Building Automation: la gestione intelligente degli impianti

Lo scopo della Building Automation è ottimizzare le prestazioni della struttura e aumentare vivibilità, comfort e sicurezza

Il termine Building Automation (letteralmente "automazione degli edifici") viene utilizzato per indicare la scienza che si occupa dell'automazione delle funzioni degli impianti di un edificio non ad uso abitativo, come ad esempio un albergo, una scuola, o un ospedale. Lo scopo della Building Automation è ottimizzare le prestazioni della struttura e aumentare i livelli di vivibilità, comfort e sicurezza all'interno degli ambienti.

I sistemi di Building Automation permettono una gestione smart degli impianti di un edificio, in un’ottica di efficientamento energetico, maggior comfort e sicurezza. Si tratta di innovazioni di cui c’è un forte bisogno, visto che gli edifici italiani rappresentano più di un terzo dei consumi energetici del Paese e la maggior parte è stata realizzata prima dell’adozione dei criteri per il risparmio energetico e della relativa normativa. L’efficientamento energetico degli edifici è un passaggio essenziale della trasformazione green ed è per questo che il PNRR italiano ha stanziato quasi 14 miliardi a sostegno dell’efficientamento di edifici pubblici e privati.

Gestire in maniera integrata ed automatizzata gli impianti può portare diversi vantaggi in termini di risparmio energetico, comfort e sicurezza degli occupanti.

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Building Automation e domotica

Building Automation e domotica possono sembrare concetti simili, ma in realtà esistono delle differenze tra i due termini. Il fine è identico, ovvero migliorare la qualità della vita delle persone negli ambienti, la differenza, invece, sta nella dimensione dell’impianto e nell'ambito applicativo:

1. Ambito di Applicazione:

• a. Domotica: Si riferisce all'automazione delle funzioni e dei dispositivi all'interno delle abitazioni private. La domotica è più focalizzata sulle esigenze e il comfort degli abitanti delle singole case, gestendo solitamente funzioni come l'illuminazione, il riscaldamento, la sicurezza domestica, gli elettrodomestici, l'home entertainment, ecc;
• b. Building Automation: Si riferisce all'automazione delle funzioni e dei sistemi all'interno di edifici più grandi e complessi, come uffici, edifici commerciali, strutture governative, ospedali, scuole, ecc. La Building Automation è progettata per gestire sistemi complessi come l'illuminazione di grandi spazi, la climatizzazione centralizzata, la sicurezza dell'edificio, i sistemi di controllo degli accessi, e altro ancora.

2. Scala dell'Impianto:

• a. Domotica: La domotica si concentra sull'automazione delle funzioni all'interno di singole abitazioni o unità abitative;
• b. Building Automation: La Building Automation è progettata per gestire e controllare sistemi su una scala più ampia, coinvolgendo edifici interi o grandi complessi di edifici.

3. Complessità e Scalabilità:

• a. Domotica: Spesso più semplice e orientata al consumatore, la domotica può essere relativamente facile da installare e configurare. Tuttavia, può essere limitata nelle funzionalità e nella scalabilità rispetto alla Building Automation;
• b. Building Automation: La Building Automation è più complessa e può richiedere una pianificazione più approfondita e un'installazione professionale. Tuttavia, offre una maggiore scalabilità e può gestire una vasta gamma di sistemi e dispositivi all'interno di un edificio o di un complesso di edifici.

In sintesi, la domotica si concentra sull'automazione delle singole abitazioni per migliorare il comfort e la convenienza degli abitanti, mentre la Building Automation gestisce sistemi più complessi su una scala più ampia, mirando a migliorare l'efficienza e la gestione degli edifici commerciali, industriali o governativi. 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 gli strumenti di configurazione sono in realtà molto semplici. Se la Building Automation si occupa di interi edifici, anche complessi, la domotica è invece uno strumento per la Home Automation, l’automazione delle singole unità abitative.

