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Smart building: cos’è. Esempi e vantaggi dell’edificio intelligente

Smart building: cos’è. Esempi e vantaggi dell’edificio intelligente
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  1. Cos'è lo smart building

Cos'è lo smart building

L’edificio è intelligente quando è in grado di gestire in modo ottimale l’energia e fornire il miglior comfort possibile a chi vi abita, rendendo i residenti quanto più consapevoli dei consumi e del modo migliore per ridurli. La nascita e lo sviluppo dello smart building parte dalla necessità di efficientare i consumi energetici e la sua storia lo spiega bene ed è più antica di quanto si pensi.

Smart building, un po’ di storia

Spesso, infatti, si pensa alla smartness come a una prerogativa che ha a che fare con il nuovo millennio o, ancor più, con il suo sviluppo nel futuro prossimo. Invece le prime tecnologie legate a efficienza e comfort nell’edificio risalgono addirittura al XVII secolo con Cornelis Drebbel. Questo ingegnere e inventore olandese fu uno dei primi ideatori e promotori della creazione e sviluppo dei sistemi di controllo, ovvero sistemi capaci di gestire, comandare, dirigere o regolare il comportamento di altri dispositivi. Drebbel creò un termostato a mercurio in grado di mantenere automaticamente uno spazio a temperatura costante. La sua invenzione fu uno dei primi dispositivi di feedback-controllati noti alla storia, una sorta di antesignano della tecnologia HVAC (Heating, Ventilation and Air Conditioning).

Di certo, la storia e l’evoluzione degli edifici intelligenti è stata più significativa e ricca negli ultimi quarant’anni. Anzi proprio agli anni Ottanta risale la nascita del termine “intelligent building” negli Stati Uniti per indicare un edificio con sofisticati servizi di telecomunicazioni, gestione degli edifici e servizi di rete dati che fornivano servizi condivisi ai residenti. La definizione di intelligenza applicata all’edificio in questo periodo si focalizza su sistemi di building automation. Col tempo, e con l’avvento sempre più forte dei computer e della loro evoluzione, cominciano a prendere piede tali soluzioni, conosciuti anche con il termine di Building Management System (BMS). I sistemi di controllo informatizzato installati negli edifici cominciano a monitorare apparecchiature meccaniche ed elettriche dell’edificio. Solo che i vari sottosistemi risultano scollegati o a compartimenti stagni, automatizzati a livello di funzionamento individuale.

Negli ultimi tre decenni il progresso è stata notevole, grazie alla significativa evoluzione della tecnologia, dell’avvento e dell’importanza sempre più ampia di Internet, delle soluzioni hardware e software. Così lo smart building assume un significato sempre più ricco e complesso. Pensiamo al BMS e alla sua integrazione e connessione al web: facilitati da software analitici avanzati, i proprietari degli edifici si trovano ad avere accesso a grandi quantità di informazioni da poter utilizzare per prendere decisioni intelligenti capaci di migliorare le prestazioni dell’edificio.

L’introduzione di protocolli aperti, il passaggio al wireless e l’incombente ubiquità dell’Internet of Things permette sempre nuove opportunità. Il passaggio al BMS da sistema chiuso a integrato si deve, infatti, all’Internet delle Cose che ha spalancato le porte a nuove opportunità, permettendo ai sistemi di building management di essere informati di tutta una serie di eventi esterni, contando anche sulla presenza di sensori negli ambienti indoor in grado di controllare dinamicamente molteplici informazioni, aspetti, variabili.

schema di smart building
schema di funzionamento dello smart building

Smart building, una definizione? Più definizioni

Dalle sue prime forme, gli edifici intelligenti – che vengono denominati in modo indifferente come smart building o intelligent building – hanno conosciuto una moltitudine di definizioni.

Già nel 1981 la United Technology Building Systems Corporation of the USA usò forse per prima il termine “edificio intelligente” e due anni dopo sorse il City Place Building di Hartford, nel Connecticut, divenuto noto al mondo come il primo edificio intelligente a essere completato. Lo ricorda Osama Omar, docente universitario in architettura in un articolo scientifico dedicato, segnalando che circa vent’anni dopo due esperti del settore, Michael Wigginton e Jude Harris nel libro “Intelligent skins” segnalarono più di trenta definizioni applicabili riguardanti l’intelligenza applicata al costruito.

