efficienti.

Quasi 14 miliardi (13,95) sono destinati al Superbonus 110%, la misura introdotta con il Decreto Rilancio del 19 maggio 2020. Un intervento che punta a incentivare interventi di ristrutturazione degli edifici e a dare un boost al settore delle costruzioni.

Secondo le stime del Governo, gli investimenti consentiranno la ristrutturazione di oltre 100.000 edifici a regime, per una superficie totale riqualificata di oltre 36 milioni di mq. Il risparmio energetico atteso dal Supebonus è di circa 191 Ktep/anno, con una riduzione delle emissioni di gas serra di circa 667 KtonCO2/anno.

Superbonus 110%: cos’è, chi può richiederlo e quali sono le spese agevolabili

Il Superbonus si divide in due componenti: il Super Ecobonus, che agevola i lavori di efficientamento energetico e il Super Sismabonus incentiva quelli di adeguamento antisismico.

Con questa misura, il Governo ha elevato al 110% l’aliquota di detrazione delle spese sostenute per specifici interventi in ambito di efficienza energetica, di interventi antisismici, di installazione di impianti fotovoltaici o delle infrastrutture per la ricarica di veicoli elettrici negli edifici.

Possono usufruire dell’agevolazione:

  • condomini
  • persone fisiche proprietari di un’immobile
  • persone fisiche proprietarie di un edificio composto dalle 2 alle 4 unità abitative
  • istituti autonomi di case popolari o altri enti che rispondono ai requisiti europei di house providing
  • cooperative di abitazione a proprietà indivisa
  • Onlus, associazioni di volontariato e associazioni di promozione sociale
  • associazioni e società sportive dilettantistiche, limitatamente ai lavori destinati ai soli immobili o parti di immobili adibiti a spogliatoi.

Quali sono gli interventi agevolabili con il Superbonus 110%

Gli interventi agevolabili si dividono in interventi principali e interventi aggiuntivi. Tra gli interventi principali troviamo interventi di isolamento termico sugli involucri e di sostituzione di impianti di climatizzazione invernale sulle aree comuni di un condominio.

A questi si aggiungono interventi antisismici e di sostituzione di impianti di climatizzazione invernali in abitazioni unifamiliari o edifici plurifamiliari indipendenti.

Gli interventi aggiuntivi o trainanti comprendono l’installazione di impianti solari fotovoltaici, infrastrutture per ricaricare veicoli elettrici ed interventi di efficientamento energetico. Inoltre, si può ricevere l’agevolazione per interventi di efficientamento energetico e di rimozione di barriere architettoniche.

Va sottolineato che per ottenere l’agevolazione dell’intervento aggiuntivo il richiedente deve realizzare almeno un intervento principale. 

C’è, tuttavia, una finestra temporale entro cui si deve sostenere le spese, ossia dal 1 luglio 2020 al 30 giugno 2022. Il decreto prevede un’estensione della finestra al 31 dicembre 2022 nel caso di lavori condominiali o realizzati in parti comuni di un edificio plurifamiliare, a patto che al 30 giugno 2022, il 60% dei lavori risulti completato. 

Come vengono erogate le agevolazioni

La misura prevede diverse possibilità, per il beneficiario, di usufruire delle agevolazioni.

Il beneficiario può scegliere di accedere direttamente alle detrazioni, pagando quindi l’intero importo dei lavori e ricevendo il 110% degli importi ammessi dilazionato in 5 anni, o in 4 nel caso di spese sostenute nel 2022.

In alternativa, il beneficiario può scegliere di ricevere direttamente dal soggetto che realizza gli interventi uno sconto in fattura pari al 110% dell’importo dei lavori sostenuti. Sarà quest’ultimo a beneficiare in 5 anni della detrazione.

Infine, è possibile cedere il credito ad un soggetto terzo, compreso un istituto finanziario o assicurativo, pagando un importo ridotto dei lavori, di una quantità pari all’attualizzazione all’anno zero della quota ceduta. In questo caso, sarà il soggetto terzo a beneficiare in 5 anni della detrazione.

Il Decreto Semplificazioni, approvato dal Senato lo scorso 28 luglio, ha eliminato l’obbligo di inviare al comune l’attestazione di stato legittimo. Si tratta di una documentazione che attesta la regolarità urbanistica dell’immobile dove si vuole effettuare l’intervento e di tutto il palazzo.

Un obbligo che ha rappresentato il principale ostacolo alla fruizione del bonus, proprio perché molti edifici sono datati. Inoltre, a causa dell’emergenza sanitaria, molti uffici comunali lavorano ancora a rilento.

Con il decadimento di quest’obbligo basterà fornire al Comune la certificazione di inizio lavori (Cila) asseverata da un tecnico abilitato.

L’impatto del Superbonus 110%: i dati al 30 giugno 2022

A partire dal 1° settembre 2021 Enea (Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile) pubblica a cadenza mensile i dati nazionali e regionali, relativi all’utilizzo del Superbonus 110%.

Come si può vedere dalla tabella, al 30 giugno 2022 erano in corso 199.124 interventi edilizi, per circa 35,21 miliardi di investimenti ammessi a detrazione che porteranno a detrazioni per 38,73 miliardi di euro.

Sono 30.167 i lavori condominiali già avviati (di cui il 66,2% già ultimati), che rappresentano il 49% degli investimenti, mentre i lavori negli edifici unifamiliari sono 107.143 (il 73,9% già realizzato), numero che rappresenta il 34,1% del totale degli investimenti.

Infine, i lavori nelle unità immobiliari funzionalmente indipendenti sono 61.809 (il 16,9% del totale), di cui il 77,9% già ultimato.

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Michelle Crisantemi

Giornalista bilingue laureata presso la Kingston University di Londra. Da sempre appassionata di politica internazionale, ho vissuto, lavorato e studiato in Spagna, Regno Unito e Belgio, dove ho avuto diverse esperienze nella gestione di redazioni multimediali e nella correzione di contenuti per il Web. Nel 2018 ho lavorato come addetta stampa presso il Parlamento europeo, occupandomi di diritti umani e affari esteri. Rientrata in Italia nel 2019, ora scrivo prevalentemente di tecnologia e innovazione.

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