Da cosa è composto un sistema di Building Automation

Un sistema di Building Automation è composto da diversi elementi che lavorano insieme per monitorare, controllare e gestire i vari sistemi all'interno di un edificio. I principali componenti di un sistema di Building Automation sono i sensori, le unità di controllo, gli attuatori, l’interfaccia utente, la rete di comunicazione e il software di gestione:

• Sensori: i sensori sono dispositivi utilizzati per rilevare e misurare vari parametri ambientali e di sistema all'interno dell'edificio. Questi possono includere sensori di temperatura, sensori di umidità, sensori di movimento, sensori di luce, sensori di qualità dell'aria, sensori di pressione, e altri ancora;
  
• Unità di Controllo: le unità di controllo sono componenti hardware o software che elaborano i dati provenienti dai sensori, prendono decisioni in base alle condizioni rilevate e inviano comandi agli attuatori per regolare i sistemi dell'edificio. Le unità di controllo possono essere installate localmente nell'edificio o possono essere basate su cloud;
  
• Software di Gestione: il software di gestione è il cuore del sistema di Building Automation. Questo software raccoglie, elabora e analizza i dati provenienti dai sensori, prende decisioni in base alle condizioni rilevate e controlla gli attuatori per regolare i sistemi dell'edificio in modo efficiente ed efficace;
  
• Attuatori: gli attuatori sono dispositivi utilizzati per eseguire azioni fisiche in risposta ai comandi del sistema di Building Automation. Ad esempio, gli attuatori possono essere utilizzati per regolare le valvole dei sistemi di riscaldamento e raffreddamento, controllare i motori delle tende oscuranti o delle persiane, attivare e disattivare i dispositivi di illuminazione, e altro ancora;
  
• Interfaccia Utente: l'interfaccia utente è il punto di interazione tra gli utenti e il sistema di Building Automation. Questo può essere un'interfaccia web, un'applicazione mobile o un pannello di controllo fisico installato nell'edificio. L'interfaccia utente consente agli utenti di monitorare le condizioni dell'edificio, regolare le impostazioni dei sistemi e ricevere notifiche su eventi importanti;
  
• Rete di Comunicazione: la rete di comunicazione è il sistema di collegamento che consente ai diversi componenti del sistema di Building Automation di comunicare tra loro. Questa può essere una rete cablata, come Ethernet o Modbus, o una rete wireless, come Wi-Fi o Zigbee.

Un sistema di Building Automation funziona dunque attraverso una combinazione di questi hardware, software e dispositivi di controllo per monitorare, gestire e controllare i vari sistemi all'interno di un edificio. Il processo di funzionamento e di scambio di informazioni e comandi tra questi componenti di un sistema di Building Automation è in realtà molto semplice e segue il filo logico dei singoli componenti di cui è fatto.

Si parte ovviamente da una raccolta iniziale dei dati, effettuata dalla rete di sensori distribuiti nell'edificio per quantificare inizialmente i vari parametri ambientali e di sistema, in modo continuativo e costante oppure ad intervalli regolari di tempo a seconda della volontà dell’utente che imposta il sistema in tal senso. I dati raccolti dai sensori vengono trasmessi al software centrale di gestione, che può essere un computer server o un software basato su cloud. Questo sistema centrale elabora e analizza i dati ricevuti dai sensori per fornire informazioni utili sulla situazione all'interno dell'edificio.

Il software centrale di gestione utilizza le informazioni così raccolte per prendere decisioni e attuare azioni appropriate di ottimizzazione delle prestazioni dell'edificio, in base a quelle che sono le impostazioni di base con le quali l’utente ha settato il software centrale e che rispecchiano le sue volontà.

Queste azioni possono includere regolazioni automatiche dei sistemi di riscaldamento, ventilazione e aria condizionata in base alle condizioni ambientali interne ed esterne, controllo dell'illuminazione in base alla presenza umana o alle condizioni di luce naturale, e gestione della sicurezza dell'edificio come l'accesso e il monitoraggio delle telecamere di sorveglianza.

Gli utenti autorizzati possono interagire con il sistema di Building Automation in ogni momento tramite l'interfaccia utente, che può essere, come abbiamo detto, un'applicazione mobile, un'interfaccia web o un pannello di controllo fisico nell'edificio. Questa interfaccia consente agli utenti di monitorare le condizioni dell'edificio in tempo reale, regolare le impostazioni dei sistemi e ricevere notifiche su eventi importanti. il sistema di Building Automation continua a monitorare costantemente in modo silente in background le condizioni dell'edificio, misurando le variazioni e ad adattando di conseguenza le impostazioni dei sistemi per massimizzare l'efficienza energetica, migliorare il comfort degli occupanti e garantire la sicurezza dell'edificio.

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Nel proseguo si parlerà di regolamentazione e normativa.