Cos’è uno smart building: quando un edificio si può definire “intelligente”

Passiamo più del 90% del nostro tempo all’interno di spazi chiusi. Renderli “smart” diviene quindi un’esigenza imprescindibile. In questo articolo vedremo quando un edificio si può definire smart, quali sono i sei passi chiave per renderlo tale, l’importanza della fiducia degli utenti nella condivisione del dato e un breve elenco dei sistemi 4.0 maggiormente utilizzati in ambito smart.

Da un sondaggio pre-pandemia sviluppato da YouGov intervistando 16.000 persone appartenenti a 14 paesi in Europa (tra cui Italia) e Nord America, emerge che il 90% del tempo di vita viene vissuto indoor (case, scuole, uffici e ambienti ricreativi) pari a circa 22 ore al giorno.

Ripensare i luoghi in chiave “intelligente”, sfruttando appieno le potenzialità del digitale, è quindi un’opportunità unica per venire incontro alla sempre crescente esigenza della creazione di territori intelligenti, che permettano agli abitanti uno stile di vita sano e interconnesso.

Lo smart building è quindi il tassello fondamentale, insieme ad una infrastruttura smart, per la creazione di smart cities e quindi di smart land, anche detti territori intelligenti. L'obiettivo di connettere edifici intelligenti in una città intelligente può sembrare futuristico, ma già oggi abbiamo le tecnologie e conoscenze per attuarlo in un futuro molto prossimo.

Cos’è uno smart building

Un edificio si può definire “intelligente” quando assicura un’esperienza d’uso facilitata, sicura e sostenibile grazie all’applicazione e gestione di sistemi tecnologici avanzati e integrati. Questi sistemi includono l'automazione degli edifici, le telecomunicazioni, i sistemi utente e i sistemi di gestione delle strutture e dei loro consumi.

Quali caratteristiche tecnologiche e metodologiche rendono smart un edificio: i 6 passi chiave

Quando si progetta un edificio smart, o si adatta un edificio esistente affinché possa essere considerato intelligente, si seguono alcuni step imprescindibili, che permettono una alta soddisfazione degli utenti, unita ad un basso impatto ambientale. Vediamoli insieme.

Profilazione di bisogni e finalità d’uso per definire l’esperienza utente che si vuole offrire agli occupanti 

Il primo passo è legato alla analisi dei bisogni degli utenti, affinché gli spazi siano progettati in maniera tale da essere il luogo perfetto in cui gli occupanti possano svolgere determinate attività e dare risposta ai propri bisogni. La profilazione può essere svolta con varie metodologie principalmente afferenti al mondo del service design, o progettazione dei servizi.

Analisi e progettazione degli spazi

Una volta compresi i bisogni, bisogna fare in modo che gli spazi riflettano questi bisogni tramite:

• Struttura e arredi: lo space design e space management sono ormai rami consulenziali che riescono a dare un enorme valore aggiunto al business e alla attrazione e ritenzione dei talenti. Ne parlo in questo articolo.
  
  
• Comfort: il benessere è un must, inteso sia come comfort climatico (temperatura e umidità degli ambienti), sia come comfort visivo (la giusta illuminazione bilanciando luce solare e luce artificiale), che come comfort acustico (soprattutto nelle aree comuni e negli open space)
  
  
• Salubrità: passando così tanto tempo all’interno di spazi chiusi, dobbiamo assicurare un’alta qualità dell’aria che respiriamo. Possiamo monitorarla tramite sistemi di indoor air quality in cui una sensoristica diffusa monitora i parametri chiave, quali ad esempio la CO₂, il CO, i VOC (volatile organic compounds) e i Nox (ossidi di azoto). Si possono inoltre scegliere sensori che offrano la possibilità di analisi più ad ampio spettro, misurando ad esempio anche l’intensità dei campi elettromagnetici
  
  
• Accessibilità: accessibilità è una delle parole chiave per uno smart building, poiché “smart” significa inclusione, accoglienza, opportunità, facilitando l’esperienza d’uso di tutti, compresi coloro che hanno disabilità temporanee o permanenti
  
  
• Sicurezza: in uno smart building la persona è messa al centro di ogni decisione e quindi la sicurezza è un fattore imprescindibile.

Foto di Gerd Altmann da Pixabay

Progettazione e realizzazione di una infrastruttura di connessione robusta e sicura

Alla base di ogni edificio intelligente c'è una rete di sistemi wired o wireless incaricata di connettere i dispositivi e di interconnettere gli utenti tramite applicazioni che facilitino l’esperienza di lavoro e di vita. 

La fibra ottica e le emergenti tecnologie 5G e 6G sono quindi la risorse essenziali per una connessione efficace ed efficiente: senza di esse è praticamente impossibile soddisfare le richieste di connettività delle utenze intelligenti (sistemi di IoT e di interazione con il campo) e degli occupanti.

Per quanto concerne il concetto di vulnerabilità e cyber security, sono approfonditi in questo articolo.