Secondo lo statunitense Intelligent Building Institute (IBI) e la European Intelligent Building Group (EIBG) la definizione più propria di smart building è quella di edificio “che fornisce un ambiente produttivo e conveniente attraverso l’ottimizzazione dei suoi quattro elementi base (strutture, sistemi, servizi, gestione) e la loro interrelazione”. Entrambe, con lievi differenze, sono concordi anche nell’evidenziare non solo i vantaggi per i residenti ma anche per chi deve gestirli (energy e facility manager), oltre che per l’ambiente.

Anche la Commissione Europea ha fornito una definizione ad hoc, parlando di smart building come di

“un insieme di tecnologie di comunicazione che consentono a diversi oggetti, sensori e funzioni all’interno di un edificio di comunicare e interagire tra loro e anche di essere gestiti, controllati e automatizzati in modo remoto. Nello smart building le tecnologie aiutano a collegare una varietà di sottosistemi che originariamente operavano in modo indipendente. I processi automatizzati consentono il controllo delle operazioni dell’edificio, compresi riscaldamento, ventilazione, condizionamento, illuminazione, sicurezza e altri sistemi”.

Nel report dedicato, si segnala inoltre come il campo di applicazione dello smart building sia molto ampio e comprenda vari oggetti all’interno del sistema di riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell’aria, da finestre o ascensori alla ricarica dei veicoli. Tuttavia lo smart building è un concetto strettamente legato all’efficienza energetica e per riuscire a metterla in atto può basarsi principalmente su due sistemi: smart lighting, in grado di regolare i livelli di luce in base ai tempi ma anche in base ad altri elementi intelligenti; sistema HVAC (Heating, Ventilation and Air Conditioning, ovvero riscaldamento, ventilazione e condizionamento dell’aria). In tutto questo un ruolo fondamentale lo assumono i sensori (specie quelli IoT) in grado di permettere l’interconnessione di oggetti e impianti.

Integrazione e interconnessione tecnologica sono parti integranti anche della definizione contenuta nell’Intelligent Building Report, a cura dell’Energy & Strategy Group del Politecnico di Milano, secondo cui lo smart building è:

“un edificio in cui gli impianti in esso presenti sono gestiti in maniera integrata ed automatizzata, attraverso l’adozione di una infrastruttura di supervisione e controllo degli impianti stessi, al fine di massimizzare il risparmio energetico, il comfort e la sicurezza degli occupanti, e garantendone inoltre l’integrazione con il sistema elettrico di cui il building fa parte”.

Priorità, efficienza energetica

Come detto, la vera priorità cui rispondono gli intelligent building è legata alla gestione dell’energia, alla possibilità di fare efficienza energetica negli edifici. Si parte dalla necessità di ridurre notevolmente l’impatto degli immobili, responsabili di circa il 40% dei consumi energetici, sia che si guardi in Europa che negli Stati Uniti. Edifici energivori significano anche grandi generatori di emissioni climalteranti. Quanto sta avvenendo nel mondo, con il climate change, ormai è noto e la necessità di trovare alternative più green è fondamentale anche nel comparto edilizio. Da qui si arriva alla volontà di contare non solo su una riduzione dei consumi, utilizzando materiali e soluzioni costruttive che puntino all’efficienza energetica, ma anche gestire e generare energia da fonti energetiche rinnovabili.

Fare un uso intelligente dell’energia è forse il punto centrale, quello che più incentiva alla realizzazione di smart building specie per uso commerciale, in modo che l’efficientamento energetico si riesca a gestire pienamente, grazie anche alla digitalizzazione degli edifici.

Secondo stime di Research for Markets il mercato globale dedicato agli edifici intelligenti crescerà da quasi 8,5 miliardi di dollari (2016) a 57,8 miliardi entro il 2023, evidenziando un tasso annuo di crescita composto del 31.5%.

Scritto da
Andrea Ballocchi