Tecnologie interoperabili e future-proof

Quando si progettano i sistemi Iot e di interconnessione di uno smart building bisogna prendere decisioni di merito sulla capacità di comunicazione del sistema e bisogna investire su tecnologie in grado di garantire un corretto funzionamento a lungo termine.

Le tecnologie attualmente in commercio sono infatti di svariate tipologie e, quando le scegliamo, dobbiamo ragionare come se volessimo acquistare una barca che negli anni dovrebbe riuscire a muoversi all’interno di fiumi sempre più ampi, fino ad arrivare al mare aperto, che sia in grado di darci una corretta esperienza di utilizzo nel tempo e, tramite i giusti set up di rete, di difenderci dai pirati che vorrebbero rubarci le derrate. Ad esempio, se una piattaforma utilizza una soluzione di connettività che non offre alcuna possibilità di migrazione al 5G, non è sicuramente la scelta migliore per il tuo edificio.

Per quanto riguarda la capacità di comunicazione dei device e dei sistemi informatici che compongono il sistema, bisogna investire su protocolli di comunicazione aperti e standard internazionali secondo metodologie di approccio open: in questo articolo un approfondimento sul tema dell’interoperabilità, cioè la capacità di sistemi differenti di scambiare informazioni tramite protocolli aperti/chiusi di comunicazione.

Consumi energetici e impatto ambientale 

Un edificio non può essere definito smart se non ha un basso footprint, o impronta ambientale. Nel caso di nuove costruzioni, parte tutto dalla scelta dei materiali e degli impianti; nel caso di costruzioni già esistenti, si tende a privilegiare i revamping impiantistici e i restauri architettonici che portino considerevoli risparmi energetici grazie ad un’efficienza sempre crescente offerta dalle nuove tecnologie e dai nuovi materiali.

Gli impianti di tipo solare fotovoltaico, solare termico, geotermico, microeolico e di raccolta delle acque piovane sono quindi un must per un edificio smart, poiché permettono l’uso di FER (Fonti Energetiche Rinnovabili) e quindi abbattono l’impatto ambientale dell’attività antropica.

Uno smart building non può quindi prescindere dall’utilizzo di sistemi di monitoraggio che siano non solo in grado di supervisionare i consumi, ma che riescano anche a correlarli con il funzionamento impiantistico, in modo da supportare il Facility ed Energy Manager nelle scelte strategiche di gestione.  

Creazione di partnership smart

La gestione di un edificio non può prescindere da sistemi di outsourcing di servizio: ad esempio terziarizzazione delle manutenzioni o dei servizi alla persona e allo spazio, come ad esempio gardening, accoglienza, ristorazione, pulizie… E’ quindi fondamentale che il Facility Manager riveda i flussi di lavoro ed aiuti i propri fornitori nel corretto utilizzo delle tecnologie, condividendo know how e richiedendo un forte commitment sui risultati da ottenere, in modo tale da massimizzare i vantaggi tecnologici su tutta la filiera.

Formare, informare e ascoltare le persone: la paura di condividere i dati come limite per lo smart building

Una nuova esperienza d’uso e una connettività crescente tramite sistemi innovativi richiedono una formazione continua degli occupanti del building, anche se i sistemi sono progettati per essere altamente intuitivi. Un’ottima esperienza d’uso parte sempre da una bassa difficoltà di utilizzo della tecnologia che presuppone un alto livello di interconnessione tra sistemi differenti (omnicanalità) che vada a minimizzare la fatica di spostamento da un sistema all’altro (esperienza frictionless). Affinché omnicanalità e facilità d’uso rimangano sempre i due presupposti di sviluppo dell’interazione tra sistema e utente, bisogna creare un circolo virtuoso di riprogettazione continua, in un approccio di ascolto attivo dell’evoluzione dei bisogni dell’utente.

Per fare questo, gli occupanti di uno smart building condividono vari dati con il sistema (e con l’evoluzione tecnologica ne condivideranno sempre di più) e quindi la formazione non basta: bisogna permettere alle persone di fidarsi del sistema e dell’uso che si farà dei dati, altrimenti l’interconnessione decade.

Senza fiducia non esiste condivisione di dati e senza condivisione di dati non esiste uno smart building.

I sistemi 4.0 più usati uno smart building

Di seguito un breve elenco dei sistemi 4.0 più usati in uno smart building:

• IoT: Internet delle cose. È la tipologia di tecnica che permette agli oggetti/utenze di condividere dati con la rete in maniera nativa
  
  
• BMS: Building management system. È il sistema che permette di supervisionare e settare gli impianti a servizio dell’edificio. Leggi l'approfondimento. 
  
  
• SMS: Space Management System. È il sistema che permette di gestire gli spazi e la loro prenotazione/occupazione. Leggi l'approfondimento.
  
  
• EMS: Energy management System. È il sistema che permette di supervisionare e correlare i consumi energetici 
  
  
• BEMS: Building energy management system. È il Sistema che permette di supervisionare i consumi energetici mettendoli in correlazione con il funzionamento impiantistico tramite sistemi di machine learning (EMS+BMS)
  
  
• Sistema di Ticketing. È il sistema che permette agli occupanti di effettuare richieste in maniera rapida